美国焊接学会—焊接检验工艺学_部分1

焊接检验权威书籍,焊接检验师考试必修科目。

American Welding Society & Moody International

美国焊接学会

焊接检验

工艺学

2006年7月

焊接检验权威书籍,焊接检验师考试必修科目。

焊 接 检 验

工 艺 学

第四版－２０００版

由美国焊接学会

教育和培训部出版

美国焊接学会

焊接检验权威书籍,焊接检验师考试必修科目。

郑 重 声 明

美国焊接学会对本出版物所包含的信息不承担任何责

任。在采用这类信息以前，使用者应进行独立地、核实性调查研究。

国际标准手册编号：０－８７１７１－４６７－１

版权 © １９９５ 美国焊接学会，迈阿密，佛罗里达

第四版－２０００版

本书所有版权均受保护。未经出版商书面许可，本书的任何部分不得以任何方式或方法复制－包括电子或机械方式的照相、录音、或其它的信息储存或检索系统。

本书在美利坚和众国印刷

由美国焊接学会教育和培训部出版

经准许由摩迪中国翻译(第二次翻译2006年7月)

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修订版说明

焊接检验工艺学研讨班培训教材的总体安排是在过去几年内逐步形成的，它包括了许多

方面的升级及其改版。最初的教材包括12个单元的内容并以黑、白印刷的小册子的形式出现。随后，为便于换版和印刷，教材以黑白印刷的三孔装订形式出现。95年的版本继续采用可换页的孔型装订模式，但首次采用了更为大方的彩色图形印刷技术，同时为了提高文章的可读性和清晰度，该版本也采用了改进的排版布局及字体。现有的版本简化了第4及第7单元的内容并更正了95版存在的印刷错误。希望这些最新的改动能使您感到学习更有趣、并对有关的技术资料有更深刻的印象。

为了拓宽注册焊接检验员（CWI）的知识范围，本教材对后两个版本的专业内容部分也

做了相应的调整以求包括一些最新的焊接技术及专题。然而，为了保留原有的专业内容并满足现有的CWI考核培训大纲对培训覆盖面的要求，最新版本的内容并不全都是最新的。随着焊接技术的不断发展以及米制单位在全美范围内的推广使用，可以预料现有的版本在将来还要进行不断的更新。

在此，我们要对Roper 工程公司的J.R.Roper博士表示感谢，是他撰写了有关EBW(电

子束焊)和LBW（激光束焊）的内容。我们还要感谢Welding Solution, Inc. 的Richard D. Campbell先生，是他负责了本书技术校对及编辑工作。特别感谢爱迪生焊接研究所的高级工程师Richard L. Holdren，是他撰写了1986年版的培训教材，其内容在现有的版本中仍然占有非常重要的位置。

1998年12月

Ted V. Weber

高级顾问

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目 录

单元

1

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9

10

标题 焊接检验及资格认证 焊接检验员安全须知 金属连接和切割技术 焊接接头的几何形状及焊接符号 焊接检验及资格认可的有关资料 金属的性能及破坏性试验 焊接检验中的公制/英制单位制转换 焊接金相学 焊缝及母材的不连续 目视检验和其它无损检验方法及其符号 页码 1-1 2-1 3-1 4-1 5-1 6-1 7-1 8-1 9-1 10-1

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第一单元

焊接检验及资格认可

单元目录

介绍……………………………………………………………………………………… 2 焊接检验师………………………………………………………………………3 焊接检验师应具备的基本素质 …………………………………………………………… 5 焊接检验师行为准则 ……………………………………………………………………… 8

焊接检验师是通讯员 …………………………….……………………………………………………...8 检验人员资格认可程序 …………………………………………………………………… 11 关键术语及其定义 ……………………………………………………………… 15

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第一单元

焊接检验及资格认证

介绍

就当今世界而言，人们对质量的要求与日俱增，而焊接质量是整个质量活动的一个重要组成部

分。人们对产品质量的关心主要由以下几个因素引起， 这些因素包括：经济因素、安全因素、政府法律、法规因素、全球竞争因素以及减少保守设计的因素。焊接检验师不仅限于对获得焊接质量负责，而且在成功的焊接质量控制活动中扮演着一种更为重要的角色。事实上，对一个高质量的焊接产品而言，许多人都参与了其形成过程中的许多活动。而焊接检验师是那些“前线”人员中的一员，他必须对制作过程进行检查并证实每一活动是否按要求正确实施。

