焊接質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)控(kong)制(zhi)的內(nei)容很多，影響焊接質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的因素及防止(zhi)措施更復雜。根據鍋(guo)爐、壓力容器的生產和運行全過(guo)程(cheng)，歸納起來，焊接質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)控(kong)制(zhi)的基(ji)本內(nei)容如圖6-1所示。
1. 結構設(she)計的基本要求
所設計的焊(han)接結構應滿足實用性(xing)(xing)、可靠性(xing)(xing)、工藝性(xing)(xing)和經濟(ji)性(xing)(xing)等(deng)方面(mian)的基本要求。
鍋爐、壓力(li)容(rong)器的(de)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)結(jie)(jie)構(gou)設計，應(ying)考慮有利于進行焊接(jie)(jie)(jie)(jie)質(zhi)量控制，此外要注意其(qi)(qi)他因素，如經濟(ji)性(xing)(xing)(xing)、可靠(kao)性(xing)(xing)(xing)和(he)材(cai)料（母材(cai)、焊接(jie)(jie)(jie)(jie)材(cai)料）的(de)選擇等(deng)。作為焊接(jie)(jie)(jie)(jie)結(jie)(jie)構(gou)的(de)設計，必須考慮其(qi)(qi)具體結(jie)(jie)構(gou)形式、技術條件，此外，還應(ying)考慮材(cai)料的(de)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)性(xing)(xing)(xing)和(he)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)分布。結(jie)(jie)構(gou)設計不合理是(shi)造成焊接(jie)(jie)(jie)(jie)結(jie)(jie)構(gou)破(po)壞的(de)主要原因。焊接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭性(xing)(xing)(xing)能與結(jie)(jie)構(gou)設計之(zhi)間的(de)關系如圖6-2所示。
2. 焊接結構(gou)設計的原則
為(wei)達到上述(shu)結(jie)構設計的基本要求(qiu)，在焊接結(jie)構設計時應遵循以下(xia)原則。
①. 合理選擇和利用材料
所選(xuan)用的金屬材(cai)料必須同(tong)時滿足使用性(xing)(xing)能(neng)(neng)和(he)加工性(xing)(xing)能(neng)(neng)的要(yao)求，前者包(bao)括強度、韌性(xing)(xing)、耐(nai)磨性(xing)(xing)、耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)、抗蠕變等性(xing)(xing)能(neng)(neng)；后者主要(yao)是(shi)焊接工藝性(xing)(xing)能(neng)(neng)。其次是(shi)其他(ta)冷、熱(re)加工的性(xing)(xing)能(neng)(neng)，如(ru)熱(re)切(qie)割、冷彎(wan)、熱(re)彎(wan)、切(qie)削及熱(re)處(chu)理等性(xing)(xing)能(neng)(neng)。
在(zai)結(jie)構上(shang)有(you)特殊(shu)要(yao)求(qiu)的(de)(de)部位可(ke)采用(yong)(yong)特種金(jin)屬(shu)材料，其余采用(yong)(yong)能滿足一般(ban)要(yao)求(qiu)的(de)(de)材料。對有(you)防腐蝕(shi)(shi)性(xing)要(yao)求(qiu)的(de)(de)結(jie)構，可(ke)采用(yong)(yong)以(yi)碳鋼(gang)(gang)為(wei)基體(ti)、以(yi)不銹鋼(gang)(gang)為(wei)工作面的(de)(de)復合(he)鋼(gang)(gang)板或(huo)者在(zai)基體(ti)上(shang)堆焊(han)耐腐蝕(shi)(shi)層；對有(you)耐磨(mo)性(xing)要(yao)求(qiu)的(de)(de)結(jie)構，可(ke)在(zai)工作面上(shang)堆焊(han)耐磨(mo)合(he)金(jin)或(huo)熱噴涂(tu)耐磨(mo)合(he)金(jin)；應充分發揮能進行焊(han)接的(de)(de)異種金(jin)屬(shu)結(jie)構的(de)(de)特點。
在劃(hua)分結(jie)構(gou)零部件時，要(yao)考慮下料過程中合理排料的(de)可行性(xing)：以減少邊角余料，提高材料的(de)利用率。
②. 合(he)理設計結構形式。
a. 根據強度和(he)剛度要求，以最(zui)理想(xiang)的受(shou)力(li)狀態確(que)定(ding)結(jie)(jie)構的幾何(he)尺寸，不(bu)必去仿效鉚接、鑄造、鍛造的結(jie)(jie)構形(xing)式。
b. 既(ji)要(yao)重(zhong)視(shi)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)整體(ti)設計，也要(yao)重(zhong)視(shi)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)細部(bu)處(chu)理(li)。這是因為焊接(jie)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)屬剛性(xing)連接(jie)的(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)，結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)整體(ti)性(xing)意(yi)味(wei)著(zhu)任何(he)部(bu)位的(de)(de)(de)(de)構(gou)(gou)(gou)造都(dou)同等重(zhong)要(yao)，許(xu)多焊接(jie)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)破(po)壞事(shi)故(gu)起源于(yu)局(ju)部(bu)構(gou)(gou)(gou)造不合理(li)的(de)(de)(de)(de)薄弱環節(jie)處(chu)。對于(yu)應力(li)復(fu)雜或(huo)應力(li)集中部(bu)位要(yao)慎重(zhong)處(chu)理(li)，如結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)中的(de)(de)(de)(de)節(jie)點、斷(duan)面變化部(bu)位、焊接(jie)接(jie)頭形狀變化處(chu)等。
