焊(han)接(jie)質(zhi)量(liang)控(kong)制的(de)內容(rong)很多(duo)，影響焊(han)接(jie)質(zhi)量(liang)的(de)因(yin)素(su)及(ji)防止措施更復雜。根據鍋爐(lu)、壓力容(rong)器的(de)生產和運行全過程，歸納起(qi)來(lai)，焊(han)接(jie)質(zhi)量(liang)控(kong)制的(de)基本內容(rong)如圖(tu)6-1所示。
1. 結(jie)構設計的基(ji)本要求
所設計的焊接(jie)結構應滿足實用性(xing)、可靠性(xing)、工(gong)藝性(xing)和(he)經濟性(xing)等方面的基本要(yao)求。
鍋爐、壓力(li)容(rong)器(qi)的(de)焊(han)接(jie)(jie)結(jie)(jie)構(gou)設計(ji)，應考(kao)慮有利于(yu)進行焊(han)接(jie)(jie)質量控制，此(ci)外要(yao)注意其他因素(su)，如經(jing)濟性、可靠性和材(cai)(cai)料(liao)（母(mu)材(cai)(cai)、焊(han)接(jie)(jie)材(cai)(cai)料(liao)）的(de)選(xuan)擇等。作為焊(han)接(jie)(jie)結(jie)(jie)構(gou)的(de)設計(ji)，必須考(kao)慮其具體結(jie)(jie)構(gou)形式(shi)、技術條件，此(ci)外，還應考(kao)慮材(cai)(cai)料(liao)的(de)焊(han)接(jie)(jie)性和焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)分布(bu)。結(jie)(jie)構(gou)設計(ji)不合(he)理是造成焊(han)接(jie)(jie)結(jie)(jie)構(gou)破壞的(de)主要(yao)原因。焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭性能與結(jie)(jie)構(gou)設計(ji)之間的(de)關(guan)系如圖6-2所示(shi)。
2. 焊接結(jie)構設計的原則
為達(da)到上述(shu)結構設計的基本要求，在(zai)焊接結構設計時應遵循以下(xia)原則(ze)。
①. 合理選擇和利用(yong)材(cai)料(liao)
所選用(yong)的金屬材料必須同(tong)時滿足(zu)使用(yong)性(xing)能(neng)和加工性(xing)能(neng)的要求，前者包括(kuo)強度、韌性(xing)、耐(nai)磨性(xing)、耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)、抗(kang)蠕變等性(xing)能(neng)；后者主要是焊接(jie)工藝性(xing)能(neng)。其(qi)次是其(qi)他冷、熱(re)加工的性(xing)能(neng)，如熱(re)切(qie)割、冷彎、熱(re)彎、切(qie)削及熱(re)處理等性(xing)能(neng)。
在(zai)結(jie)(jie)構(gou)上有(you)特殊(shu)要(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)部位可采用(yong)特種金(jin)(jin)屬材料(liao)，其余采用(yong)能(neng)滿足一般要(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)材料(liao)。對有(you)防腐蝕(shi)性要(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)，可采用(yong)以碳鋼(gang)為(wei)基體、以不銹鋼(gang)為(wei)工作面的(de)(de)復合鋼(gang)板或(huo)者在(zai)基體上堆焊(han)耐腐蝕(shi)層；對有(you)耐磨性要(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)，可在(zai)工作面上堆焊(han)耐磨合金(jin)(jin)或(huo)熱噴涂耐磨合金(jin)(jin)；應充分發揮能(neng)進行焊(han)接的(de)(de)異種金(jin)(jin)屬結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)特點。
在劃(hua)分結構零部件時(shi)，要考(kao)慮下料(liao)(liao)過程(cheng)中合理排料(liao)(liao)的可行性：以減少邊角余料(liao)(liao)，提高(gao)材料(liao)(liao)的利用率。
②. 合理設(she)計結構形式。
a. 根據強度和剛(gang)度要(yao)求，以最理想的(de)(de)受力狀態(tai)確定結構(gou)的(de)(de)幾(ji)何尺寸，不必去仿效(xiao)鉚(liu)接(jie)、鑄造(zao)、鍛造(zao)的(de)(de)結構(gou)形式(shi)。
b. 既要(yao)(yao)重視結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)整體設(she)計(ji)，也要(yao)(yao)重視結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)細(xi)部(bu)處(chu)理(li)(li)。這是因為焊接(jie)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)屬剛性連接(jie)的(de)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)，結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)整體性意味(wei)著任何部(bu)位(wei)的(de)構(gou)(gou)(gou)造都同(tong)等(deng)重要(yao)(yao)，許多焊接(jie)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)破(po)壞事故起源(yuan)于局部(bu)構(gou)(gou)(gou)造不合理(li)(li)的(de)薄(bo)弱環節處(chu)。對于應力復雜或應力集中(zhong)部(bu)位(wei)要(yao)(yao)慎重處(chu)理(li)(li)，如(ru)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)中(zhong)的(de)節點、斷面(mian)變(bian)化(hua)(hua)部(bu)位(wei)、焊接(jie)接(jie)頭形狀(zhuang)變(bian)化(hua)(hua)處(chu)等(deng)。