为了有效地开展焊接检验工作，焊接检验师必须具有较

宽的知识面和检验技巧。因为焊接检验并不只是简单地看看

焊缝。因此，本教材是专门为那些新手和有经验的焊接检验

师设计的一本基础教材以备其需要时参考。但这并不意味着

当一个检验师为某公司工作时，他将会用到本教材所提供的

所有信息，也不是指本教材能够根据每一个检验师的实际情

况提供其所需的全部信息。本书的主题选择是基于满足检验

师在常规焊接检验时所需的基本知识。

重要的一点是您必须认识到一个有效的焊接检验所包含

的内容要远远多于只检查完工的焊缝。AWS QC1 (美国焊接学

会焊接检验师资质认可标准) 第4节给出了焊接检验师的多种功能（参见图1.1）。您应该了解并熟悉这些针对焊接检验师而言的各种职责，因为焊接检验是一个连续进行的过程。一个成功的质量控制活动在首次焊接起弧之前就已经开始。因此，焊接检验师必须熟悉与制作过程相关的各方面的知识。在焊接检验开始以前，检验师应首先对相关的图纸和技术规范进行检查以确定部件的结构、焊缝的质量要求以及所要求的检验等级等内容。这种审阅将会向您提供有关制作过程是否包含有特殊工序的信息。焊接开始以后，焊接检验师可以对各种制作过程进行观察以确保这些过程或工艺步骤均按要求实施。如果所有的这些子过程均按要求并令人满意地完成，那么最终的检验只不过是对这

些成功的操作过程进行简单的确认。

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本课程的另一好处是它经过专门设计，并为那些希望顺利通过美国焊接学会(AWS)注册焊接检验

师(CWI)资格考试的检验人员提供了所需的信息。下面所列的十个单元中所给出的内容包括了该考试的资料。焊接检验师必须对这些单元中所包括的知识要点有所了解。本课程的主要特点是对这些知识进行简单的复习和回顾，尽管授课时可能会对某一新的专题进行一些讨论。 单元1

单元2

单元3

单元4

单元5

单元6

单元7

单元8

单元9

单元10

焊接检验及资格认证 焊接检验师安全须知 金属连接和切割技术 焊接接头的几何形状及焊接符号 焊接检验及资格认可的有关资料 金属的性能及破坏性试验 焊接检验中的公制/英制单位制转换 焊接金相学 焊缝及母材的不连续 目视检验和它无损检验方法及其符号 此外，本教材所选择的参考资料也属于所要求的“知识要点”。这些资料包括：

一个可供选择的标准（AWS D1.1, API 1104, 等） 焊接检验（WI-80） AWS A1.1, 焊接工程中实用公制单位使用指南 AWS A2.4, 焊接、钎焊和无损探伤用标准符号 AWS A3.0, 标准焊接术语及其定义 AWS B1.10, 焊缝无损检验指南 AWS B1.11, 焊缝目视检验指南 ANSI Z49.1, 焊接、切割及其相关工序中的安全须知 AWS QC1, AWS 焊接检验师资格认可标准

焊接检验师

在我们讨论有关技术专题之前，让我们先谈一下作为个人的焊接检验师，以及根据其职位

而应负的主要责任。焊接检验师是一个负责按照适用的规范或规程对焊缝质量进行评判的人。依据其服务对象的不同，焊接检验师在执行焊接检验任务时会遇到许多不同的情况。因此，根

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据被检部件和结构的复杂程度不同，检验师所采用的检验规范也会有所区别。

检验师可包括破坏性试验人员、无损检验人员（NDE）、法律法规检验人员、军队或政府

检验人员、业主代表、车间及其他检验人员等。当这些检验人员从事焊缝检验工作时，他们都可以把自己看成为“焊接检验师”。焊接检验师的工作职能可以分成以下三个大类：

监督检验人员 专业检验人员 监督和专业检验人员的结合

监督人员可以是一个或多个人员，对这些人员工作技能的要求将随被检对象的数量和类型

的不同而发生相应的变化。对经济性和技术性的要求决定了检验人员的分类及其在不同领域内所发挥的作用。

专业人员是指在检验过程中从事某些特定检验工作的人员。专业检验人员可能、也可能不独立于监督人员开展检验工作。无损检验人员（NDE）就属于这类检验人员。这类检验人员在焊接检验过程中担负特定范围的职责。

