焊接(jie)質(zhi)量(liang)控制的內容(rong)很(hen)多(duo)，影響焊接(jie)質(zhi)量(liang)的因素及防(fang)止措施更復雜。根據鍋(guo)爐、壓力(li)容(rong)器的生產和運(yun)行全過程，歸納起來，焊接(jie)質(zhi)量(liang)控制的基本內容(rong)如(ru)圖(tu)6-1所(suo)示。
1. 結構設(she)計的基本要(yao)求
所設計的(de)焊接結構應(ying)滿足實用性(xing)、可(ke)靠性(xing)、工藝性(xing)和(he)經濟性(xing)等方面(mian)的(de)基本要求。
鍋爐、壓力容器的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)結構(gou)(gou)設計，應考(kao)(kao)慮有(you)利(li)于(yu)進(jin)行(xing)焊(han)(han)接(jie)(jie)質量控制，此(ci)外要(yao)注意其他因素，如經(jing)濟(ji)性(xing)、可(ke)靠性(xing)和材料（母材、焊(han)(han)接(jie)(jie)材料）的(de)(de)選擇等。作為(wei)焊(han)(han)接(jie)(jie)結構(gou)(gou)的(de)(de)設計，必須考(kao)(kao)慮其具體結構(gou)(gou)形式、技術條件，此(ci)外，還應考(kao)(kao)慮材料的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)性(xing)和焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)分(fen)布。結構(gou)(gou)設計不合理是造成(cheng)焊(han)(han)接(jie)(jie)結構(gou)(gou)破壞(huai)的(de)(de)主(zhu)要(yao)原因。焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)性(xing)能與結構(gou)(gou)設計之間的(de)(de)關系(xi)如圖6-2所示。
2. 焊接結構設計的(de)原則
為達到上述結構設計的基本要求(qiu)，在焊(han)接結構設計時應遵循以下(xia)原(yuan)則(ze)。
①. 合理選擇和利用材(cai)料
所選用(yong)的金(jin)屬材料必須同時滿足使用(yong)性(xing)(xing)能(neng)和加工性(xing)(xing)能(neng)的要(yao)求，前(qian)者(zhe)包括強度(du)、韌(ren)性(xing)(xing)、耐磨(mo)性(xing)(xing)、耐腐蝕性(xing)(xing)、抗蠕(ru)變等性(xing)(xing)能(neng)；后者(zhe)主要(yao)是焊(han)接工藝性(xing)(xing)能(neng)。其次是其他冷(leng)、熱加工的性(xing)(xing)能(neng)，如熱切(qie)割、冷(leng)彎(wan)、熱彎(wan)、切(qie)削及熱處理等性(xing)(xing)能(neng)。
在結構(gou)上(shang)(shang)有(you)特(te)(te)殊要(yao)求(qiu)的(de)部位可(ke)采用(yong)特(te)(te)種金屬材料(liao)，其余采用(yong)能滿足一般要(yao)求(qiu)的(de)材料(liao)。對有(you)防(fang)腐(fu)蝕性要(yao)求(qiu)的(de)結構(gou)，可(ke)采用(yong)以碳鋼(gang)(gang)為基體(ti)、以不銹(xiu)鋼(gang)(gang)為工作面的(de)復合(he)(he)鋼(gang)(gang)板或者在基體(ti)上(shang)(shang)堆焊耐腐(fu)蝕層；對有(you)耐磨(mo)性要(yao)求(qiu)的(de)結構(gou)，可(ke)在工作面上(shang)(shang)堆焊耐磨(mo)合(he)(he)金或熱(re)噴涂(tu)耐磨(mo)合(he)(he)金；應充分發揮能進行焊接的(de)異種金屬結構(gou)的(de)特(te)(te)點。
在劃分結構零(ling)部件(jian)時，要考(kao)慮(lv)下料(liao)(liao)過程中合理排料(liao)(liao)的(de)可行(xing)性：以減少邊角余料(liao)(liao)，提高材料(liao)(liao)的(de)利用(yong)率。
②. 合理(li)設計結構(gou)形式。
a. 根據強度和剛度要求，以最(zui)理想的(de)受力狀態確(que)定結(jie)構的(de)幾何尺寸，不必去仿效鉚接、鑄造(zao)、鍛造(zao)的(de)結(jie)構形式(shi)。
b. 既要(yao)(yao)(yao)重(zhong)視(shi)結(jie)構(gou)的(de)(de)整體設(she)計，也要(yao)(yao)(yao)重(zhong)視(shi)結(jie)構(gou)的(de)(de)細部(bu)處(chu)理。這是(shi)因(yin)為焊(han)(han)(han)接結(jie)構(gou)屬剛性連接的(de)(de)結(jie)構(gou)，結(jie)構(gou)的(de)(de)整體性意味著任何(he)部(bu)位的(de)(de)構(gou)造(zao)都(dou)同等重(zhong)要(yao)(yao)(yao)，許多焊(han)(han)(han)接結(jie)構(gou)的(de)(de)破(po)壞事故(gu)起源(yuan)于局(ju)部(bu)構(gou)造(zao)不合理的(de)(de)薄弱環(huan)節(jie)(jie)處(chu)。對于應力(li)復雜或應力(li)集中部(bu)位要(yao)(yao)(yao)慎重(zhong)處(chu)理，如結(jie)構(gou)中的(de)(de)節(jie)(jie)點、斷面(mian)變化部(bu)位、焊(han)(han)(han)接接頭形狀變化處(chu)等。