c. 要有(you)利于實(shi)現機械化(hua)和自動化(hua)焊接。應盡(jin)量采(cai)用簡單、平直的(de)結構形式，減少短(duan)而不規則的(de)焊縫；避免采(cai)用難以彎制或沖壓的(de)具(ju)有(you)復雜空間曲(qu)面的(de)結構。
③. 減(jian)少焊接量。
盡量多選用(yong)軋制型材以(yi)減(jian)少(shao)焊(han)(han)縫(feng)(feng)，還可(ke)以(yi)利(li)用(yong)沖壓件(jian)(jian)代替(ti)(ti)一部(bu)分焊(han)(han)接件(jian)(jian)；結(jie)構(gou)形(xing)狀(zhuang)復雜，角(jiao)焊(han)(han)縫(feng)(feng)多且密集(ji)的部(bu)位，可(ke)用(yong)鑄鋼件(jian)(jian)代替(ti)(ti)；必(bi)要時可(ke)以(yi)適當增加(jia)壁厚，以(yi)減(jian)少(shao)或取消加(jia)強筋板，從(cong)而減(jian)少(shao)焊(han)(han)接工作量。對于角(jiao)焊(han)(han)縫(feng)(feng)，在(zai)保證強度要求的前提下(xia)，盡可(ke)能用(yong)最小(xiao)的焊(han)(han)腳尺寸，因為焊(han)(han)縫(feng)(feng)面積與焊(han)(han)腳高度的平(ping)方成正比。對于坡口焊(han)(han)縫(feng)(feng)，應在(zai)保證焊(han)(han)透的前提下(xia)選用(yong)填充金屬最少(shao)的坡口形(xing)式。
④. 合理布置焊(han)縫
有對(dui)(dui)稱(cheng)軸(zhou)的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)結構，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)應對(dui)(dui)稱(cheng)布置，或接(jie)近對(dui)(dui)稱(cheng)軸(zhou)處，這(zhe)(zhe)有利(li)(li)于控制焊(han)(han)(han)(han)接(jie)變形；要(yao)(yao)避(bi)免焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)交叉和密集，在(zai)結構上(shang)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)交叉時，使重要(yao)(yao)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)連續(xu)，讓次要(yao)(yao)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)斷，這(zhe)(zhe)有利(li)(li)于重要(yao)(yao)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)實現自動焊(han)(han)(han)(han)，保證(zheng)其(qi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)質量；盡可能使焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)避(bi)開高(gao)應力(li)部位、應力(li)集中(zhong)處、機械加工面(mian)和需要(yao)(yao)變質處理的表面(mian)等。
⑤. 施(shi)工方(fang)便
必須使(shi)結(jie)構上每(mei)條焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)都(dou)能施焊(han)(han)(han)(han)和方便(bian)質量(liang)檢驗(yan)，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)周圍要留有足夠的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)和質量(liang)檢驗(yan)的(de)(de)操作(zuo)空(kong)間；盡量(liang)使(shi)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)都(dou)能在工廠中焊(han)(han)(han)(han)接(jie)，減少(shao)現場的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)量(liang)；減少(shao)手工焊(han)(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)工作(zuo)量(liang)，擴(kuo)大自動焊(han)(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)工作(zuo)量(liang)；對(dui)雙(shuang)面(mian)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)，操作(zuo)方便(bian)的(de)(de)一面(mian)用大坡口，施焊(han)(han)(han)(han)條件差的(de)(de)一面(mian)用小坡口，必要時改用單面(mian)焊(han)(han)(han)(han)雙(shuang)面(mian)成形(xing)的(de)(de)接(jie)頭坡口形(xing)式和焊(han)(han)(han)(han)接(jie)工藝。盡量(liang)減少(shao)仰(yang)焊(han)(han)(han)(han)或立焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)，這樣的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)勞動條件差，不易保證質量(liang)，而且生產率低(di)。