我们通常所见到的检验师都是以监督和检验的双重身份工作的。这类检验人员既要对每一制造过程中的焊缝质量作出总体评价，而且在必要时对焊缝进行无损检验。制作商可能会根据需要雇佣几个类型的焊接检验人员并要求其对所负责区域的焊缝进行检验。因为在这种情况下，检验责任被分成了好几个部分，检验师此时就必须彼此合作，相互依赖以完成指定的检验任务。

在本课程的教学中，我们所讲的焊接检验人员是指通常概念上的检验师，而不是根据顾主使用检验师的情况对其进行分类。因此，在本课程的教学中，要想根据每一个人的具体情况展开讨论是不现实的。

为了强调不同领域内对检验工作要求的区别，让我们先来看以下需要用到焊接检验师的一些工业领域的情况。我们通常会看到在建筑、桥梁和结构工程中进行焊接检验的情况。能源工业应用的设备包括发电设备、压力容器、管道以及别的压力传输设备。在化工设备（通常为承压的装置和设备）的制作过程中也要大量地用到焊接。交通运输业要求确保焊缝质量以确保运输的安全，这些行业的设备包括：飞机、汽车、轮船、铁路运输装置及其维修设备。最后，还有我们日常生活中所使用的消费品，通常也对焊缝质量有其特定的要求。考虑到所列设备的千变万化，针对各种各样不同的情况显然要采取不同类型和级别的检验。

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焊接检验师应具备的基本素质

为了最大效率地开展工作，要求焊接检验人员应具备一定的品质。图1.2给出了这些品质要求。

首先，也可能是最重要的一个品质，就是一个专业化的态度。专业化的态度通常是一名焊接检验师取得成功的关键因素。在执行检验任务的过程中，一个检验师的态度通常决定了他获得别人对他的尊重和合作的程度。专业化的态度包括焊接检验师根据事实作出公平、全面和前后一致的决定的能力。如果一个检验师所做出的决定有失公平、片面并前后矛盾，则他的这些决定将会极大地影响到他的信誉。这就要求焊接检验师必须十分熟悉他所从事的工作的要求，以便使其做出的决定既不会太严、也不会太松。对一个部件的可接受性在检验以前就已经形成看法是不对的。检验的决定必须依事实为依据。决定的因素必须是焊缝的实际情况和适用的规范中规定的判定准则。检验师经常会发现自己受到工作中其他人员的“测试”，这种情况在一项新的任务开始之初尤为多见。为了成功地完成任务，保持一个专业化的检验态度有助于克服这种障碍。

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其次，焊接检验师应该具备良好的身体状况。因为焊接检验所涉及到的一项最基本的工作

就是目视检验，所以，焊接检验师应具备良好的裸眼或校正视力。美国焊接学会(AWS)注册焊接检验师(CWI)考核程序要求：焊接检验师应通过矫正或非矫正视力测试，以证明其视力在12英寸的距离处可达到Jaeger J2，同时还应完成色盲测试。对焊接检验师身体状况的另外一项要求牵涉到焊接结构的尺寸。在一个大型的焊接结构中，焊缝可能会位于任何一个位置，这就要求检验师必须经常能去那些位置并对所检验的焊缝作出评估。检验师的身体状况必须允许检验师能够到达焊工已经到达过的任何一个位置。但这并不意味着检验师为了检验而必须违背有关的安全规定。焊接检验经常会因为未能在焊接完成以后及时进行检验而受到影响，因为此时帮助焊工到达这些地方的辅助设施如梯子、脚手架等可能已经拆除而使得检验无法进行或变得十分危险。在安全条件允许的范围以内，检验师不应因自身身体状况的原因而影响检验工作的正常进行。

