焊接(jie)質(zhi)量(liang)控(kong)(kong)制(zhi)的(de)內容很多(duo)，影(ying)響(xiang)焊接(jie)質(zhi)量(liang)的(de)因素及防止措施更復(fu)雜。根據鍋(guo)爐、壓力(li)容器的(de)生產和(he)運行全過(guo)程(cheng)，歸納起來(lai)，焊接(jie)質(zhi)量(liang)控(kong)(kong)制(zhi)的(de)基本內容如圖6-1所示(shi)。
1. 結構設計(ji)的基本要(yao)求
所(suo)設計的焊(han)接(jie)結構應(ying)滿(man)足實用性、可靠(kao)性、工(gong)藝性和(he)經(jing)濟性等(deng)方面的基本要求。
鍋(guo)爐、壓力容器(qi)的(de)焊(han)接(jie)(jie)結(jie)構設(she)計，應考慮有利于進行焊(han)接(jie)(jie)質量控制，此(ci)外(wai)要(yao)注(zhu)意其他因素(su)，如經濟性(xing)、可靠(kao)性(xing)和材料（母材、焊(han)接(jie)(jie)材料）的(de)選擇等。作為(wei)焊(han)接(jie)(jie)結(jie)構的(de)設(she)計，必(bi)須考慮其具體結(jie)構形式、技(ji)術條件(jian)，此(ci)外(wai)，還應考慮材料的(de)焊(han)接(jie)(jie)性(xing)和焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)分布。結(jie)構設(she)計不合(he)理是造成焊(han)接(jie)(jie)結(jie)構破壞的(de)主要(yao)原因。焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭性(xing)能與結(jie)構設(she)計之間的(de)關系(xi)如圖(tu)6-2所示。
2. 焊(han)接結構(gou)設(she)計的原(yuan)則
為達到上(shang)述(shu)結(jie)構(gou)設計的基本要求，在(zai)焊(han)接結(jie)構(gou)設計時應遵循以(yi)下原則。
①. 合理選擇和利用材料
所選用的金(jin)屬材(cai)料必須(xu)同時滿足使用性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)和加(jia)工性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的要(yao)求(qiu)，前者(zhe)包(bao)括強度(du)、韌性(xing)(xing)(xing)(xing)、耐磨性(xing)(xing)(xing)(xing)、耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)、抗(kang)蠕變等(deng)(deng)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)；后者(zhe)主要(yao)是焊接工藝性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。其次是其他冷、熱(re)(re)加(jia)工的性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)，如熱(re)(re)切割、冷彎、熱(re)(re)彎、切削及熱(re)(re)處理等(deng)(deng)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。
在(zai)結(jie)(jie)構(gou)上(shang)有(you)(you)特殊要求的(de)(de)部(bu)位(wei)可(ke)采(cai)用(yong)特種金(jin)(jin)屬材料，其余采(cai)用(yong)能滿足一般要求的(de)(de)材料。對有(you)(you)防腐(fu)蝕性要求的(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)，可(ke)采(cai)用(yong)以碳鋼為(wei)基體(ti)、以不銹鋼為(wei)工作(zuo)面的(de)(de)復(fu)合鋼板或者在(zai)基體(ti)上(shang)堆(dui)焊(han)耐(nai)腐(fu)蝕層；對有(you)(you)耐(nai)磨性要求的(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)，可(ke)在(zai)工作(zuo)面上(shang)堆(dui)焊(han)耐(nai)磨合金(jin)(jin)或熱噴涂耐(nai)磨合金(jin)(jin)；應充分發(fa)揮能進行焊(han)接的(de)(de)異種金(jin)(jin)屬結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)特點(dian)。
在劃(hua)分結構零(ling)部件時，要考慮下料過程中合理排料的可行性：以減少邊角余(yu)料，提高材(cai)料的利用(yong)率。
②. 合理設計(ji)結構形式(shi)。
a. 根據(ju)強(qiang)度和剛度要求，以最理(li)想的受力(li)狀態確(que)定(ding)結構的幾何尺寸(cun)，不必去仿效(xiao)鉚接、鑄造、鍛造的結構形式。