c. 要(yao)有利(li)于實(shi)現機(ji)械化和自動化焊接。應盡量采用(yong)簡(jian)單、平直的(de)(de)結構(gou)形(xing)式，減(jian)少短而(er)不規則的(de)(de)焊縫；避(bi)免(mian)采用(yong)難以彎制(zhi)或沖(chong)壓的(de)(de)具有復雜(za)空間(jian)曲面的(de)(de)結構(gou)。
③. 減(jian)少焊接量。
盡量(liang)多選用(yong)軋制型(xing)材以減少焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)，還可(ke)以利用(yong)沖壓(ya)件(jian)(jian)代(dai)替一部分焊(han)(han)(han)(han)接(jie)件(jian)(jian)；結構形(xing)狀(zhuang)復雜，角焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)多且密集的部位，可(ke)用(yong)鑄鋼(gang)件(jian)(jian)代(dai)替；必要時可(ke)以適(shi)當增加(jia)壁(bi)厚，以減少或(huo)取(qu)消加(jia)強筋板，從而減少焊(han)(han)(han)(han)接(jie)工作量(liang)。對(dui)于(yu)角焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)，在保證強度要求(qiu)的前提下，盡可(ke)能(neng)用(yong)最小的焊(han)(han)(han)(han)腳尺寸(cun)，因為焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)面積與焊(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(feng)，應在保證焊(han)(han)(han)(han)透的前提下選用(yong)填(tian)充金屬最少的坡口形(xing)式。
④. 合理(li)布置焊縫
有(you)(you)對(dui)(dui)稱軸(zhou)的(de)焊(han)接結構(gou)，焊(han)縫(feng)(feng)應(ying)對(dui)(dui)稱布置，或接近對(dui)(dui)稱軸(zhou)處(chu)，這有(you)(you)利于控制焊(han)接變形(xing)；要(yao)避免焊(han)縫(feng)(feng)交叉和(he)(he)密集(ji)，在結構(gou)上焊(han)縫(feng)(feng)交叉時，使重要(yao)焊(han)縫(feng)(feng)連續，讓(rang)次要(yao)焊(han)縫(feng)(feng)中斷，這有(you)(you)利于重要(yao)焊(han)縫(feng)(feng)實(shi)現自(zi)動焊(han)，保(bao)證其(qi)焊(han)接質量；盡可能使焊(han)縫(feng)(feng)避開高應(ying)力(li)部位、應(ying)力(li)集(ji)中處(chu)、機(ji)械加工面和(he)(he)需(xu)要(yao)變質處(chu)理的(de)表面等。
⑤. 施工(gong)方便
必(bi)須使(shi)結構(gou)上(shang)每條(tiao)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)都能施焊(han)(han)(han)和方(fang)便質量(liang)(liang)檢驗(yan)(yan)，焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)周圍要留有足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)和質量(liang)(liang)檢驗(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)操作(zuo)(zuo)空間；盡量(liang)(liang)使(shi)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)都能在工(gong)廠中焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)，減少現場的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)量(liang)(liang)；減少手工(gong)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)量(liang)(liang)，擴大(da)自動焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)量(liang)(liang)；對雙面焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)，操作(zuo)(zuo)方(fang)便的(de)(de)(de)(de)(de)一面用大(da)坡(po)口(kou)，施焊(han)(han)(han)條(tiao)件差的(de)(de)(de)(de)(de)一面用小坡(po)口(kou)，必(bi)要時改用單面焊(han)(han)(han)雙面成形的(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)頭坡(po)口(kou)形式和焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)工(gong)藝。盡量(liang)(liang)減少仰焊(han)(han)(han)或立焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)，這樣的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)勞動條(tiao)件差，不易保證質量(liang)(liang)，而(er)且(qie)生(sheng)產率(lv)低。