焊接检验师应具备的另外一个素质是其理解并应用各种资料来描述焊接要求的能力。这些资料可以包括：图纸、规范、标准以及技术条件。这些资料提供了有关：是什么、在什么时候、什么地方，以及怎样进行焊接和检验的绝大部分信息。因此，焊接检验师可以从这些资料中找到有关检验的规则或指南。这些资料也给出了可以接收的质量要求，据此，焊接检验师可以对焊缝的质量作出评价。非常重要的一点是：因为必须熟悉有关的检验要求，所以在任何一项检验工作或生产开始之前，检验师都应该先阅读这些资料。通常，这种工作开始之前的资料预审可以给出有关检验的“停止点”、焊接工艺评定和焊工资格的要求、特殊工序或有关设计缺陷，比如在制作过程中有些焊缝根本无法接近。虽然检验师应该仔细、全面地审阅这些资料，但这并不意味着他们应将这些信息全部记下来。在制作的过程中，这些参考资料应能随时随地、唾手可得，以备详查。通常，检验人员是最熟悉所有这些资料的人，所以可能有人要向他们请教有关的焊接信息及其技术要求。

大多数和焊接检验工作有关的人员都认为检验经验是非常重要的。教科书和课堂上所学到的知识并不能教会一个检验师所有事情。而经验可以帮助焊接检验师有效地工作。随着时间的推移，检验师将会总结出更好的方法进行思考和工作。经验也有助于检验师形成正确的工作态度，对和工作有关的问题有自己独到的见解。通过使用各种规程和技术规范所获得的经验，有助于检验师理解焊接要求并提高工作效率。为了强调对检验经验的需求，我们经常看到一个新的检验师会和一个有经验的检验师一起工作，以实现检验技巧的传递。最后，我们也将会看到焊接检验师资格认可程序对检验师的经验有一个最低要求。

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焊接检验师另外一个素质要求是：应具备一定的有关焊接方法和工艺的知识。正因为如此，

人们经常挑选一些曾经是焊工的人来担任焊接检验师。由于有一定的焊接经验和相关的知识，这类焊接检验师能够更好地理解并解决焊工所遇到的问题。这有助于他赢得焊工的尊重并得到他们的配合。此外，这也有助于焊接检验师针对某些情况下可能出现的焊接缺陷做出预测。随后，焊接检验师就可以对关键的焊接参数进行监测，以防止出现此类焊接问题。对焊接方法和工艺有经验的检验师知道每一种方法的优缺点，能够在潜在问题发生之前采取必要的预防措施。

掌握各种破坏性试验和无损探伤方法对焊接检验师来说也是非常有帮助的。虽然检验师可能并不需要亲自做这些试验，但当要求时检验师经常要见证这类试验或审阅有关的试验结果。和了解焊接工艺一样，熟悉各种试验方法也有助于检验师的工作。重要的是，焊接检验师应意识到有时候为了增加目视检验的效果，可采用替换的试验方法。虽然焊接检验师可能并不亲自做指定的试验，但他们仍然有可能要对试验的结果做出是否符合指定要求的评价。

焊接检验师应该有接受培训的能力。通常我们根据一个人对培训的态度来决定他是否适合从事检验工作。检验师在接受了各种专业知识的培训之后，可以最有效地从事他们的工作。在获得了更多的知识以后，检验师对于他们的雇主来说将变得更有价值。

焊接检验师另外一个非常重要的职责是：要有良好的安全习惯。良好的安全习惯可以有效地

避免工伤。要想安全地开展工作，就要求对各种安全隐患有一个清楚的了解并认识到所有的安全事故都是可以避免的。要学会采取适当的方法来避免不安全因素。安全教育应成为每一个检验师培训计划的一部分。

最后不容忽视的一点是：焊接检验师要有完成和保存检验记录的能力。焊接检验师必须准确

地传递所有焊接检验的信息，包括检验结果。形成的所有记录要能够被每一个熟悉此项工作的人所读懂。那些仅能由检验师自己辨认的报告在他(她)不在的时候将会变得毫无用处。因此，报告的书写也很重要。检验师应对这些报告加以重视，因为以后可能会有人对他（她）的这些永久性的记录提出质疑。在写报告的时候，应注意其内容应包含怎样进行检验的信息，以供他人参考。当报告写完之后，检验师应对其进行整理、归纳，以便于将来查找。

下面是几条和检验报告相关的格式要求。首先，检验报告要用墨水书写或者用打字机打印（在

当今这个计算机时代，将检验报告输入计算机是一种非常行之有效的办法，这样能够使报告清晰可辩，以便需要时进行查找）。如果在手写的报告中出现错误，错误之处可用单线划掉并更正（不应将错误之处完全涂掉）。更正之处应签名并注明日期。用计算机生成的报告也可用类似的方法。

