焊接(jie)質(zhi)量控制的(de)內容很多，影響焊接(jie)質(zhi)量的(de)因素及防(fang)止措施更復(fu)雜。根(gen)據鍋爐(lu)、壓力容器的(de)生產和(he)運行(xing)全過程，歸納(na)起(qi)來，焊接(jie)質(zhi)量控制的(de)基本內容如圖6-1所示。
1. 結構設計的(de)基本要求
所設計的(de)焊接結構應滿足實用性(xing)、可靠性(xing)、工藝(yi)性(xing)和(he)經濟性(xing)等方面(mian)的(de)基本要求。
鍋(guo)爐、壓力(li)容器的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)設(she)計(ji)(ji)，應考慮(lv)有利于進行(xing)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)質(zhi)量控制，此(ci)外要注(zhu)意(yi)其(qi)他因素，如(ru)經濟性、可靠性和(he)材(cai)(cai)料(liao)（母材(cai)(cai)、焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)(cai)料(liao)）的(de)(de)選擇等。作為焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)設(she)計(ji)(ji)，必須考慮(lv)其(qi)具(ju)體結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)形(xing)式、技術(shu)條件(jian)，此(ci)外，還應考慮(lv)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)性和(he)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)分(fen)布(bu)。結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)設(she)計(ji)(ji)不合理是造成焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)破壞的(de)(de)主要原(yuan)因。焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭性能(neng)與結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)設(she)計(ji)(ji)之間(jian)的(de)(de)關系(xi)如(ru)圖6-2所示。
2. 焊(han)接結構設計(ji)的原則
為達到上(shang)述(shu)結構(gou)設計的基(ji)本(ben)要求(qiu)，在焊接結構(gou)設計時應遵循(xun)以下原則。
①. 合(he)理選擇和利用(yong)材料
所選用的(de)金屬材(cai)料必須同時滿足使用性(xing)能(neng)和(he)加(jia)工性(xing)能(neng)的(de)要求，前者包括強度、韌(ren)性(xing)、耐磨性(xing)、耐腐(fu)蝕性(xing)、抗蠕變等性(xing)能(neng)；后者主要是焊接工藝性(xing)能(neng)。其次是其他(ta)冷(leng)、熱(re)加(jia)工的(de)性(xing)能(neng)，如熱(re)切割、冷(leng)彎、熱(re)彎、切削及熱(re)處理(li)等性(xing)能(neng)。
在(zai)結(jie)構上(shang)有特殊(shu)要(yao)求(qiu)的(de)(de)部位(wei)可采用(yong)特種金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)，其余采用(yong)能滿足一般要(yao)求(qiu)的(de)(de)材(cai)料(liao)。對有防(fang)腐(fu)蝕(shi)性要(yao)求(qiu)的(de)(de)結(jie)構，可采用(yong)以碳(tan)鋼(gang)為(wei)基(ji)體(ti)、以不銹鋼(gang)為(wei)工(gong)作面(mian)的(de)(de)復合鋼(gang)板或者在(zai)基(ji)體(ti)上(shang)堆焊耐(nai)腐(fu)蝕(shi)層；對有耐(nai)磨(mo)性要(yao)求(qiu)的(de)(de)結(jie)構，可在(zai)工(gong)作面(mian)上(shang)堆焊耐(nai)磨(mo)合金(jin)(jin)或熱噴涂耐(nai)磨(mo)合金(jin)(jin)；應充分(fen)發揮能進(jin)行焊接的(de)(de)異(yi)種金(jin)(jin)屬(shu)結(jie)構的(de)(de)特點(dian)。
在劃分結構零部件時，要(yao)考慮(lv)下(xia)料(liao)過程中合理排料(liao)的(de)可行性：以減少(shao)邊角(jiao)余料(liao)，提高材料(liao)的(de)利用率。
②. 合理設計結(jie)構(gou)形(xing)式。
a. 根據(ju)強度(du)(du)和剛度(du)(du)要(yao)求，以最(zui)理想的(de)受力狀態確(que)定結(jie)構(gou)的(de)幾何尺寸，不必去仿效鉚(liu)接、鑄造、鍛造的(de)結(jie)構(gou)形式。
