焊(han)接質(zhi)量控制的(de)內(nei)容(rong)很多，影響(xiang)焊(han)接質(zhi)量的(de)因素及(ji)防(fang)止(zhi)措施更復(fu)雜(za)。根據(ju)鍋爐、壓力容(rong)器的(de)生產和(he)運行全過程，歸納(na)起來，焊(han)接質(zhi)量控制的(de)基本(ben)內(nei)容(rong)如圖6-1所示。
1. 結(jie)構(gou)設計的基本要求
所設計的焊接(jie)結構應滿足實用(yong)性、可靠性、工藝(yi)性和經濟性等方面的基本要求。
鍋爐、壓力(li)容(rong)器的(de)焊接(jie)(jie)結(jie)構(gou)(gou)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)，應(ying)考慮有利于(yu)進(jin)行焊接(jie)(jie)質(zhi)量控制，此外要(yao)注(zhu)意其他因素，如經濟性(xing)(xing)、可靠性(xing)(xing)和材(cai)料（母材(cai)、焊接(jie)(jie)材(cai)料）的(de)選擇等。作為焊接(jie)(jie)結(jie)構(gou)(gou)的(de)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)，必須考慮其具體結(jie)構(gou)(gou)形式、技術條(tiao)件(jian)，此外，還應(ying)考慮材(cai)料的(de)焊接(jie)(jie)性(xing)(xing)和焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)分布。結(jie)構(gou)(gou)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)不合理是造成焊接(jie)(jie)結(jie)構(gou)(gou)破壞的(de)主要(yao)原因。焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)性(xing)(xing)能與結(jie)構(gou)(gou)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)之間的(de)關(guan)系如圖6-2所示。
2. 焊接結構設(she)計的原則
為(wei)達到上述結構設(she)計的基本要求，在焊接(jie)結構設(she)計時應遵循(xun)以下原則。
①. 合理選擇和利(li)用材(cai)料
所選用的(de)金屬材料必(bi)須(xu)同(tong)時滿(man)足使用性(xing)能(neng)(neng)和加(jia)(jia)工性(xing)能(neng)(neng)的(de)要(yao)求，前者包括(kuo)強度、韌性(xing)、耐(nai)磨性(xing)、耐(nai)腐蝕性(xing)、抗蠕變等(deng)性(xing)能(neng)(neng)；后者主要(yao)是(shi)焊接工藝性(xing)能(neng)(neng)。其(qi)次是(shi)其(qi)他冷、熱(re)加(jia)(jia)工的(de)性(xing)能(neng)(neng)，如(ru)熱(re)切(qie)(qie)割、冷彎(wan)、熱(re)彎(wan)、切(qie)(qie)削及熱(re)處理(li)等(deng)性(xing)能(neng)(neng)。
在結(jie)構(gou)上(shang)有(you)特(te)殊(shu)要求的(de)部位可(ke)(ke)(ke)采用(yong)特(te)種金屬(shu)材料，其余采用(yong)能(neng)滿足一般要求的(de)材料。對(dui)有(you)防腐(fu)蝕性(xing)要求的(de)結(jie)構(gou)，可(ke)(ke)(ke)采用(yong)以碳鋼(gang)為(wei)基(ji)體、以不銹鋼(gang)為(wei)工作(zuo)面的(de)復合(he)鋼(gang)板或者(zhe)在基(ji)體上(shang)堆焊耐腐(fu)蝕層；對(dui)有(you)耐磨性(xing)要求的(de)結(jie)構(gou)，可(ke)(ke)(ke)在工作(zuo)面上(shang)堆焊耐磨合(he)金或熱噴涂耐磨合(he)金；應充分發揮能(neng)進行焊接的(de)異種金屬(shu)結(jie)構(gou)的(de)特(te)點。
在劃(hua)分結構零部件(jian)時，要考慮(lv)下料過程中合(he)理排料的(de)可行性(xing)：以減少邊角余料，提(ti)高材料的(de)利用率。
②. 合理設計結構形(xing)式。
a. 根據強度和(he)剛度要(yao)求，以(yi)最理想的(de)受力(li)狀態確定(ding)結構(gou)(gou)的(de)幾(ji)何尺寸，不必(bi)去仿效鉚接、鑄造、鍛造的(de)結構(gou)(gou)形式。
b. 既要(yao)重視結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)整體設計(ji)，也要(yao)重視結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)細部(bu)處理。這是因為焊接結(jie)(jie)構屬剛性連接的(de)(de)(de)結(jie)(jie)構，結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)整體性意味著任何(he)部(bu)位(wei)的(de)(de)(de)構造(zao)都同等重要(yao)，許多焊接結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)破壞(huai)事(shi)故(gu)起源于局(ju)部(bu)構造(zao)不合理的(de)(de)(de)薄弱(ruo)環(huan)節處。對于應(ying)力復雜或應(ying)力集中部(bu)位(wei)要(yao)慎重處理，如(ru)結(jie)(jie)構中的(de)(de)(de)節點、斷面變化部(bu)位(wei)、焊接接頭形狀(zhuang)變化處等。
c. 要有(you)利于實現機械(xie)化和(he)自(zi)動化焊接(jie)。應盡量(liang)采用(yong)簡(jian)單(dan)、平(ping)直的結構形式，減(jian)少短而不規則的焊縫；避免采用(yong)難以彎制或沖壓的具有(you)復雜空間曲(qu)面的結構。