c. 要有利于實現機械化和自動化焊接。應(ying)盡(jin)量采用簡單(dan)、平直(zhi)的(de)結構(gou)形式，減(jian)少短而不規則的(de)焊縫；避免采用難(nan)以彎制或沖壓的(de)具有復雜空間曲(qu)面的(de)結構(gou)。
③. 減少焊接量。
盡(jin)(jin)量(liang)多(duo)選(xuan)用軋制型材以減少(shao)(shao)(shao)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)，還(huan)可以利用沖壓件(jian)代替一部(bu)分焊(han)(han)(han)接(jie)件(jian)；結構形(xing)狀復雜，角焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)多(duo)且密集的(de)(de)部(bu)位(wei)，可用鑄鋼(gang)件(jian)代替；必(bi)要(yao)時可以適(shi)當增(zeng)加(jia)壁厚，以減少(shao)(shao)(shao)或(huo)取消加(jia)強筋(jin)板，從而(er)減少(shao)(shao)(shao)焊(han)(han)(han)接(jie)工作量(liang)。對(dui)于角焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)，在保證(zheng)強度(du)要(yao)求的(de)(de)前提(ti)下，盡(jin)(jin)可能用最小的(de)(de)焊(han)(han)(han)腳(jiao)尺寸(cun)，因為焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)面積與焊(han)(han)(han)腳(jiao)高度(du)的(de)(de)平方成正比。對(dui)于坡(po)口焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)，應(ying)在保證(zheng)焊(han)(han)(han)透的(de)(de)前提(ti)下選(xuan)用填(tian)充金(jin)屬最少(shao)(shao)(shao)的(de)(de)坡(po)口形(xing)式。
④. 合理布置焊縫
有對稱(cheng)軸的焊(han)(han)接結(jie)構，焊(han)(han)縫應(ying)對稱(cheng)布置，或接近對稱(cheng)軸處(chu)，這有利于控制焊(han)(han)接變形；要(yao)避免焊(han)(han)縫交叉和密(mi)集(ji)，在結(jie)構上焊(han)(han)縫交叉時(shi)，使重要(yao)焊(han)(han)縫連(lian)續，讓(rang)次(ci)要(yao)焊(han)(han)縫中斷，這有利于重要(yao)焊(han)(han)縫實現自(zi)動(dong)焊(han)(han)，保(bao)證其焊(han)(han)接質量；盡可能使焊(han)(han)縫避開高應(ying)力(li)部位、應(ying)力(li)集(ji)中處(chu)、機械加工面和需(xu)要(yao)變質處(chu)理的表(biao)面等。
⑤. 施工方便
必(bi)須(xu)使結構上每條焊(han)(han)(han)縫(feng)都(dou)能施(shi)焊(han)(han)(han)和方(fang)便質量檢驗(yan)，焊(han)(han)(han)縫(feng)周圍要留(liu)有足夠的焊(han)(han)(han)接(jie)和質量檢驗(yan)的操(cao)作空間；盡量使焊(han)(han)(han)縫(feng)都(dou)能在(zai)工(gong)廠(chang)中焊(han)(han)(han)接(jie)，減(jian)(jian)少(shao)現(xian)場(chang)的焊(han)(han)(han)接(jie)量；減(jian)(jian)少(shao)手工(gong)焊(han)(han)(han)接(jie)的工(gong)作量，擴大自動焊(han)(han)(han)接(jie)的工(gong)作量；對雙面(mian)(mian)焊(han)(han)(han)縫(feng)，操(cao)作方(fang)便的一面(mian)(mian)用大坡(po)口，施(shi)焊(han)(han)(han)條件(jian)差(cha)的一面(mian)(mian)用小坡(po)口，必(bi)要時改用單(dan)面(mian)(mian)焊(han)(han)(han)雙面(mian)(mian)成形的接(jie)頭坡(po)口形式和焊(han)(han)(han)接(jie)工(gong)藝。盡量減(jian)(jian)少(shao)仰焊(han)(han)(han)或立焊(han)(han)(han)的焊(han)(han)(han)縫(feng)，這(zhe)樣的焊(han)(han)(han)縫(feng)勞動條件(jian)差(cha)，不易保證質量，而且生產率(lv)低。