b. 既要重視結(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)整(zheng)體設(she)計，也要重視結(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)細部處理(li)。這是因(yin)為(wei)焊(han)接結(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)屬剛性連接的(de)(de)結(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)，結(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)整(zheng)體性意味著任何(he)部位(wei)的(de)(de)構(gou)(gou)造都同(tong)等重要，許多(duo)焊(han)接結(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)破(po)壞事故(gu)起源于局部構(gou)(gou)造不合理(li)的(de)(de)薄弱環節處。對于應力復(fu)雜(za)或(huo)應力集中部位(wei)要慎重處理(li)，如結(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)中的(de)(de)節點、斷面變(bian)化(hua)部位(wei)、焊(han)接接頭形狀(zhuang)變(bian)化(hua)處等。
c. 要有(you)利于實現機械(xie)化和自動化焊接。應盡量采用簡(jian)單、平直(zhi)的(de)(de)結構(gou)形(xing)式，減少短而不規則的(de)(de)焊縫；避免采用難以彎制(zhi)或沖壓的(de)(de)具有(you)復(fu)雜(za)空(kong)間曲面的(de)(de)結構(gou)。
③. 減少焊接量。
盡(jin)量(liang)多選(xuan)用(yong)軋(ya)制(zhi)型材(cai)以減少焊(han)(han)(han)縫(feng)，還可以利用(yong)沖壓件代替(ti)一部分焊(han)(han)(han)接(jie)件；結(jie)構形狀復雜，角焊(han)(han)(han)縫(feng)多且(qie)密(mi)集的部位(wei)，可用(yong)鑄鋼(gang)件代替(ti)；必(bi)要時可以適當增加(jia)壁厚，以減少或(huo)取消加(jia)強筋板，從而減少焊(han)(han)(han)接(jie)工(gong)作量(liang)。對(dui)于(yu)角焊(han)(han)(han)縫(feng)，在(zai)保(bao)證強度(du)要求(qiu)的前提(ti)下(xia)，盡(jin)可能(neng)用(yong)最小的焊(han)(han)(han)腳尺寸，因為焊(han)(han)(han)縫(feng)面積與焊(han)(han)(han)腳高度(du)的平方(fang)成正比。對(dui)于(yu)坡口焊(han)(han)(han)縫(feng)，應在(zai)保(bao)證焊(han)(han)(han)透的前提(ti)下(xia)選(xuan)用(yong)填充金屬最少的坡口形式。
④. 合理布置焊縫(feng)
有(you)(you)對稱軸(zhou)的焊(han)(han)接(jie)結構(gou)，焊(han)(han)縫應對稱布置(zhi)，或接(jie)近對稱軸(zhou)處(chu)(chu)，這(zhe)有(you)(you)利于控制(zhi)焊(han)(han)接(jie)變(bian)形；要(yao)(yao)(yao)避免(mian)焊(han)(han)縫交叉和密集，在結構(gou)上焊(han)(han)縫交叉時，使重要(yao)(yao)(yao)焊(han)(han)縫連續，讓次要(yao)(yao)(yao)焊(han)(han)縫中斷，這(zhe)有(you)(you)利于重要(yao)(yao)(yao)焊(han)(han)縫實(shi)現自動焊(han)(han)，保證(zheng)其(qi)焊(han)(han)接(jie)質(zhi)量；盡可能使焊(han)(han)縫避開高應力(li)部位、應力(li)集中處(chu)(chu)、機械加工(gong)面(mian)和需要(yao)(yao)(yao)變(bian)質(zhi)處(chu)(chu)理的表(biao)面(mian)等。
⑤. 施工(gong)方便
必須使結構上(shang)每條(tiao)(tiao)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)都能施(shi)焊(han)(han)(han)和方便(bian)質量(liang)(liang)檢(jian)驗，焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)周圍(wei)要留有足夠的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)和質量(liang)(liang)檢(jian)驗的(de)操作(zuo)(zuo)空(kong)間(jian)；盡(jin)(jin)量(liang)(liang)使焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)都能在工(gong)(gong)廠中焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)，減少現場(chang)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)量(liang)(liang)；減少手工(gong)(gong)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)量(liang)(liang)，擴大自動焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)量(liang)(liang)；對雙面焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)，操作(zuo)(zuo)方便(bian)的(de)一面用(yong)大坡(po)口，施(shi)焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)件(jian)差的(de)一面用(yong)小坡(po)口，必要時(shi)改用(yong)單面焊(han)(han)(han)雙面成形(xing)的(de)接(jie)(jie)頭坡(po)口形(xing)式和焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)工(gong)(gong)藝。盡(jin)(jin)量(liang)(liang)減少仰(yang)焊(han)(han)(han)或(huo)立焊(han)(han)(han)的(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)，這樣(yang)的(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)勞動條(tiao)(tiao)件(jian)差，不易保(bao)證(zheng)質量(liang)(liang)，而(er)且(qie)生(sheng)產率低。