③. 減(jian)少焊接量。
盡(jin)(jin)量多選用(yong)(yong)(yong)軋(ya)制型材以(yi)減少焊(han)(han)(han)縫(feng)，還可以(yi)利用(yong)(yong)(yong)沖壓件(jian)代(dai)替(ti)一部分(fen)焊(han)(han)(han)接(jie)件(jian)；結構形(xing)狀復(fu)雜(za)，角焊(han)(han)(han)縫(feng)多且密集的部位，可用(yong)(yong)(yong)鑄鋼件(jian)代(dai)替(ti)；必要時可以(yi)適當增(zeng)加壁厚，以(yi)減少或(huo)取消加強(qiang)筋板，從而減少焊(han)(han)(han)接(jie)工作量。對于角焊(han)(han)(han)縫(feng)，在(zai)(zai)保證強(qiang)度(du)要求的前(qian)提(ti)下，盡(jin)(jin)可能用(yong)(yong)(yong)最(zui)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)高度(du)的平(ping)方(fang)成正比。對于坡口焊(han)(han)(han)縫(feng)，應在(zai)(zai)保證焊(han)(han)(han)透的前(qian)提(ti)下選用(yong)(yong)(yong)填充金屬最(zui)少的坡口形(xing)式(shi)。
④. 合理布置焊(han)縫
有(you)對稱(cheng)軸(zhou)(zhou)的焊(han)接(jie)結構，焊(han)縫(feng)應對稱(cheng)布置，或接(jie)近對稱(cheng)軸(zhou)(zhou)處，這有(you)利(li)于控制焊(han)接(jie)變(bian)形；要(yao)避免(mian)焊(han)縫(feng)交叉(cha)和密集，在(zai)結構上焊(han)縫(feng)交叉(cha)時，使重要(yao)焊(han)縫(feng)連續，讓(rang)次要(yao)焊(han)縫(feng)中斷，這有(you)利(li)于重要(yao)焊(han)縫(feng)實(shi)現自動焊(han)，保(bao)證其(qi)焊(han)接(jie)質(zhi)量(liang)；盡可能使焊(han)縫(feng)避開高應力部位、應力集中處、機(ji)械加工面和需要(yao)變(bian)質(zhi)處理的表面等。
⑤. 施(shi)工方(fang)便(bian)
必(bi)須使(shi)結構上每條焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)都(dou)(dou)能施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)和方便質量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)檢(jian)驗(yan)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)周圍要留有足夠的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)和質量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)檢(jian)驗(yan)的(de)(de)(de)(de)操(cao)(cao)作(zuo)空(kong)間；盡(jin)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)使(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)都(dou)(dou)能在工(gong)(gong)廠中(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)，減少現場的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)；減少手工(gong)(gong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)，擴(kuo)大自動焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)；對雙面焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)，操(cao)(cao)作(zuo)方便的(de)(de)(de)(de)一面用(yong)大坡(po)口，施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條件(jian)差的(de)(de)(de)(de)一面用(yong)小(xiao)坡(po)口，必(bi)要時改用(yong)單面焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)雙面成形的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭坡(po)口形式(shi)和焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)工(gong)(gong)藝。盡(jin)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)減少仰(yang)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)或立焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)，這樣的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)勞動條件(jian)差，不易保證(zheng)質量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)，而(er)且(qie)生產(chan)率低。
⑥. 有利于生產組織和(he)管理
大型焊(han)接(jie)結(jie)(jie)構(gou)采用部(bu)件組(zu)裝的(de)生產方(fang)式有利于(yu)組(zu)織(zhi)和管理。因(yin)此，設(she)計大型焊(han)接(jie)結(jie)(jie)構(gou)時，要進行合(he)理分段(duan)。分段(duan)時，一(yi)般要綜合(he)考慮起(qi)重運輸條件、焊(han)接(jie)變形的(de)控制、焊(han)后(hou)熱處理、機械(xie)加工、質量檢驗和總裝配(pei)等因(yin)素。