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检验报告应准确、完整地给出以下信息：项目名称、检验地点以及详细准确的试验信息。使用草图和照片有助于阐明检验结论。接下来，完成的报告应由实施检验的检验师签字并注明日期。

检验师行为准则

我们已经讲述了作为一名焊接检验师应具备的基本素质。除前面所讲的内容以外，对检验师

还有一些行为准则及道德规范方面的要求。简单地讲，道德就是公众的认识以及诚实。如果检验过程中发生重大争执并有人将其公布于众，此时检验师将会非常引人注目。因此，焊接检验师应按规矩办事并随时向其主管报告任何有可能引起争议的事情。简单地讲，因为检验是一项责任重大的工作，所以焊接检验师应诚实、正直地进行检验。如果因为不诚实或受金钱、利益的驱使而使检验结论有失公正的话，那么这个检验师没有按照诚实正直的原则办事。焊接检验师的结论应完全以事实为依据而不会因人而异。

焊接检验师也应对公众负责。因为别人可能会因使用经他（她）检验的设备或部件而受伤。

虽然检验师不可能发现所有的问题，但他们有责任报告任何可能造成不安全的情况。在执行检验任务的时候，检验师只能做他们有资质去做的事情。这样做可以减少误判的概率。

在有些时候，检验的情况可能会被公之于众。此时可能会要求检验师当众对有争议的事情作

出解释。在陈述时，检验师的观点应完全以他认为有效的事实为依据。然而，处理这种情况最好的办法可能是尽量地回避。检验师不应该为了引人注目而自愿发言。然而，当出现必须当众解释的情况时，检验师在发言以前最好先听取其律师的建议。

检验行业的道德规范牵扯到许多责任。然而，对能够理解道德和不道德行为之间的区别，并

将各方利益牢记在心的检验师来讲，检验应不是一件难事。检验师的决定也许会对某方的利益造成重大影响。在这种情况下，有人可能会采取贿赂的手段要求检验师作出与事实真相不符的决定：即对某些问题视而不见或作出与事实恰恰相反的决定。检验师必须认识到这是一种不诚实的行为，并在所有决定上坚持其立场。

焊接检验师是通讯员

焊接检验工作的一个重要内容就是信息交流。检验师每天要花很多的时间和精力与生产或施工人员进行信息沟通。有一点必须认识到，这种交流或沟通并不是单方向的。检验师要有能力使别人

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了解自己的想法，同时也要做好准备倾听他人的答复。为了有效地进行沟通，这种交流必须是一个连续的闭环回路以便各方都有机会陈述各自的观点或看法（参见图1.3）。认为自己永远正确的想法是不对的。检验师必须虚心地听取别人的意见才能获得更多的信息反馈。通常情况下，最好的检验师也是最好的听众。

如上所述，在生产过程中，焊接检验师

必须和各种不同的人员进行信息交流

（参见图1.4）。事实上，在许多情况下

检验师都是该信息网络的中心人员，因

为他们要不断地与各种相关的人员打交

道。检验师要联系的人员可能包括：焊

工、焊接工程师、检验监督人员、焊接

管理人员、焊工班长、设计工程师以及

生产管理人员，每个公司都会对其焊接

检验师的职能作出明确规定。

为了实现高质量的工作，焊工和检

验师之间的交流显得尤为重要。如果能

够进行良好的信息沟通，每个人的工作

都可以做得更好。焊工可以和检验师讨

论他们实际工作中遇到的问题，或询问特定的质量要求。例如，假如要求焊工焊接一个根部间隙很小以致于很难取得良好焊接质量的焊接接头，则焊工可以通过检验师反映此问题，并使其得到及时纠正而不至于因处理不当导致于焊缝拒收。如果能够实现及时有效的交流，则焊接检验师能够有机会提供解决的办法并（或）采取纠正措施以防止问题的发生。如果焊接检验师具有一定的焊接经验，则他们之间的交流通常都能得到有效的改善。那么焊工对焊接检验师的决定会更有信心。如果两者之间的交流较差，则焊接质量很难保证。