⑥. 有利(li)于生產(chan)組織和管(guan)理
大(da)型焊(han)接結(jie)構(gou)采用部件(jian)(jian)組裝的生產(chan)方式有利于組織(zhi)和管理(li)。因(yin)此，設計大(da)型焊(han)接結(jie)構(gou)時，要(yao)進行合理(li)分段。分段時，一般(ban)要(yao)綜合考慮起重運輸條件(jian)(jian)、焊(han)接變(bian)形的控制(zhi)、焊(han)后(hou)熱處理(li)、機械加工、質量(liang)檢驗和總裝配等因(yin)素(su)。
此外(wai)，應注(zhu)意(yi)結構形式對(dui)焊(han)接(jie)質(zhi)量的(de)(de)(de)影響，盡量減(jian)少(shao)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)數量，焊(han)接(jie)坡(po)口寸應盡可(ke)能小，，焊(han)縫之(zhi)間要保持一定距離以防止焊(han)縫集中，保證焊(han)接(jie)工藝(yi)的(de)(de)(de)可(ke)實施性，，在可(ke)能的(de)(de)(de)情況下采用低匹配的(de)(de)(de)焊(han)縫，防止焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)強度(du)過高而塑性、韌性不足。
不(bu)(bu)(bu)同(tong)結構(gou)(gou)形(xing)式的(de)焊(han)接接頭，拘(ju)束度不(bu)(bu)(bu)同(tong)，，反(fan)映不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)受(shou)(shou)力狀(zhuang)態。因此，在(zai)(zai)不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)受(shou)(shou)力狀(zhuang)態下，對材質(zhi)和焊(han)接接頭的(de)性(xing)能(neng)應有不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)要求。結構(gou)(gou)形(xing)式設(she)計(ji)(ji)得正確與否，不(bu)(bu)(bu)僅體現在(zai)(zai)整(zheng)體結構(gou)(gou)的(de)可靠性(xing)上(shang)，還體現在(zai)(zai)焊(han)接接頭設(she)計(ji)(ji)的(de)合(he)理性(xing)上(shang)。另外，在(zai)(zai)接頭施焊(han)時，接頭與結構(gou)(gou)整(zheng)體應匹配(pei)。焊(han)接結構(gou)(gou)設(she)計(ji)(ji)應注意的(de)工藝(yi)條件如下。
a. 根(gen)據結(jie)(jie)構的技術條件(jian)，找出最優的焊接(jie)方法(fa)。甚至(zhi)可根(gen)據具體的結(jie)(jie)構特點分析實現焊接(jie)工藝的難易(yi)程度，改變設計方案。
b. 結構設計時，必(bi)須考(kao)慮焊(han)接工藝的可行(xing)性，各(ge)種檢測的可行(xing)性，焊(han)接變形(xing)是否易于控制，焊(han)工操作是否方便、安全，能(neng)否保證焊(han)接質量。
c. 選擇結構(gou)形式時(shi)(shi)，要考慮減(jian)小拘束(shu)度，提(ti)高(gao)(gao)抗裂性。同時(shi)(shi)也要考慮工作(zuo)(zuo)條(tiao)件(jian)(jian)(jian)(jian)，如介質條(tiao)件(jian)(jian)(jian)(jian)、溫度條(tiao)件(jian)(jian)(jian)(jian)和載荷(he)條(tiao)件(jian)(jian)(jian)(jian)等對結構(gou)抗裂性的(de)作(zuo)(zuo)用。在選擇焊(han)接材(cai)料(liao)時(shi)(shi)，可以選擇低(di)匹(pi)配的(de)焊(han)接材(cai)料(liao)和高(gao)(gao)韌性的(de)母(mu)材(cai)及焊(han)接材(cai)料(liao)，以提(ti)高(gao)(gao)結構(gou)的(de)整體性能。
d. 焊接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)是整個(ge)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)結構(gou)(gou)件的(de)關(guan)(guan)鍵部(bu)分，直接(jie)(jie)(jie)(jie)關(guan)(guan)系到焊接(jie)(jie)(jie)(jie)結構(gou)(gou)的(de)質(zhi)量好(hao)壞(huai)，因此，結構(gou)(gou)設(she)計(ji)時(shi)(shi)必須選用合理的(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)形式。接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)幾(ji)何形狀應(ying)盡可能不干擾應(ying)力分布，避免截(jie)(jie)面上(shang)有突變的(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)，特別是在(zai)疲(pi)勞(lao)工作(zuo)條件下更應(ying)注意。對(dui)非(fei)等(deng)厚截(jie)(jie)面的(de)對(dui)接(jie)(jie)(jie)(jie)焊縫，接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)設(she)計(ji)時(shi)(shi)應(ying)使兩條中心(xin)線對(dui)直（圖(tu)6-3(a));把較(jiao)厚部(bu)分加工到與較(jiao)薄部(bu)分厚度相(xiang)同（圖(tu)6-3(b));或采用堆焊使焊接(jie)(jie)(jie)(jie)區(qu)形成平滑過(guo)(guo)渡（圖(tu)6-3(c)).接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)應(ying)力集中系數越高，對(dui)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)平滑和逐漸過(guo)(guo)渡的(de)要求就(jiu)越高。