b. 既要重(zhong)視結(jie)構(gou)的(de)(de)整體(ti)設計(ji)，也要重(zhong)視結(jie)構(gou)的(de)(de)細部處理(li)。這是因(yin)為焊接結(jie)構(gou)屬剛性(xing)連接的(de)(de)結(jie)構(gou)，結(jie)構(gou)的(de)(de)整體(ti)性(xing)意味著(zhu)任何部位的(de)(de)構(gou)造(zao)(zao)都同等(deng)重(zhong)要，許多焊接結(jie)構(gou)的(de)(de)破壞(huai)事故起源(yuan)于局部構(gou)造(zao)(zao)不合理(li)的(de)(de)薄弱(ruo)環(huan)節處。對于應力復雜(za)或應力集中部位要慎重(zhong)處理(li)，如結(jie)構(gou)中的(de)(de)節點、斷面(mian)變化(hua)(hua)部位、焊接接頭形狀變化(hua)(hua)處等(deng)。
c. 要(yao)有利于實現機械化(hua)和自動(dong)化(hua)焊接。應盡量采用(yong)(yong)簡(jian)單、平直的(de)(de)結構(gou)形式，減少(shao)短而(er)不規則(ze)的(de)(de)焊縫(feng)；避免采用(yong)(yong)難(nan)以彎制或沖壓的(de)(de)具有復雜空間曲面的(de)(de)結構(gou)。
③. 減少焊(han)接量。
盡(jin)(jin)量(liang)多選用(yong)(yong)(yong)軋制型材以(yi)(yi)減少焊(han)(han)(han)縫(feng)，還可以(yi)(yi)利用(yong)(yong)(yong)沖壓件代替(ti)一部分(fen)焊(han)(han)(han)接件；結構形狀復雜(za)，角(jiao)焊(han)(han)(han)縫(feng)多且密集的部位，可用(yong)(yong)(yong)鑄(zhu)鋼件代替(ti)；必要(yao)時可以(yi)(yi)適當(dang)增加(jia)壁(bi)厚，以(yi)(yi)減少或取消加(jia)強筋板，從而(er)減少焊(han)(han)(han)接工作量(liang)。對于角(jiao)焊(han)(han)(han)縫(feng)，在(zai)保證(zheng)強度要(yao)求的前(qian)提(ti)下，盡(jin)(jin)可能用(yong)(yong)(yong)最小的焊(han)(han)(han)腳(jiao)尺(chi)寸，因為焊(han)(han)(han)縫(feng)面積與焊(han)(han)(han)腳(jiao)高(gao)度的平方成正比(bi)。對于坡口焊(han)(han)(han)縫(feng)，應在(zai)保證(zheng)焊(han)(han)(han)透的前(qian)提(ti)下選用(yong)(yong)(yong)填充金(jin)屬最少的坡口形式。
④. 合理布置焊(han)縫
有(you)對稱(cheng)軸的焊(han)接(jie)結構，焊(han)縫(feng)(feng)應(ying)對稱(cheng)布置，或接(jie)近(jin)對稱(cheng)軸處(chu)，這(zhe)(zhe)有(you)利(li)于(yu)控制(zhi)焊(han)接(jie)變(bian)形；要(yao)避(bi)免(mian)焊(han)縫(feng)(feng)交叉(cha)和密集，在結構上(shang)焊(han)縫(feng)(feng)交叉(cha)時，使重(zhong)要(yao)焊(han)縫(feng)(feng)連續，讓次(ci)要(yao)焊(han)縫(feng)(feng)中斷，這(zhe)(zhe)有(you)利(li)于(yu)重(zhong)要(yao)焊(han)縫(feng)(feng)實現(xian)自動焊(han)，保證其焊(han)接(jie)質量；盡(jin)可(ke)能使焊(han)縫(feng)(feng)避(bi)開高應(ying)力部(bu)位(wei)、應(ying)力集中處(chu)、機械加工(gong)面和需要(yao)變(bian)質處(chu)理的表面等。
⑤. 施(shi)工方便
必須使結構上每條焊(han)縫(feng)都能施焊(han)和方便質(zhi)量(liang)檢驗，焊(han)縫(feng)周圍(wei)要留有足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)和質(zhi)量(liang)檢驗的(de)(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)空間；盡量(liang)使焊(han)縫(feng)都能在工(gong)廠中焊(han)接(jie)(jie)(jie)，減少(shao)現場的(de)(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)量(liang)；減少(shao)手工(gong)焊(han)接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)量(liang)，擴(kuo)大自(zi)動焊(han)接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)量(liang)；對雙面焊(han)縫(feng)，操(cao)作(zuo)方便的(de)(de)(de)(de)一(yi)面用(yong)大坡(po)口(kou)，施焊(han)條件(jian)差的(de)(de)(de)(de)一(yi)面用(yong)小坡(po)口(kou)，必要時改用(yong)單面焊(han)雙面成形的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)頭坡(po)口(kou)形式和焊(han)接(jie)(jie)(jie)工(gong)藝(yi)。