焊接(jie)質量(liang)控(kong)制的(de)內(nei)容很(hen)多，影(ying)響焊接(jie)質量(liang)的(de)因素及防(fang)止措施更復(fu)雜(za)。根據鍋爐、壓力容器的(de)生產和運行全過(guo)程，歸納起來，焊接(jie)質量(liang)控(kong)制的(de)基本內(nei)容如圖6-1所(suo)示(shi)。
1. 結構(gou)設計(ji)的基本要求
所設計的焊接結構應滿足實用性、可靠性、工(gong)藝性和經(jing)濟性等方面的基本要求(qiu)。
鍋爐、壓(ya)力容器的焊接(jie)(jie)結(jie)(jie)(jie)構設(she)計，應(ying)考(kao)慮(lv)有利于進行焊接(jie)(jie)質量控制，此外要(yao)注(zhu)意其他因(yin)素，如經濟性、可靠性和(he)材(cai)料（母材(cai)、焊接(jie)(jie)材(cai)料）的選擇等。作為焊接(jie)(jie)結(jie)(jie)(jie)構的設(she)計，必須考(kao)慮(lv)其具體結(jie)(jie)(jie)構形式、技術條件，此外，還應(ying)考(kao)慮(lv)材(cai)料的焊接(jie)(jie)性和(he)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的分布。結(jie)(jie)(jie)構設(she)計不(bu)合理(li)是造成焊接(jie)(jie)結(jie)(jie)(jie)構破(po)壞的主要(yao)原因(yin)。焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭性能與結(jie)(jie)(jie)構設(she)計之間的關系(xi)如圖(tu)6-2所示。
2. 焊接結構設計的(de)原則
為達(da)到上述(shu)結構設計(ji)(ji)的基(ji)本要求(qiu)，在焊接(jie)結構設計(ji)(ji)時(shi)應遵循以下原(yuan)則。
①. 合(he)理選(xuan)擇和利(li)用材料
所選用的金屬材料(liao)必須同時滿足使用性(xing)(xing)能和加(jia)工性(xing)(xing)能的要(yao)求，前者(zhe)(zhe)包(bao)括(kuo)強度、韌性(xing)(xing)、耐(nai)磨性(xing)(xing)、耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)(xing)、抗蠕變等性(xing)(xing)能；后者(zhe)(zhe)主要(yao)是焊接(jie)工藝(yi)性(xing)(xing)能。其(qi)次是其(qi)他冷、熱加(jia)工的性(xing)(xing)能，如熱切(qie)割、冷彎、熱彎、切(qie)削及熱處理等性(xing)(xing)能。
在結(jie)構(gou)上(shang)(shang)有(you)特(te)殊(shu)要求(qiu)的(de)部位可(ke)采用(yong)特(te)種金(jin)屬材料，其余(yu)采用(yong)能(neng)滿足(zu)一(yi)般要求(qiu)的(de)材料。對有(you)防(fang)腐蝕(shi)性(xing)要求(qiu)的(de)結(jie)構(gou)，可(ke)采用(yong)以碳鋼(gang)為(wei)基體(ti)、以不銹鋼(gang)為(wei)工作面的(de)復合鋼(gang)板或者在基體(ti)上(shang)(shang)堆焊耐腐蝕(shi)層(ceng)；對有(you)耐磨性(xing)要求(qiu)的(de)結(jie)構(gou)，可(ke)在工作面上(shang)(shang)堆焊耐磨合金(jin)或熱噴涂耐磨合金(jin)；應(ying)充分(fen)發(fa)揮能(neng)進行焊接(jie)的(de)異(yi)種金(jin)屬結(jie)構(gou)的(de)特(te)點(dian)。
在劃分結構(gou)零(ling)部件時，要考慮下料(liao)(liao)(liao)過程(cheng)中合理排(pai)料(liao)(liao)(liao)的可行性：以減少邊角余料(liao)(liao)(liao)，提高材(cai)料(liao)(liao)(liao)的利用(yong)率。
②. 合理設(she)計結構(gou)形式。
a. 根(gen)據強(qiang)度(du)和剛度(du)要(yao)求，以最(zui)理想的(de)受力(li)狀態確定結構的(de)幾(ji)何尺寸，不必去仿效鉚接、鑄造、鍛造的(de)結構形(xing)式。
b. 既(ji)要(yao)重(zhong)視結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)整體(ti)設計，也要(yao)重(zhong)視結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)細部(bu)(bu)處(chu)(chu)理。這是(shi)因(yin)為焊接結(jie)(jie)構(gou)屬剛(gang)性連接的(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)，結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)整體(ti)性意味著(zhu)任何部(bu)(bu)位(wei)(wei)的(de)(de)構(gou)造都同(tong)等重(zhong)要(yao)，許多焊接結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)破壞事故起(qi)源(yuan)于局部(bu)(bu)構(gou)造不(bu)合理的(de)(de)薄(bo)弱環節處(chu)(chu)。對(dui)于應力(li)復(fu)雜或應力(li)集中部(bu)(bu)位(wei)(wei)要(yao)慎重(zhong)處(chu)(chu)理，如結(jie)(jie)構(gou)中的(de)(de)節點(dian)、斷面變化部(bu)(bu)位(wei)(wei)、焊接接頭形(xing)狀變化處(chu)(chu)等。