⑥. 有(you)利于(yu)生產組織和管理(li)
大型焊(han)接結構(gou)采用(yong)部(bu)件(jian)組裝(zhuang)的生產方式有利于組織和管理。因(yin)此，設(she)計大型焊(han)接結構(gou)時(shi)(shi)，要(yao)進(jin)行合理分(fen)段。分(fen)段時(shi)(shi)，一般要(yao)綜合考(kao)慮起(qi)重(zhong)運輸條件(jian)、焊(han)接變形的控(kong)制、焊(han)后(hou)熱(re)處理、機械加工、質量檢驗和總裝(zhuang)配等因(yin)素。
此外，應注意結(jie)構形式(shi)對焊(han)接(jie)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響，盡量(liang)減少焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)(de)(de)數量(liang)，焊(han)接(jie)坡(po)口寸應盡可能小，，焊(han)縫(feng)之間要保持(chi)一定(ding)距離以防止焊(han)縫(feng)集(ji)中，保證(zheng)焊(han)接(jie)工藝的(de)(de)(de)(de)可實(shi)施性，，在可能的(de)(de)(de)(de)情況下采(cai)用低(di)匹配的(de)(de)(de)(de)焊(han)縫(feng)，防止焊(han)接(jie)接(jie)頭強度過高而塑性、韌(ren)性不足。
不同(tong)(tong)結(jie)(jie)構(gou)形(xing)式的(de)(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)，拘束(shu)度不同(tong)(tong)，，反(fan)映不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)受(shou)(shou)力狀(zhuang)(zhuang)態(tai)。因此，在不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)受(shou)(shou)力狀(zhuang)(zhuang)態(tai)下，對材質和焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)(de)性能應有不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)要求(qiu)。結(jie)(jie)構(gou)形(xing)式設(she)計(ji)(ji)得正(zheng)確與(yu)(yu)否，不僅體(ti)現(xian)在整體(ti)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)可(ke)靠(kao)性上，還體(ti)現(xian)在焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)設(she)計(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)合理性上。另外，在接(jie)(jie)(jie)頭(tou)施焊(han)時，接(jie)(jie)(jie)頭(tou)與(yu)(yu)結(jie)(jie)構(gou)整體(ti)應匹配。焊(han)接(jie)(jie)(jie)結(jie)(jie)構(gou)設(she)計(ji)(ji)應注意(yi)的(de)(de)(de)(de)工藝條件如下。
a. 根據結構(gou)的(de)技術條件，找出最優的(de)焊(han)接(jie)方法。甚至可根據具體的(de)結構(gou)特點分(fen)析實現焊(han)接(jie)工藝的(de)難易程度(du)，改變(bian)設計(ji)方案。
b. 結構設計(ji)時，必須(xu)考慮焊接(jie)(jie)工(gong)藝的可行性(xing)，各種檢測的可行性(xing)，焊接(jie)(jie)變形是否(fou)易于(yu)控(kong)制，焊工(gong)操作是否(fou)方便、安(an)全，能否(fou)保證焊接(jie)(jie)質量。
c. 選(xuan)(xuan)擇(ze)結(jie)構(gou)形式時，要考慮減小拘束(shu)度，提高(gao)抗裂性(xing)(xing)。同時也(ye)要考慮工(gong)作條(tiao)件(jian)(jian)，如介(jie)質條(tiao)件(jian)(jian)、溫度條(tiao)件(jian)(jian)和載荷條(tiao)件(jian)(jian)等對結(jie)構(gou)抗裂性(xing)(xing)的作用(yong)。在選(xuan)(xuan)擇(ze)焊(han)接材(cai)料(liao)時，可以(yi)選(xuan)(xuan)擇(ze)低匹(pi)配的焊(han)接材(cai)料(liao)和高(gao)韌(ren)性(xing)(xing)的母(mu)材(cai)及焊(han)接材(cai)料(liao)，以(yi)提高(gao)結(jie)構(gou)的整(zheng)體(ti)性(xing)(xing)能。