此外，應注意結(jie)構(gou)形式對焊(han)(han)接(jie)(jie)質量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)影(ying)響，盡量(liang)(liang)(liang)減少焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)數量(liang)(liang)(liang)，焊(han)(han)接(jie)(jie)坡口(kou)寸(cun)應盡可能小，，焊(han)(han)縫(feng)(feng)之(zhi)間要保持一(yi)定距離以防止焊(han)(han)縫(feng)(feng)集(ji)中，保證焊(han)(han)接(jie)(jie)工藝的(de)(de)可實施性(xing)，，在(zai)可能的(de)(de)情況(kuang)下采用低匹配的(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)(feng)，防止焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭強度過高(gao)而塑性(xing)、韌性(xing)不足。
不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)形式的(de)(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)，拘束度(du)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)，，反(fan)映不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)受力(li)(li)狀態。因此，在(zai)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)受力(li)(li)狀態下，對材質和焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)(de)(de)性能(neng)應(ying)有(you)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)要求。結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)形式設(she)計(ji)得正確與否，不(bu)(bu)僅體現在(zai)整體結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)可靠性上，還體現在(zai)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)設(she)計(ji)的(de)(de)(de)(de)合理性上。另(ling)外，在(zai)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)施焊時，接(jie)(jie)頭(tou)(tou)與結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)整體應(ying)匹配(pei)。焊接(jie)(jie)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)設(she)計(ji)應(ying)注意的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝條件如下。
a. 根據結構(gou)的技術條(tiao)件，找(zhao)出最優的焊(han)接(jie)方法。甚至可根據具體的結構(gou)特點分析實(shi)現(xian)焊(han)接(jie)工藝的難易(yi)程(cheng)度(du)，改(gai)變設計(ji)方案。
b. 結構設計時，必須考(kao)慮(lv)焊(han)(han)接工藝的可(ke)行(xing)(xing)性(xing)，各種檢測(ce)的可(ke)行(xing)(xing)性(xing)，焊(han)(han)接變形是否(fou)易于控制，焊(han)(han)工操作是否(fou)方(fang)便、安全(quan)，能否(fou)保證(zheng)焊(han)(han)接質量。
c. 選擇結(jie)(jie)構(gou)(gou)形式時，要(yao)考(kao)慮減小拘束度，提高(gao)抗裂性(xing)。同時也(ye)要(yao)考(kao)慮工(gong)作條件，如介質條件、溫度條件和(he)載荷條件等(deng)對結(jie)(jie)構(gou)(gou)抗裂性(xing)的(de)(de)作用。在選擇焊(han)接材料(liao)(liao)時，可(ke)以(yi)選擇低(di)匹配的(de)(de)焊(han)接材料(liao)(liao)和(he)高(gao)韌性(xing)的(de)(de)母材及(ji)焊(han)接材料(liao)(liao)，以(yi)提高(gao)結(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)整體(ti)性(xing)能。
d. 焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)(tou)是整個焊接(jie)(jie)結構件的關(guan)鍵(jian)部分(fen)，直(zhi)接(jie)(jie)關(guan)系到焊接(jie)(jie)結構的質量(liang)好(hao)壞，因(yin)此，結構設計(ji)時(shi)必須選用(yong)合理的接(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)(tou)形(xing)式。接(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)(tou)幾何形(xing)狀應盡(jin)可能不干擾應力(li)分(fen)布，避免(mian)截(jie)面上有(you)突(tu)變的接(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)(tou)，特別是在(zai)疲勞工作條(tiao)件下更應注意。