c. 要有利于實(shi)現機械(xie)化和(he)自動化焊接。應(ying)盡量(liang)采用簡單、平直的(de)結構(gou)形式，減少短而(er)不規則的(de)焊縫(feng)；避免采用難以彎(wan)制或(huo)沖(chong)壓(ya)的(de)具有復雜空間曲面的(de)結構(gou)。
③. 減少(shao)焊接(jie)量。
盡量(liang)多(duo)選(xuan)用(yong)軋(ya)制(zhi)型材以減少(shao)(shao)焊(han)(han)(han)(han)縫，還可(ke)(ke)以利用(yong)沖(chong)壓件(jian)代替一(yi)部分焊(han)(han)(han)(han)接件(jian)；結構形(xing)狀復雜，角焊(han)(han)(han)(han)縫多(duo)且密集的部位，可(ke)(ke)用(yong)鑄鋼件(jian)代替；必要時可(ke)(ke)以適當增(zeng)加(jia)壁厚，以減少(shao)(shao)或取消加(jia)強筋板，從而減少(shao)(shao)焊(han)(han)(han)(han)接工作量(liang)。對(dui)于(yu)角焊(han)(han)(han)(han)縫，在保(bao)證(zheng)強度要求(qiu)的前提(ti)下，盡可(ke)(ke)能用(yong)最(zui)小的焊(han)(han)(han)(han)腳尺寸，因為焊(han)(han)(han)(han)縫面積與(yu)焊(han)(han)(han)(han)腳高度的平方成正比。對(dui)于(yu)坡口焊(han)(han)(han)(han)縫，應(ying)在保(bao)證(zheng)焊(han)(han)(han)(han)透的前提(ti)下選(xuan)用(yong)填充(chong)金屬最(zui)少(shao)(shao)的坡口形(xing)式。
④. 合理布置焊縫
有對(dui)稱軸(zhou)的焊(han)(han)接(jie)結構，焊(han)(han)縫(feng)應(ying)對(dui)稱布置，或接(jie)近對(dui)稱軸(zhou)處，這有利(li)于控制焊(han)(han)接(jie)變形(xing)；要(yao)避(bi)免焊(han)(han)縫(feng)交(jiao)叉和密(mi)集，在結構上焊(han)(han)縫(feng)交(jiao)叉時，使(shi)重(zhong)(zhong)要(yao)焊(han)(han)縫(feng)連續(xu)，讓次要(yao)焊(han)(han)縫(feng)中斷(duan)，這有利(li)于重(zhong)(zhong)要(yao)焊(han)(han)縫(feng)實(shi)現自動焊(han)(han)，保證其(qi)焊(han)(han)接(jie)質(zhi)量；盡可(ke)能使(shi)焊(han)(han)縫(feng)避(bi)開高(gao)應(ying)力(li)部位、應(ying)力(li)集中處、機械加工面和需要(yao)變質(zhi)處理的表面等。
⑤. 施工(gong)方便
必須(xu)使結(jie)構上(shang)每條(tiao)(tiao)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)都能(neng)(neng)施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)和方便(bian)質(zhi)量(liang)檢驗(yan)，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)周圍要(yao)留有足夠的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)和質(zhi)量(liang)檢驗(yan)的(de)(de)操作(zuo)(zuo)空(kong)間；盡量(liang)使焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)都能(neng)(neng)在工(gong)廠中焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)，減(jian)少現場的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)量(liang)；減(jian)少手工(gong)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)量(liang)，擴大自動(dong)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)量(liang)；對雙(shuang)面(mian)(mian)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)，操作(zuo)(zuo)方便(bian)的(de)(de)一面(mian)(mian)用(yong)大坡(po)口(kou)(kou)，施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)件差的(de)(de)一面(mian)(mian)用(yong)小坡(po)口(kou)(kou)，必要(yao)時(shi)改(gai)用(yong)單面(mian)(mian)焊(han)(han)(han)(han)(han)雙(shuang)面(mian)(mian)成形的(de)(de)接(jie)頭(tou)坡(po)口(kou)(kou)形式和焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)工(gong)藝。盡量(liang)減(jian)少仰焊(han)(han)(han)(han)(han)或立焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)，這樣的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)勞動(dong)條(tiao)(tiao)件差，不易保證(zheng)質(zhi)量(liang)，而(er)且生產率(lv)低(di)。