盡量(liang)減少(shao)仰焊(han)或(huo)立焊(han)的(de)(de)(de)(de)焊(han)縫(feng)，這樣的(de)(de)(de)(de)焊(han)縫(feng)勞(lao)動條件(jian)差，不(bu)易保(bao)證質(zhi)量(liang)，而(er)且(qie)生產率(lv)低。
⑥. 有利(li)于生產組織(zhi)和管理
大型(xing)焊(han)(han)接(jie)結構(gou)采用部件組(zu)裝的生產方(fang)式有利于組(zu)織和(he)管理(li)(li)。因(yin)此，設(she)計大型(xing)焊(han)(han)接(jie)結構(gou)時，要(yao)進(jin)行合理(li)(li)分段(duan)。分段(duan)時，一般(ban)要(yao)綜合考慮起重(zhong)運輸(shu)條件、焊(han)(han)接(jie)變形的控制(zhi)、焊(han)(han)后熱處理(li)(li)、機械(xie)加(jia)工、質量檢驗和(he)總裝配等(deng)因(yin)素。
此外(wai)，應(ying)注(zhu)意結構形式對(dui)焊(han)(han)(han)(han)接質量(liang)(liang)的(de)影響，盡量(liang)(liang)減(jian)少焊(han)(han)(han)(han)接接頭(tou)的(de)數量(liang)(liang)，焊(han)(han)(han)(han)接坡口寸應(ying)盡可能小，，焊(han)(han)(han)(han)縫之間要保持一(yi)定距離(li)以防(fang)(fang)止(zhi)(zhi)焊(han)(han)(han)(han)縫集中，保證(zheng)焊(han)(han)(han)(han)接工藝的(de)可實(shi)施(shi)性，，在可能的(de)情況(kuang)下采用低匹配的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫，防(fang)(fang)止(zhi)(zhi)焊(han)(han)(han)(han)接接頭(tou)強度過高而塑(su)性、韌(ren)性不足。
不(bu)同(tong)結構形式的(de)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭，拘束度不(bu)同(tong)，，反(fan)映不(bu)同(tong)的(de)受(shou)力狀(zhuang)態(tai)(tai)。因此(ci)，在不(bu)同(tong)的(de)受(shou)力狀(zhuang)態(tai)(tai)下，對材質和焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)性(xing)能應有不(bu)同(tong)的(de)要求(qiu)。結構形式設(she)計得(de)正(zheng)確與否，不(bu)僅體現在整(zheng)體結構的(de)可靠性(xing)上，還體現在焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭設(she)計的(de)合(he)理(li)性(xing)上。另外(wai)，在接(jie)頭施焊(han)(han)時，接(jie)頭與結構整(zheng)體應匹配。焊(han)(han)接(jie)結構設(she)計應注意(yi)的(de)工(gong)藝條件如(ru)下。
a. 根(gen)據(ju)結構的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)條件(jian)，找出最(zui)優的(de)(de)(de)焊(han)接方法。甚至可根(gen)據(ju)具體的(de)(de)(de)結構特點(dian)分析實現焊(han)接工藝的(de)(de)(de)難易程(cheng)度，改(gai)變設計方案。
b. 結構設計時，必須考慮焊接(jie)工藝的可行性，各種檢測的可行性，焊接(jie)變形是否易于控制，焊工操作(zuo)是否方便(bian)、安全，能否保(bao)證焊接(jie)質量。
c. 選(xuan)擇結(jie)構形式時(shi)(shi)，要考(kao)慮(lv)減小(xiao)拘束度，提(ti)高(gao)抗裂(lie)性。同時(shi)(shi)也要考(kao)慮(lv)工作條(tiao)(tiao)件(jian)，如介質條(tiao)(tiao)件(jian)、溫度條(tiao)(tiao)件(jian)和載荷(he)條(tiao)(tiao)件(jian)等(deng)對(dui)結(jie)構抗裂(lie)性的(de)作用。在選(xuan)擇焊(han)接材料(liao)時(shi)(shi)，可以選(xuan)擇低匹配的(de)焊(han)接材料(liao)和高(gao)韌性的(de)母(mu)材及焊(han)接材料(liao)，以提(ti)高(gao)結(jie)構的(de)整體性能。