焊(han)接(jie)件在制(zhi)(zhi)造過(guo)程(cheng)中的(de)組裝精度(du)也影響焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)性能。應考(kao)慮(lv)連接(jie)板的(de)幾何(he)形狀，避(bi)免在有應力疊(die)加或應力集中的(de)區域布(bu)置焊(han)縫，若不可避(bi)免，則應作特(te)殊考(kao)慮(lv)。為了易于預熱(re)、焊(han)接(jie)、焊(han)后熱(re)處理以及(ji)無損探傷，對接(jie)接(jie)頭(tou)最好由相(xiang)同(tong)厚度(du)的(de)工件制(zhi)(zhi)成。
3. 焊接結(jie)構設計的一般(ban)程序(xu)
新產(chan)(chan)品焊接結(jie)構的(de)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)是指從市場調研到產(chan)(chan)品定下生(sheng)產(chan)(chan)的(de)全過程(cheng)。焊接結(jie)構設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)一(yi)般程(cheng)序包括(kuo)決(jue)策、設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)、試制、定型生(sheng)產(chan)(chan)和(he)持續改(gai)進(jin)(jin)幾(ji)個(ge)階段(duan)。其中結(jie)構設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)階段(duan)的(de)工(gong)作(zuo)內(nei)容主要是根據設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)任務書，對(dui)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)對(dui)象進(jin)(jin)行(xing)具體(ti)結(jie)構設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)計(ji)(ji)(ji)(ji)算以及作(zuo)必(bi)要的(de)試驗，完(wan)成圖(tu)樣(yang)繪制和(he)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)文件的(de)編(bian)制等。大型復雜產(chan)(chan)品的(de)結(jie)構設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)一(yi)般又(you)分初步設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)、技術設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)工(gong)作(zuo)圖(tu)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)三個(ge)工(gong)作(zuo)階段(duan)。
4. 焊接結(jie)構設計的評審(shen)
焊(han)接結構(gou)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)的(de)(de)評(ping)審(shen)是質(zhi)(zhi)量(liang)控制中(zhong)的(de)(de)重要(yao)(yao)(yao)一(yi)環，目的(de)(de)是保證設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)質(zhi)(zhi)量(liang)，使之(zhi)(zhi)(zhi)符合計(ji)(ji)(ji)劃任(ren)務書(shu)或合同書(shu)要(yao)(yao)(yao)求，設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)與(yu)制造出滿足用戶要(yao)(yao)(yao)求的(de)(de)產(chan)品。設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)評(ping)審(shen)工作不局限在設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)階(jie)段(duan)，它要(yao)(yao)(yao)持續(xu)到產(chan)品試制之(zhi)(zhi)(zhi)后大(da)批量(liang)投產(chan)之(zhi)(zhi)(zhi)前。因為設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)階(jie)段(duan)的(de)(de)成果(guo)仍(reng)停留在“圖紙”上，只(zhi)有通過試生產(chan)，變成成品后才能對(dui)整個產(chan)品設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)做出全面的(de)(de)評(ping)價。
評審是由(you)不直接參與產品設計的(de)(de)或不直接承擔設計責任(ren)的(de)(de)企業(ye)中各方面的(de)(de)專家和(he)有豐富經(jing)驗的(de)(de)專業(ye)人(ren)員(yuan)組(zu)成的(de)(de)評審委(wei)員(yuan)會組(zu)織進行(xing)。