對(dui)非等(deng)厚(hou)截(jie)面的對(dui)接(jie)(jie)焊縫(feng)，接(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)(tou)設計(ji)時(shi)應使兩(liang)條(tiao)中心線對(dui)直(zhi)（圖(tu)(tu)6-3(a));把較厚(hou)部分(fen)加工到與較薄(bo)部分(fen)厚(hou)度相同（圖(tu)(tu)6-3(b));或采用(yong)堆焊使焊接(jie)(jie)區形(xing)成平(ping)滑(hua)(hua)過渡(du)（圖(tu)(tu)6-3(c)).接(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)(tou)的應力(li)集中系數越(yue)(yue)高(gao)，對(dui)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)(tou)的平(ping)滑(hua)(hua)和(he)逐漸過渡(du)的要求就越(yue)(yue)高(gao)。
焊接(jie)件在制造過(guo)程(cheng)中的(de)(de)組裝(zhuang)精度也影響焊接(jie)接(jie)頭的(de)(de)性(xing)能。應考慮連接(jie)板(ban)的(de)(de)幾何形(xing)狀，避免在有應力疊加或(huo)應力集中的(de)(de)區域(yu)布(bu)置焊縫(feng)，若(ruo)不可避免，則應作特(te)殊(shu)考慮。為了(le)易于預熱(re)、焊接(jie)、焊后熱(re)處理以及無損探(tan)傷，對接(jie)接(jie)頭最(zui)好由(you)相同厚度的(de)(de)工件制成。
3. 焊接結構設計(ji)的一般程(cheng)序
新(xin)產(chan)品(pin)焊接結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)設計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)是指從市(shi)場調研到(dao)產(chan)品(pin)定(ding)下生產(chan)的(de)(de)(de)(de)全過(guo)程。焊接結(jie)(jie)構(gou)設計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)一般程序包括決(jue)策、設計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、試制、定(ding)型生產(chan)和(he)(he)持續改進幾個(ge)階(jie)段。其(qi)中結(jie)(jie)構(gou)設計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)階(jie)段的(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)內(nei)容主要是根據設計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)任務書，對設計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)對象進行具體(ti)結(jie)(jie)構(gou)設計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)(he)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)算以及作(zuo)(zuo)必要的(de)(de)(de)(de)試驗(yan)，完成圖樣繪制和(he)(he)設計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)文件的(de)(de)(de)(de)編制等。大型復雜產(chan)品(pin)的(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)設計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)一般又分初步設計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、技術設計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)(he)工(gong)作(zuo)(zuo)圖設計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)三(san)個(ge)工(gong)作(zuo)(zuo)階(jie)段。
4. 焊接結構設計的評審
焊接結構(gou)設(she)(she)(she)計(ji)的(de)評審是質量(liang)控制中(zhong)的(de)重要(yao)一環，目的(de)是保證設(she)(she)(she)計(ji)質量(liang)，使之(zhi)符合(he)計(ji)劃(hua)任務書(shu)或合(he)同書(shu)要(yao)求，設(she)(she)(she)計(ji)與制造出滿足用(yong)戶要(yao)求的(de)產品(pin)。設(she)(she)(she)計(ji)評審工(gong)作不(bu)局限(xian)在(zai)設(she)(she)(she)計(ji)階(jie)段，它(ta)要(yao)持續到產品(pin)試制之(zhi)后(hou)大(da)批(pi)量(liang)投產之(zhi)前。因為設(she)(she)(she)計(ji)階(jie)段的(de)成(cheng)果仍停留在(zai)“圖紙”上，只有通過試生產，變成(cheng)成(cheng)品(pin)后(hou)才能對整(zheng)個(ge)產品(pin)設(she)(she)(she)計(ji)做出全面的(de)評價。
評審(shen)是(shi)由不直(zhi)(zhi)接參與產品設(she)計(ji)的(de)或(huo)不直(zhi)(zhi)接承擔設(she)計(ji)責任的(de)企業中各方面(mian)的(de)專家和(he)有豐富(fu)經驗的(de)專業人員(yuan)組成(cheng)的(de)評審(shen)委員(yuan)會(hui)組織(zhi)進行。