d. 焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)是整個焊(han)(han)接(jie)結構(gou)件的(de)(de)(de)關(guan)鍵部(bu)分(fen)，直接(jie)關(guan)系到焊(han)(han)接(jie)結構(gou)的(de)(de)(de)質量好壞，因(yin)此，結構(gou)設計(ji)時(shi)必須選(xuan)用合理的(de)(de)(de)接(jie)頭(tou)形(xing)式。接(jie)頭(tou)幾何(he)形(xing)狀應盡可能不干擾(rao)應力(li)分(fen)布，避免截面(mian)上(shang)有突(tu)變(bian)的(de)(de)(de)接(jie)頭(tou)，特(te)別是在疲(pi)勞工(gong)作條(tiao)件下更應注意(yi)。對(dui)(dui)(dui)非等厚(hou)截面(mian)的(de)(de)(de)對(dui)(dui)(dui)接(jie)焊(han)(han)縫，接(jie)頭(tou)設計(ji)時(shi)應使兩條(tiao)中心線對(dui)(dui)(dui)直（圖6-3(a));把較厚(hou)部(bu)分(fen)加工(gong)到與(yu)較薄部(bu)分(fen)厚(hou)度相同（圖6-3(b));或采用堆焊(han)(han)使焊(han)(han)接(jie)區形(xing)成平滑過(guo)渡（圖6-3(c)).接(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)應力(li)集中系數越(yue)高，對(dui)(dui)(dui)接(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)平滑和逐漸過(guo)渡的(de)(de)(de)要求(qiu)就越(yue)高。
焊接(jie)件(jian)在制造過程中的(de)組裝精(jing)度(du)也影(ying)響焊接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)性(xing)能。應考慮連接(jie)板的(de)幾何形狀，避(bi)免在有應力(li)疊加或應力(li)集中的(de)區域布置焊縫，若不(bu)可避(bi)免，則應作特(te)殊考慮。為了易于預熱、焊接(jie)、焊后(hou)熱處理以(yi)及無損探傷，對(dui)接(jie)接(jie)頭(tou)最好由(you)相同厚度(du)的(de)工件(jian)制成。
3. 焊(han)接結構設(she)計的一般程序(xu)
新產(chan)品焊(han)接結(jie)構的(de)(de)設(she)計(ji)(ji)(ji)是指從市場調研到產(chan)品定下(xia)生產(chan)的(de)(de)全過程。焊(han)接結(jie)構設(she)計(ji)(ji)(ji)的(de)(de)一(yi)般(ban)程序包括決策(ce)、設(she)計(ji)(ji)(ji)、試制(zhi)、定型生產(chan)和持續改進幾(ji)個階段。其中(zhong)結(jie)構設(she)計(ji)(ji)(ji)階段的(de)(de)工作(zuo)內容主要是根據(ju)設(she)計(ji)(ji)(ji)任務書，對設(she)計(ji)(ji)(ji)對象進行具體結(jie)構設(she)計(ji)(ji)(ji)和計(ji)(ji)(ji)算以及作(zuo)必要的(de)(de)試驗，完成(cheng)圖(tu)樣繪制(zhi)和設(she)計(ji)(ji)(ji)文件的(de)(de)編制(zhi)等。大型復雜產(chan)品的(de)(de)結(jie)構設(she)計(ji)(ji)(ji)一(yi)般(ban)又(you)分(fen)初步設(she)計(ji)(ji)(ji)、技術(shu)設(she)計(ji)(ji)(ji)和工作(zuo)圖(tu)設(she)計(ji)(ji)(ji)三個工作(zuo)階段。
4. 焊接結(jie)構設計的評審(shen)
焊接結構(gou)設計(ji)(ji)(ji)的(de)評(ping)(ping)審是質(zhi)量(liang)控(kong)制(zhi)中的(de)重要一(yi)環，目的(de)是保(bao)證設計(ji)(ji)(ji)質(zhi)量(liang)，使之(zhi)符合(he)計(ji)(ji)(ji)劃任務書或合(he)同書要求，設計(ji)(ji)(ji)與制(zhi)造出(chu)滿足用戶要求的(de)產(chan)(chan)品。設計(ji)(ji)(ji)評(ping)(ping)審工作(zuo)不局限在(zai)設計(ji)(ji)(ji)階段，它要持續到(dao)產(chan)(chan)品試制(zhi)之(zhi)后(hou)大批量(liang)投(tou)產(chan)(chan)之(zhi)前。因為設計(ji)(ji)(ji)階段的(de)成果(guo)仍(reng)停留(liu)在(zai)“圖紙”上，只有通(tong)過(guo)試生產(chan)(chan)，變成成品后(hou)才能對整個產(chan)(chan)品設計(ji)(ji)(ji)做出(chu)全面的(de)評(ping)(ping)價。
評(ping)審是由不(bu)直接(jie)參與產品設計的或不(bu)直接(jie)承擔設計責任的企(qi)業中各方面的專家和有豐富經驗的專業人員組成的評(ping)審委員會組織(zhi)進(jin)行。