⑥. 有(you)利(li)于生(sheng)產(chan)組織和(he)管(guan)理
大(da)(da)型(xing)焊(han)(han)接結(jie)構(gou)采用部件組裝的(de)生產(chan)方式(shi)有利(li)于組織和管理。因此，設計大(da)(da)型(xing)焊(han)(han)接結(jie)構(gou)時(shi)，要進行合(he)理分段。分段時(shi)，一(yi)般要綜合(he)考慮(lv)起(qi)重運輸條件、焊(han)(han)接變形(xing)的(de)控制、焊(han)(han)后(hou)熱(re)處(chu)理、機械(xie)加(jia)工、質量檢驗和總裝配(pei)等因素。
此(ci)外，應(ying)注意結構形式對焊(han)(han)(han)接(jie)質量的(de)影響，盡量減少焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)數(shu)量，焊(han)(han)(han)接(jie)坡口寸應(ying)盡可能小，，焊(han)(han)(han)縫(feng)之間要保持一定距離(li)以防(fang)止(zhi)焊(han)(han)(han)縫(feng)集中(zhong)，保證焊(han)(han)(han)接(jie)工藝的(de)可實施性，，在可能的(de)情況下采用低匹配(pei)的(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)，防(fang)止(zhi)焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭強度過高(gao)而(er)塑性、韌性不足。
不同(tong)(tong)結(jie)構(gou)(gou)形(xing)式(shi)的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)接(jie)頭，拘束度不同(tong)(tong)，，反映不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)受力狀態(tai)。因此(ci)，在不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)受力狀態(tai)下，對材(cai)質和焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)應有不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)要求(qiu)。結(jie)構(gou)(gou)形(xing)式(shi)設(she)計(ji)得正(zheng)確與否，不僅(jin)體(ti)現在整(zheng)體(ti)結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)可靠性(xing)上，還體(ti)現在焊(han)接(jie)接(jie)頭設(she)計(ji)的(de)(de)(de)合理性(xing)上。另外(wai)，在接(jie)頭施焊(han)時，接(jie)頭與結(jie)構(gou)(gou)整(zheng)體(ti)應匹配。焊(han)接(jie)結(jie)構(gou)(gou)設(she)計(ji)應注意的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)條(tiao)件如(ru)下。
a. 根據結(jie)構的技術條件，找出最優的焊接方(fang)法。甚至可(ke)根據具體的結(jie)構特點分析實現焊接工藝的難易程度，改變(bian)設計方(fang)案(an)。
b. 結構(gou)設(she)計(ji)時，必須考慮焊接(jie)工藝的可(ke)行(xing)性，各種檢測的可(ke)行(xing)性，焊接(jie)變形是(shi)(shi)否易于控制，焊工操作(zuo)是(shi)(shi)否方便、安全(quan)，能(neng)否保證焊接(jie)質(zhi)量。
c. 選(xuan)擇結(jie)構(gou)形式時(shi)，要(yao)考慮減小拘束度(du)，提高(gao)抗裂(lie)性(xing)(xing)。同時(shi)也要(yao)考慮工作(zuo)條(tiao)(tiao)件(jian)，如介質條(tiao)(tiao)件(jian)、溫度(du)條(tiao)(tiao)件(jian)和載(zai)荷條(tiao)(tiao)件(jian)等(deng)對結(jie)構(gou)抗裂(lie)性(xing)(xing)的作(zuo)用(yong)。在選(xuan)擇焊接(jie)(jie)材料時(shi)，可(ke)以(yi)選(xuan)擇低匹配的焊接(jie)(jie)材料和高(gao)韌(ren)性(xing)(xing)的母材及(ji)焊接(jie)(jie)材料，以(yi)提高(gao)結(jie)構(gou)的整體性(xing)(xing)能。
d. 焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)(tou)是(shi)(shi)整個焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)結構(gou)(gou)件的(de)(de)關鍵(jian)部分，直接(jie)(jie)(jie)(jie)關系到焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)結構(gou)(gou)的(de)(de)質(zhi)量好壞，因此，結構(gou)(gou)設(she)計時必須選用合理的(de)(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)(tou)形(xing)式(shi)。接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)(tou)幾何形(xing)狀應盡可能不干擾應力(li)分布，避免截面上有突變的(de)(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)(tou)，特別是(shi)(shi)在疲勞(lao)工(gong)作條件下更應注意。