電焊條的管理和試驗

摘 要：通過介紹電焊條的牌號和型號，國家和廠級標準，驗收流程，以及ERP系統的運行，詳細介紹了焊條的管理內容。并通過試驗發現一些存在的問題。有助于提高鋼管廠的電焊條管理水平。

關鍵詞：電焊條；牌號；型號；AWS；評定

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.034

0 前言

鋼管廠的補焊用電焊條一直采用大西洋的CHE**7系列[1]，在使用中發現一些的問題，對其進行分析和總結，以提高本廠的電焊條管理水平。

鋼管廠所使用的焊條屬于管線鋼用焊條，按鋼級強度對應，目前使用的具體范圍從J427-J707。

選用焊條的原則是焊條的抗拉強度大于等于母材的理論抗拉強度，同時屈服強度也不低于母材的理論值，且高強度的焊條可用于略低一級的鋼材上。

焊條型號是國家標準中對焊條規定的編號，用來區別各種焊條熔敷金屬的力學性能、化學成分、藥皮類型、焊接位置和焊接電流種類。國家標準通常只規定該種焊條最基本的要求，并且不可能包括所有的焊條。

焊條牌號是按焊接材料產品樣本的規定所作的焊條代號，牌號用字母和三位數字表示，有時帶有后綴進行補充說明。顯然一個焊條型號可對應多個焊條牌號。如E5015型號可包括J507、J507R等。

1 電焊條國家標準的變遷

1.1 GB 系列標準

早期由原機械工業部組織出版《焊接材料產品樣本》，分為1977和1987年版本，采用以焊條牌號為主的方法來指導各國內廠家區分焊條。如J507中，J表示結構鋼，50表示熔敷金屬抗拉強度≥50kgf/mm2，7表示低氫鈉型[2]。

1985年編制的一批國家焊條標準，如GB5117-85《碳鋼焊條》、GB5118-85《低合金鋼焊條》等，它們都是等效采用美國ANSI/AWS相應的焊條標準而制定的[3]。采用焊條型號來代表焊條，如E5915-G，59表示熔敷金屬抗拉強度≥59kgf/mm2，15表示低氫鈉型，G表示用戶協商化學成分。由于我國礦產資源與美國不同，導致焊芯的化學成分有差異。如低合金鋼的合金體系在AWS A5.5中是碳-鉬-鎳，而我國的是碳-錳-釩。

1995年焊條國家標準做了更新，如GB/T5117-1995，GB/T5118-1995。廠家引用了該標準系列，并沿用至今。2010年后國家陸續更新了一些標準，但名稱發生了變化。GB/T5117-2012《非合金鋼及細晶粒鋼焊條》，可涵蓋的焊條包括J427，J507，J557。GB/T5118-2012《熱強鋼焊條》，大致包含R507-R627，不再包含管線鋼焊條。因此，廠家可采用的新國家標準為GB/T32533-2016《高強鋼焊條》，可包含焊條J607-J707及更高。

1.2 ASME和AWS標準

ASME是American Society of Mechanical Engineers（美國機械工程師協會）的英文縮寫。在生產中東外貿鋼管時，往往需要用到該標準。因此，必須按照該系列標準進行焊接工藝評定，準備鋼材以及焊接材料。

國內外的焊接工藝評定文件格式均按照ASME IX進行準備。具體的技術要求則根據用戶技術條件進行修改。目前在用的評定標準是ASME BPVC IX-2017《焊接、釬接和粘接評定》?；旧厦績赡旮乱淮?。

外貿對應使用的焊接材料需滿足ASME II Part C的要求。其中包括SFA 5.1碳鋼焊條和SFA 5.5低合金鋼焊條。等效采用AWS的早期版本AWS A5.1和AWS A5.5。AWS是 American Welding Society（美國焊接協會）的縮寫，外貿管需要按ASME IX的要求完成評定文件和焊材質證書，因此焊材廠家的紙證書也需要提供國標型號對應的AWS標準型號，如廠家牌號CHE607GX，國標型號為E5915-G，符合AWS A5.5 E9015-G。