⑥. 有(you)利于(yu)生產(chan)組織和(he)管(guan)理(li)
大型焊接結(jie)構采用部件組(zu)裝的(de)生產方式有利于組(zu)織和(he)管理(li)。因此(ci)，設(she)計大型焊接結(jie)構時(shi)(shi)，要進行合理(li)分段(duan)。分段(duan)時(shi)(shi)，一(yi)般要綜合考慮(lv)起(qi)重(zhong)運輸(shu)條件、焊接變形(xing)的(de)控(kong)制(zhi)、焊后(hou)熱處理(li)、機械(xie)加工、質量檢驗和(he)總(zong)裝配等因素。
此(ci)外(wai)，應(ying)注意結構形式(shi)對焊接(jie)質量(liang)的影(ying)響，盡(jin)量(liang)減少焊接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)的數量(liang)，焊接(jie)坡口寸(cun)應(ying)盡(jin)可(ke)能小，，焊縫(feng)(feng)之間要保(bao)持一定距離以防止焊縫(feng)(feng)集中，保(bao)證焊接(jie)工藝的可(ke)實施(shi)性，，在可(ke)能的情況下(xia)采(cai)用低(di)匹(pi)配的焊縫(feng)(feng)，防止焊接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)強度過高而塑(su)性、韌(ren)性不足。
不(bu)同結(jie)構(gou)(gou)形(xing)(xing)式(shi)的焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)，拘束度不(bu)同，，反(fan)映(ying)不(bu)同的受力狀態(tai)。因(yin)此，在(zai)不(bu)同的受力狀態(tai)下，對材質和焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)的性(xing)能應有不(bu)同的要(yao)求。結(jie)構(gou)(gou)形(xing)(xing)式(shi)設(she)(she)計得正確與(yu)否(fou)，不(bu)僅體現(xian)在(zai)整(zheng)體結(jie)構(gou)(gou)的可靠性(xing)上，還體現(xian)在(zai)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)設(she)(she)計的合理性(xing)上。另外，在(zai)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)施焊(han)時，接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)與(yu)結(jie)構(gou)(gou)整(zheng)體應匹配。焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)結(jie)構(gou)(gou)設(she)(she)計應注(zhu)意的工藝(yi)條件如下。
a. 根(gen)據(ju)結構的(de)技術條件，找(zhao)出最優的(de)焊接(jie)方法。甚至可根(gen)據(ju)具體(ti)的(de)結構特點(dian)分(fen)析實現焊接(jie)工(gong)藝的(de)難易程度，改(gai)變(bian)設計(ji)方案。
b. 結構(gou)設(she)計(ji)時(shi)，必(bi)須考慮焊接工(gong)藝(yi)的(de)(de)可行性，各種檢測(ce)的(de)(de)可行性，焊接變(bian)形(xing)是否易于控制(zhi)，焊工(gong)操作是否方便、安全(quan)，能否保證(zheng)焊接質量。
c. 選擇結構(gou)形(xing)式時(shi)，要考慮減(jian)小拘束度，提高(gao)抗裂性。同時(shi)也要考慮工作條(tiao)件(jian)(jian)，如介(jie)質(zhi)條(tiao)件(jian)(jian)、溫(wen)度條(tiao)件(jian)(jian)和載荷(he)條(tiao)件(jian)(jian)等對結構(gou)抗裂性的作用。在選擇焊接材料(liao)(liao)時(shi)，可(ke)以選擇低匹配的焊接材料(liao)(liao)和高(gao)韌(ren)性的母材及焊接材料(liao)(liao)，以提高(gao)結構(gou)的整體性能。
d. 焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)是(shi)整個焊(han)接(jie)結(jie)構件的關(guan)鍵部分(fen)，直接(jie)關(guan)系(xi)到(dao)焊(han)接(jie)結(jie)構的質(zhi)量(liang)好壞，因此(ci)，結(jie)構設計(ji)(ji)時(shi)必須選用(yong)合理的接(jie)頭(tou)形式。接(jie)頭(tou)幾(ji)何形狀應盡可能(neng)不干擾應力(li)分(fen)布(bu)，避免截(jie)面上有(you)突(tu)變的接(jie)頭(tou)，特別是(shi)在疲勞工(gong)作(zuo)條(tiao)(tiao)件下更應注意。對(dui)(dui)非等厚(hou)(hou)截(jie)面的對(dui)(dui)接(jie)焊(han)縫，接(jie)頭(tou)設計(ji)(ji)時(shi)應使兩條(tiao)(tiao)中(zhong)心線(xian)對(dui)(dui)直（圖6-3(a));把(ba)較厚(hou)(hou)部分(fen)加(jia)工(gong)到(dao)與(yu)較薄部分(fen)厚(hou)(hou)度相同（圖6-3(b));或采(cai)用(yong)堆焊(han)使焊(han)接(jie)區形成(cheng)平(ping)滑過渡（圖6-3(c)).接(jie)頭(tou)的應力(li)集中(zhong)系(xi)數越高，對(dui)(dui)接(jie)頭(tou)的平(ping)滑和逐(zhu)漸過渡的要求就越高。