對(dui)非等厚截面的(de)(de)對(dui)接(jie)(jie)(jie)(jie)焊(han)縫，接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)(tou)設(she)計時應使兩條中(zhong)心線對(dui)直（圖(tu)6-3(a));把較(jiao)厚部分加工(gong)到與較(jiao)薄部分厚度(du)相(xiang)同（圖(tu)6-3(b));或采用堆(dui)焊(han)使焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)區形(xing)成平滑過渡（圖(tu)6-3(c)).接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)(tou)的(de)(de)應力(li)集中(zhong)系數越高(gao)(gao)，對(dui)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)(tou)的(de)(de)平滑和(he)逐漸過渡的(de)(de)要求就越高(gao)(gao)。
焊(han)(han)接(jie)件(jian)在制造過程中的(de)組(zu)裝(zhuang)精度也影(ying)響焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)性能。應(ying)(ying)考慮連接(jie)板的(de)幾(ji)何(he)形狀，避免在有應(ying)(ying)力疊(die)加或應(ying)(ying)力集中的(de)區域布置焊(han)(han)縫(feng)，若(ruo)不(bu)可避免，則應(ying)(ying)作特(te)殊考慮。為了(le)易于預(yu)熱、焊(han)(han)接(jie)、焊(han)(han)后熱處理以及無損探傷，對接(jie)接(jie)頭(tou)最好由相同厚度的(de)工件(jian)制成。
3. 焊接結構設計的一(yi)般程(cheng)序
新產(chan)(chan)品焊接結構的(de)(de)(de)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)是指從市場調研(yan)到產(chan)(chan)品定下(xia)生(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)(de)全過(guo)程。焊接結構設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)一般程序包括決策、設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)、試制(zhi)(zhi)、定型生(sheng)產(chan)(chan)和(he)持(chi)續改進幾(ji)個階(jie)段。其(qi)中結構設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)階(jie)段的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)內容主要是根據設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)任務書，對設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)對象(xiang)進行具體結構設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)計(ji)(ji)(ji)(ji)算以(yi)及作(zuo)必要的(de)(de)(de)試驗，完成圖樣(yang)繪制(zhi)(zhi)和(he)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)文件的(de)(de)(de)編制(zhi)(zhi)等。大型復雜產(chan)(chan)品的(de)(de)(de)結構設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)一般又分(fen)初步設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)、技術設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)工(gong)作(zuo)圖設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)三個工(gong)作(zuo)階(jie)段。
4. 焊接結構設計的評審(shen)
焊(han)接結(jie)構設計(ji)(ji)(ji)的(de)評審(shen)是(shi)質量控制中的(de)重要(yao)一環(huan)，目的(de)是(shi)保證設計(ji)(ji)(ji)質量，使之(zhi)符合(he)計(ji)(ji)(ji)劃任務書或合(he)同書要(yao)求，設計(ji)(ji)(ji)與制造出(chu)滿足(zu)用戶要(yao)求的(de)產(chan)品(pin)。設計(ji)(ji)(ji)評審(shen)工作不(bu)局限在設計(ji)(ji)(ji)階(jie)段，它要(yao)持續到產(chan)品(pin)試(shi)制之(zhi)后(hou)大批(pi)量投產(chan)之(zhi)前。因為設計(ji)(ji)(ji)階(jie)段的(de)成(cheng)(cheng)果仍停(ting)留在“圖紙”上，只有通過試(shi)生產(chan)，變(bian)成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)品(pin)后(hou)才能對(dui)整(zheng)個產(chan)品(pin)設計(ji)(ji)(ji)做出(chu)全(quan)面的(de)評價(jia)。
評審是(shi)由不直接(jie)參與(yu)產品設計(ji)的或(huo)不直接(jie)承(cheng)擔設計(ji)責任(ren)的企(qi)業中各(ge)方面的專家和(he)有豐富經驗的專業人員組成的評審委員會(hui)組織進行。