2 公司和廠級標準的變遷

2.1 ERP系統中的電焊條

ERP系統是基于ERP企業管理理念上的高度集成化的計算機信息系統，幫助企業實現自動化的新型企業管理模式。從早期的K3系統發展而來。主要的焊條在ERP中描述見下表：

各種電焊條均按照國標進行檢驗，采購時應按20KG的倍數來申報。

2.2 工藝指導書中的焊條

多年來，鋼管廠一直使用自貢大西洋生產的電焊條。因此在工藝所編制的工藝指導書中以CHE來標識焊條。若有時該廠的焊條供不上，如何提供現場所需的焊條？一個方法是，采用較高強度級別的焊條。另一個方法可能是采用其他廠家的同類焊條，但需先做工藝評定合格。

自貢大西洋也研發出CHE657GX焊條以匹配X80鋼級，但未得到推廣[4]。

2.3 廠級焊條驗收流程

新采購的焊材，按照廠文件《采購控制程序》（Q/SG G05.010）進行樣品試驗，試驗合格后由工藝所編制樣品檢驗報告，交物管中心存檔。然后該焊材才有資格進行投標。

到廠的焊材，由物流中心按標準流程進行檢查，檢查合格后才可投入車間使用。對具體的重要管線項目，還需根據具體材質進行項目

工藝評定，評定合格后才能正式用于具體的管線生產。

3 電焊條的評定和試驗

3.1 電焊條評定

電焊條評定采用原料鋼板，并加工成標準尺寸的對接坡口型式，見圖1。其中鈍邊P=3±1mm，坡口角度a=30-50°。評價的壁厚可覆蓋較薄的壁厚，按AMSE IX覆蓋范圍是1.5mm-2t。焊條評定的有效期一般可達到3年。

外貿的根據ASME IX全用對接坡口即可，國內的還需要根據API SPEC 5L附錄D（或GB/T9711-2017）開凹槽坡口做彎曲試驗。試樣的數量根據用戶技術條件來確定，一般拉伸和彎曲采用4倍數量。

3.2 電焊條試驗

為驗證某些焊條性能需要單獨做焊條試驗，以及檢查焊條性能防止長期未評定而出現的焊條質量問題。

3.2.1 CHE607GX的熔敷金屬性能

由于在AWS A5.5中將J607G等效為E9015-G，其屈服強度要求較高，故對該焊條進行熔敷金屬試驗。屈服強度為500MPa，滿足國標要求，但不滿足AWS要求。因此，大西洋需要提供滿足外貿要求爐批的焊條以進行相應的外貿生產。

3.2.2 焊條的韌性試驗

對補焊焊縫進行-20℃沖擊韌性試驗，從J427-J707，平均沖擊功在90-120J，略高于用戶要求。對金相進行檢查，一般都是粗大的先共析鐵素體，加上晶粒內的珠光體或者針狀鐵素體。

對485及以上級鋼材，在補焊實際焊接中需要控制焊接熱輸入，以及預熱、層間溫度滿足工藝要求，才能獲得較好的焊縫韌性。

4 結論

（1）根據現用AWS和國家標準，采用焊條牌號和型號來綜合管理電焊條。

（2）通過電焊條試驗來確定焊條性能并做好工藝控制。

參考文獻：

[1]大西洋焊接材料股份有限公司.大西洋焊接材料（2014）[G].自貢，2014.

[2]戈兆文等.焊條的型號和牌號[J].中國鍋爐壓力容器安全，1990，

6（06）：34-38.

[3]機械工業部.焊接材料產品樣本[S].機械工業出版社，1987.

[4]陳耕耘.X80管線鋼配套焊條CHE657GX的研制[J].機械，2013，40

（03）：56-59.

作者簡介：曾德勝（1972-），男，湖北天門人，焊接工學學士，高級工程師，研究方向：直縫、螺旋埋弧焊管工藝等。