⑥. 有利(li)于生產組織和管理
大型焊接(jie)結構(gou)采用(yong)部件(jian)組裝的生產方式(shi)有利于(yu)組織和管理。因此(ci)，設計大型焊接(jie)結構(gou)時，要進(jin)行(xing)合理分(fen)段(duan)。分(fen)段(duan)時，一般要綜合考慮起重運輸條(tiao)件(jian)、焊接(jie)變形(xing)的控制、焊后熱(re)處理、機械加工(gong)、質量檢驗和總裝配等(deng)因素。
此外，應(ying)注意結構形式對(dui)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)質量(liang)(liang)的(de)影響，盡量(liang)(liang)減少焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)數量(liang)(liang)，焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)坡口(kou)寸應(ying)盡可(ke)能小，，焊(han)(han)縫之間要保(bao)(bao)持一定距離(li)以防(fang)止焊(han)(han)縫集中，保(bao)(bao)證焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)工藝的(de)可(ke)實(shi)施性，，在可(ke)能的(de)情況下采用(yong)低匹配(pei)的(de)焊(han)(han)縫，防(fang)止焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭強度過高而塑性、韌性不足。
不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)結構(gou)(gou)(gou)形(xing)式(shi)(shi)的(de)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)，拘(ju)束度不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)，，反映不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)受(shou)力狀態(tai)(tai)。因此，在(zai)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)受(shou)力狀態(tai)(tai)下，對材質和焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)性(xing)能應(ying)有不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)要求。結構(gou)(gou)(gou)形(xing)式(shi)(shi)設計得正確與(yu)否，不(bu)(bu)(bu)僅體(ti)(ti)現在(zai)整體(ti)(ti)結構(gou)(gou)(gou)的(de)可(ke)靠性(xing)上(shang)，還體(ti)(ti)現在(zai)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)設計的(de)合理性(xing)上(shang)。另外，在(zai)接(jie)頭(tou)施焊(han)時(shi)，接(jie)頭(tou)與(yu)結構(gou)(gou)(gou)整體(ti)(ti)應(ying)匹配。焊(han)接(jie)結構(gou)(gou)(gou)設計應(ying)注意的(de)工藝(yi)條件如下。
a. 根(gen)據(ju)結構的(de)技術(shu)條件，找出(chu)最優(you)的(de)焊接(jie)方(fang)法。甚至可(ke)根(gen)據(ju)具體(ti)的(de)結構特(te)點分析實(shi)現焊接(jie)工(gong)藝的(de)難易程(cheng)度(du)，改變設計方(fang)案。
b. 結構設計時，必須考慮焊(han)(han)接(jie)工(gong)藝的可行(xing)性，各種檢測(ce)的可行(xing)性，焊(han)(han)接(jie)變形是否(fou)(fou)易(yi)于控(kong)制，焊(han)(han)工(gong)操作(zuo)是否(fou)(fou)方便(bian)、安(an)全，能否(fou)(fou)保證焊(han)(han)接(jie)質量(liang)。
c. 選擇(ze)結構形式時，要考慮減小拘(ju)束度，提(ti)高抗裂性(xing)。同時也要考慮工(gong)作條(tiao)件(jian)，如介(jie)質條(tiao)件(jian)、溫度條(tiao)件(jian)和(he)載荷條(tiao)件(jian)等對(dui)結構抗裂性(xing)的(de)作用。在選擇(ze)焊(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)時，可以選擇(ze)低匹(pi)配的(de)焊(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)和(he)高韌性(xing)的(de)母材(cai)及(ji)焊(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)，以提(ti)高結構的(de)整(zheng)體性(xing)能。