焊接工程师在很大程度上要依赖焊接检验师的“眼睛”了解车间或建设工地的施工情况。工

程师们要依靠检验师来发现与焊接方法及焊接工艺相关的问题。焊接检验师还可以确认焊接工艺在施工中是否得到了实施。反过来，焊接检验师也可以向工程师询问有关焊接工艺的问题。通常情况下，如果一个焊接工艺不能取得令人满意的焊接效果，则焊接检验师有可能是第一个发现问题的人。在这种情况下，可以通知焊接工程师对焊接工艺作出调整，以避免问题的发生。

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焊接检验师

通常会在一些监

督管理人员的指

导下开展工作。监

督人员负责核查

焊接检验师为开

展工作应具备的

资质和能力。监督

人员还应该回答

检验师提出的有

关问题，并帮助解

释有关质量要求。

在一些行业领域

内，焊接检验师必

须将所有的问题

报告给监督人员。

由监督人员再将

这些问题反馈给

设计、采购人员等。焊接检验师必须清晰地传递有关信息以便监督人员能够再正确地描述给他人。

在实际制作过程中，焊接检验师会有很多机会与他人进行交流。在一些情况下，焊接检验师

应与焊接管理人员或焊工班长打交道而不是直接和焊工交流。这种情况通常会涉及到一些特殊的质量要求或有时候需要解释为什么有些焊接（过程或结果）不可以接受。

焊接检验师也可能会向设计工程师了解有关实际的焊接要求。在制作过程中，有些问题可能

只有实际进行结构或设备的设计人员才能回答。另外一种方法是通过图纸和焊接符号进行信息交流。虽然这是一种行之有效的交流工具，但一些焊接和无损探伤符号可能会需要其创作者予以解释。

最后，焊接检验师有时可能要与生产人员讨论有关生产计划的问题。这种情况可能会在发生

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拒收并因此而影响生产进度的情况下碰到。重要的是焊接检验师应及时地通知生产人员有关焊接检验的情况以便在有必要时对生产计划进行调整。正如有时侯焊接检验师的职责范围是指定的那样，他（她）可能并不需要与上面所述的所有人员打交道，或者与其他人而非这里所谈到的人员进行信息交流。重要的是我们应该认识到有效的交流和沟通对各方都是有益的而不会发生制作过程中令人吃惊的事情或情况。

我们这儿所讲的交流并不仅局限于交谈。人们通常有好多种能够实现有效交流的方法。他们包括：说、写、画图、打手势以及使用照片或图片。每种情况下可能会用到一种或多种我们所讨论的方法。交流的方法并没有所讨论的事情重要，重要的是信息的发送、接收以及能被相关的人所理解。

检验人员资格认证程序

现有几种方法可以用来确定某人是否具备从事焊接检验所需的知识和经历。美国无损探伤协会颁发的ASNT SNT-TC-1A （标准）给出了无损探伤人员资格认可指南。该资料讲述了推荐使用的无损探伤人员资质认可程序。ASNT 承认三个级别的无损探伤人员资格，即I级, II级和III级无损探伤人员。

美国焊接学会(AWS)也组织发起了一种无损探伤人员资质认可程序。目前，AWS可以对射线 探伤评片人员(RI)的资质进行认可。该程序可以认可一个检验师从事射线探伤的评片工作。AWS也可以和其他培训机构合作开展其他无损探伤人员的资质认可工作。

就焊缝的目视检验来讲，AWS已经开发形成了焊接检验师资质认可程序。焊接检验师资质申请表如下页图1.5所示。

焊接检验师资质认证标准 (参见图1.1) 规定了焊接检验师的资质认可要求。AWS AWS QC1,

QC1 包括了针对焊接检验师的三个级别的资质要求。高级焊接检验师（SCWI）要有至少15年的经验，并有6年的注册焊接检验师(CWI)的工作经历。高级焊接检验师（SCWI）必须通过不同于下面所讲的注册焊接检验师（CWI）资格考核的另外一种考试。有关高级注册焊接检验师(SCWI)的考核程序及考试要求请参见别的培训考核程序：焊接质量保证及检验手册 – 高级焊

，第三个级别是注册助理焊接检验师接检验师工作指南。下一个级别是注册焊接检验师（CWI）

（CAWI）.本课程包括了后面两种级别的人员资质认证程序。AWS QC1给出了怎样对焊接检验师进行资质认可、认可工作原则及保持资格的要求等。在这里，我们将针对有关主要要求展开讨论。