d. 焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)是(shi)整個(ge)焊接(jie)(jie)結(jie)構件(jian)的(de)(de)(de)關鍵部(bu)(bu)分，直接(jie)(jie)關系到焊接(jie)(jie)結(jie)構的(de)(de)(de)質量(liang)好壞，因此，結(jie)構設(she)計(ji)時(shi)必須選用合(he)理的(de)(de)(de)接(jie)(jie)頭(tou)形式。接(jie)(jie)頭(tou)幾何形狀(zhuang)應(ying)盡可能不干擾應(ying)力分布，避免截面(mian)上有突(tu)變的(de)(de)(de)接(jie)(jie)頭(tou)，特別是(shi)在疲(pi)勞(lao)工作條(tiao)件(jian)下更應(ying)注意。對(dui)非等厚(hou)截面(mian)的(de)(de)(de)對(dui)接(jie)(jie)焊縫(feng)，接(jie)(jie)頭(tou)設(she)計(ji)時(shi)應(ying)使(shi)(shi)兩條(tiao)中心線對(dui)直（圖(tu)6-3(a));把較厚(hou)部(bu)(bu)分加(jia)工到與較薄部(bu)(bu)分厚(hou)度相(xiang)同（圖(tu)6-3(b));或采(cai)用堆焊使(shi)(shi)焊接(jie)(jie)區形成平(ping)滑過渡（圖(tu)6-3(c)).接(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)應(ying)力集(ji)中系數(shu)越(yue)高，對(dui)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)平(ping)滑和逐(zhu)漸(jian)過渡的(de)(de)(de)要求(qiu)就越(yue)高。
焊(han)(han)接(jie)(jie)件(jian)在制造過程中的(de)(de)組(zu)裝精度(du)也影響焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)性(xing)能。應考(kao)慮連接(jie)(jie)板的(de)(de)幾何形狀，避(bi)免在有應力(li)疊加或應力(li)集中的(de)(de)區(qu)域布置焊(han)(han)縫，若不可避(bi)免，則(ze)應作特(te)殊考(kao)慮。為(wei)了易于(yu)預熱、焊(han)(han)接(jie)(jie)、焊(han)(han)后熱處理以及(ji)無損探傷，對(dui)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭最好由(you)相同厚度(du)的(de)(de)工件(jian)制成。
3. 焊接結構設計(ji)的一(yi)般(ban)程序
新產(chan)品焊(han)接結構(gou)的(de)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)是(shi)指從市場調研(yan)到產(chan)品定下生產(chan)的(de)全過(guo)程(cheng)。焊(han)接結構(gou)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)的(de)一(yi)般(ban)程(cheng)序包括決策、設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)、試制、定型生產(chan)和(he)持續改(gai)進幾個階(jie)段(duan)。其中結構(gou)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)階(jie)段(duan)的(de)工(gong)(gong)作(zuo)內容(rong)主(zhu)要是(shi)根(gen)據設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)任務書，對(dui)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)對(dui)象進行具體結構(gou)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)和(he)計(ji)(ji)(ji)算以及作(zuo)必要的(de)試驗，完(wan)成圖(tu)樣繪制和(he)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)文件的(de)編(bian)制等。大型復雜產(chan)品的(de)結構(gou)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)一(yi)般(ban)又分初步(bu)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)、技(ji)術設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)和(he)工(gong)(gong)作(zuo)圖(tu)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)三個工(gong)(gong)作(zuo)階(jie)段(duan)。
4. 焊(han)接結構設計的評審
焊(han)接結構設(she)(she)計的(de)(de)評(ping)(ping)審(shen)是(shi)質量(liang)控制中的(de)(de)重要(yao)一環，目的(de)(de)是(shi)保(bao)證(zheng)設(she)(she)計質量(liang)，使(shi)之符合計劃任(ren)務書或合同書要(yao)求(qiu)(qiu)，設(she)(she)計與制造出(chu)滿足(zu)用戶要(yao)求(qiu)(qiu)的(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)。設(she)(she)計評(ping)(ping)審(shen)工作不(bu)局(ju)限在設(she)(she)計階(jie)(jie)段(duan)，它要(yao)持續到(dao)產(chan)(chan)品(pin)試制之后大批量(liang)投產(chan)(chan)之前(qian)。因為設(she)(she)計階(jie)(jie)段(duan)的(de)(de)成果仍停留在“圖(tu)紙(zhi)”上，只有通過試生產(chan)(chan)，變成成品(pin)后才能對整個產(chan)(chan)品(pin)設(she)(she)計做出(chu)全面的(de)(de)評(ping)(ping)價(jia)。
評審是(shi)由不直接參與(yu)產品設(she)計的(de)或不直接承擔設(she)計責(ze)任的(de)企業中各方面的(de)專家和有豐富經驗(yan)的(de)專業人員組成的(de)評審委員會組織進行。