d. 焊接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)是(shi)整個焊接(jie)結(jie)構件的關鍵(jian)部分，直接(jie)關系到焊接(jie)結(jie)構的質量(liang)好壞，因此，結(jie)構設計(ji)時必須選用合理(li)的接(jie)頭(tou)(tou)形式。接(jie)頭(tou)(tou)幾何(he)形狀應(ying)(ying)盡可能不(bu)干擾應(ying)(ying)力(li)分布，避(bi)免截面(mian)(mian)上有(you)突變(bian)的接(jie)頭(tou)(tou)，特別是(shi)在疲(pi)勞(lao)工(gong)作條件下更應(ying)(ying)注(zhu)意。對非等厚截面(mian)(mian)的對接(jie)焊縫，接(jie)頭(tou)(tou)設計(ji)時應(ying)(ying)使(shi)兩條中心線對直（圖(tu)6-3(a));把較厚部分加工(gong)到與較薄部分厚度相同(tong)（圖(tu)6-3(b));或采用堆(dui)焊使(shi)焊接(jie)區形成平滑過(guo)渡（圖(tu)6-3(c)).接(jie)頭(tou)(tou)的應(ying)(ying)力(li)集中系數越(yue)高，對接(jie)頭(tou)(tou)的平滑和逐漸過(guo)渡的要求就越(yue)高。
焊(han)接(jie)件在(zai)制造過(guo)程中的(de)組(zu)裝(zhuang)精(jing)度(du)也影響(xiang)焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)性能。應考(kao)慮(lv)連接(jie)板(ban)的(de)幾何形狀，避免在(zai)有應力疊加或應力集中的(de)區(qu)域(yu)布置焊(han)縫(feng)，若不可避免，則應作特殊考(kao)慮(lv)。為了易(yi)于預(yu)熱(re)、焊(han)接(jie)、焊(han)后熱(re)處理以及無(wu)損探傷，對接(jie)接(jie)頭最好由相同(tong)厚度(du)的(de)工件制成。
3. 焊接結構(gou)設計的一(yi)般程序(xu)
新產(chan)(chan)品(pin)焊接(jie)結(jie)(jie)構的(de)(de)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)是指從市(shi)場調(diao)研到產(chan)(chan)品(pin)定下生產(chan)(chan)的(de)(de)全(quan)過程。焊接(jie)結(jie)(jie)構設(she)(she)(she)計(ji)(ji)的(de)(de)一(yi)般(ban)程序包括決策、設(she)(she)(she)計(ji)(ji)、試制、定型(xing)生產(chan)(chan)和(he)持續(xu)改進幾個(ge)階(jie)(jie)段(duan)。其(qi)中結(jie)(jie)構設(she)(she)(she)計(ji)(ji)階(jie)(jie)段(duan)的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)內容主要(yao)是根(gen)據設(she)(she)(she)計(ji)(ji)任務書(shu)，對(dui)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)對(dui)象進行具(ju)體結(jie)(jie)構設(she)(she)(she)計(ji)(ji)和(he)計(ji)(ji)算(suan)以及作(zuo)必(bi)要(yao)的(de)(de)試驗，完成(cheng)圖(tu)樣繪制和(he)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)文件(jian)的(de)(de)編制等。大(da)型(xing)復(fu)雜產(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)結(jie)(jie)構設(she)(she)(she)計(ji)(ji)一(yi)般(ban)又分初(chu)步設(she)(she)(she)計(ji)(ji)、技術設(she)(she)(she)計(ji)(ji)和(he)工(gong)(gong)作(zuo)圖(tu)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)三(san)個(ge)工(gong)(gong)作(zuo)階(jie)(jie)段(duan)。
4. 焊接結構設計的(de)評審(shen)
焊接結構(gou)設計(ji)(ji)的(de)評審是(shi)質量控(kong)制(zhi)(zhi)中的(de)重要(yao)一環，目的(de)是(shi)保(bao)證設計(ji)(ji)質量，使之符合計(ji)(ji)劃任務書或合同書要(yao)求，設計(ji)(ji)與制(zhi)(zhi)造出滿足用戶(hu)要(yao)求的(de)產(chan)品(pin)(pin)。設計(ji)(ji)評審工作(zuo)不局限在(zai)(zai)設計(ji)(ji)階段(duan)(duan)，它(ta)要(yao)持續到產(chan)品(pin)(pin)試制(zhi)(zhi)之后大批(pi)量投產(chan)之前。因為設計(ji)(ji)階段(duan)(duan)的(de)成(cheng)果仍(reng)停留在(zai)(zai)“圖(tu)紙”上，只有(you)通過試生產(chan)，變成(cheng)成(cheng)品(pin)(pin)后才(cai)能對整個產(chan)品(pin)(pin)設計(ji)(ji)做出全面(mian)的(de)評價。
評審(shen)是由不(bu)直接(jie)參與產品設(she)計的(de)(de)或不(bu)直接(jie)承擔(dan)設(she)計責任的(de)(de)企業中(zhong)各方面的(de)(de)專家和有豐富(fu)經驗的(de)(de)專業人員(yuan)組成的(de)(de)評審(shen)委員(yuan)會組織(zhi)進(jin)行。