焊接(jie)(jie)件在制造過程中的(de)(de)(de)(de)組裝(zhuang)精(jing)度(du)也影響焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)(de)性能。應(ying)考慮(lv)連(lian)接(jie)(jie)板的(de)(de)(de)(de)幾何(he)形狀(zhuang)，避(bi)免(mian)在有應(ying)力(li)疊加(jia)或應(ying)力(li)集中的(de)(de)(de)(de)區(qu)域布置焊縫(feng)，若不(bu)可避(bi)免(mian)，則應(ying)作(zuo)特殊(shu)考慮(lv)。為了(le)易于預熱、焊接(jie)(jie)、焊后熱處理以及無損探傷(shang)，對接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)最好由相同(tong)厚度(du)的(de)(de)(de)(de)工件制成。
3. 焊接結構設計的一(yi)般程序
新產(chan)(chan)品(pin)焊接結構(gou)(gou)的(de)(de)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)是指(zhi)從市(shi)場調研(yan)到(dao)產(chan)(chan)品(pin)定(ding)下生產(chan)(chan)的(de)(de)全過程(cheng)。焊接結構(gou)(gou)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)的(de)(de)一(yi)般程(cheng)序包(bao)括決策、設(she)(she)(she)計(ji)(ji)、試制、定(ding)型(xing)生產(chan)(chan)和持續改進幾個階(jie)段(duan)。其中結構(gou)(gou)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)階(jie)段(duan)的(de)(de)工作內容主(zhu)要(yao)是根(gen)據設(she)(she)(she)計(ji)(ji)任(ren)務書，對設(she)(she)(she)計(ji)(ji)對象進行具體結構(gou)(gou)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)和計(ji)(ji)算以(yi)及(ji)作必要(yao)的(de)(de)試驗(yan)，完成圖樣繪制和設(she)(she)(she)計(ji)(ji)文件(jian)的(de)(de)編制等。大(da)型(xing)復雜產(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)結構(gou)(gou)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)一(yi)般又分初步設(she)(she)(she)計(ji)(ji)、技術設(she)(she)(she)計(ji)(ji)和工作圖設(she)(she)(she)計(ji)(ji)三(san)個工作階(jie)段(duan)。
4. 焊接結構設(she)計的評審
焊接結構設(she)(she)計(ji)(ji)的評審是質(zhi)量(liang)控制中的重要(yao)一環，目的是保(bao)證設(she)(she)計(ji)(ji)質(zhi)量(liang)，使(shi)之(zhi)符(fu)合計(ji)(ji)劃任務書(shu)或合同書(shu)要(yao)求，設(she)(she)計(ji)(ji)與制造出滿足用戶要(yao)求的產(chan)(chan)品(pin)。設(she)(she)計(ji)(ji)評審工作不局限在設(she)(she)計(ji)(ji)階段(duan)，它要(yao)持(chi)續到產(chan)(chan)品(pin)試制之(zhi)后大批量(liang)投產(chan)(chan)之(zhi)前。因為設(she)(she)計(ji)(ji)階段(duan)的成果仍(reng)停留在“圖紙”上，只有通過試生產(chan)(chan)，變成成品(pin)后才能對整(zheng)個產(chan)(chan)品(pin)設(she)(she)計(ji)(ji)做(zuo)出全面的評價。
評(ping)審(shen)是由不(bu)直接參與產(chan)品設(she)(she)計的(de)或不(bu)直接承擔設(she)(she)計責任的(de)企業中各(ge)方面的(de)專家和有豐富經驗(yan)的(de)專業人(ren)員(yuan)組成的(de)評(ping)審(shen)委員(yuan)會組織進行。
