焊接質量(liang)控制的(de)內容很多(duo)，影響焊接質量(liang)的(de)因素(su)及防止措施(shi)更(geng)復(fu)雜。根(gen)據(ju)鍋(guo)爐、壓力(li)容器(qi)的(de)生產和運行全過程，歸納起來，焊接質量(liang)控制的(de)基本內容如圖6-1所示。
1. 結構設計的(de)基本(ben)要求
所設計的焊接結構應滿足實用性、可靠性、工藝性和(he)經濟性等(deng)方(fang)面的基本(ben)要求。
鍋爐、壓力(li)容器的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)設(she)(she)計，應考慮有(you)利于進行焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)質量(liang)控制，此外(wai)要注意其(qi)他因素，如經濟性、可(ke)靠性和(he)材料(liao)(liao)（母(mu)材、焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)材料(liao)(liao)）的(de)(de)選(xuan)擇(ze)等。作為焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)設(she)(she)計，必須(xu)考慮其(qi)具(ju)體結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)形式、技術條件，此外(wai)，還(huan)應考慮材料(liao)(liao)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)性和(he)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)分布(bu)。結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)設(she)(she)計不合(he)理(li)是造成焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)破(po)壞(huai)的(de)(de)主要原因。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭性能與結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)設(she)(she)計之間的(de)(de)關(guan)系如圖6-2所示。
2. 焊接結構設(she)計的原則
為達到上述結構設計(ji)的基本要求，在焊接結構設計(ji)時應(ying)遵循以下原則。
①. 合理選擇和利用材料
所選(xuan)用的金屬(shu)材(cai)料必須同(tong)時滿足使(shi)用性(xing)(xing)能(neng)(neng)和加工(gong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)的要(yao)求，前(qian)者包括(kuo)強度、韌性(xing)(xing)、耐磨性(xing)(xing)、耐腐(fu)蝕性(xing)(xing)、抗蠕變等性(xing)(xing)能(neng)(neng)；后者主(zhu)要(yao)是(shi)(shi)焊接工(gong)藝性(xing)(xing)能(neng)(neng)。其次是(shi)(shi)其他冷、熱(re)加工(gong)的性(xing)(xing)能(neng)(neng)，如(ru)熱(re)切割、冷彎、熱(re)彎、切削及熱(re)處(chu)理等性(xing)(xing)能(neng)(neng)。
在(zai)結(jie)構上有特殊要(yao)(yao)求的(de)部(bu)位可(ke)采用特種金屬材料，其余采用能滿(man)足一(yi)般要(yao)(yao)求的(de)材料。對有防腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性要(yao)(yao)求的(de)結(jie)構，可(ke)采用以(yi)碳鋼為基體、以(yi)不銹鋼為工作面的(de)復合鋼板或者在(zai)基體上堆(dui)焊耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)層；對有耐(nai)磨(mo)性要(yao)(yao)求的(de)結(jie)構，可(ke)在(zai)工作面上堆(dui)焊耐(nai)磨(mo)合金或熱噴涂(tu)耐(nai)磨(mo)合金；應(ying)充分(fen)發揮能進行焊接的(de)異種金屬結(jie)構的(de)特點。
在劃(hua)分結構零部件時，要考(kao)慮下料(liao)過(guo)程中合理(li)排料(liao)的可行性(xing)：以減少邊角余料(liao)，提高(gao)材(cai)料(liao)的利用(yong)率。
②. 合理設(she)計(ji)結構形式。
a. 根據(ju)強度(du)和剛度(du)要求，以最理想(xiang)的(de)受(shou)力狀態確定結構(gou)(gou)的(de)幾何尺寸，不必去仿效鉚接、鑄造、鍛造的(de)結構(gou)(gou)形(xing)式。
b. 既要(yao)重(zhong)(zhong)(zhong)視結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)整體設計(ji)，也(ye)要(yao)重(zhong)(zhong)(zhong)視結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)細部(bu)處(chu)理(li)。這(zhe)是(shi)因為焊(han)接(jie)結(jie)構(gou)(gou)屬(shu)剛性(xing)連接(jie)的(de)(de)結(jie)構(gou)(gou)，結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)整體性(xing)意味著任(ren)何部(bu)位的(de)(de)構(gou)(gou)造都(dou)同等(deng)重(zhong)(zhong)(zhong)要(yao)，許多(duo)焊(han)接(jie)結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)破壞事故(gu)起源于(yu)局(ju)部(bu)構(gou)(gou)造不合理(li)的(de)(de)薄弱(ruo)環節處(chu)。對于(yu)應力復(fu)雜(za)或(huo)應力集中部(bu)位要(yao)慎重(zhong)(zhong)(zhong)處(chu)理(li)，如結(jie)構(gou)(gou)中的(de)(de)節點、斷面變化部(bu)位、焊(han)接(jie)接(jie)頭形狀變化處(chu)等(deng)。
c. 要有(you)利于實現機械(xie)化和自動化焊接。應盡量(liang)采用(yong)簡單、平直的結(jie)構(gou)形式，減少短而不規則的焊縫(feng)；避免(mian)采用(yong)難以彎制或沖(chong)壓的具有(you)復雜空(kong)間(jian)曲面的結(jie)構(gou)。
③. 減少(shao)焊(han)接量。
盡量多選(xuan)用(yong)軋制型材以(yi)(yi)減少(shao)(shao)(shao)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)，還(huan)可(ke)以(yi)(yi)利用(yong)沖(chong)壓(ya)件(jian)代替(ti)一(yi)部分焊(han)(han)(han)接件(jian)；結構形狀復雜，角焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)多且(qie)密集(ji)的(de)(de)部位，可(ke)用(yong)鑄鋼件(jian)代替(ti)；必要時可(ke)以(yi)(yi)適當增加壁厚，以(yi)(yi)減少(shao)(shao)(shao)或(huo)取消加強(qiang)筋(jin)板，從(cong)而減少(shao)(shao)(shao)焊(han)(han)(han)接工(gong)作量。對于(yu)(yu)角焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)，在保證強(qiang)度要求的(de)(de)前提下，盡可(ke)能用(yong)最(zui)小的(de)(de)焊(han)(han)(han)腳尺寸(cun)，因為焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)面積與焊(han)(han)(han)腳高度的(de)(de)平方成正(zheng)比。對于(yu)(yu)坡口焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)，應在保證焊(han)(han)(han)透的(de)(de)前提下選(xuan)用(yong)填(tian)充(chong)金(jin)屬最(zui)少(shao)(shao)(shao)的(de)(de)坡口形式。
④. 合理布置焊縫
有(you)對稱軸的(de)焊(han)接(jie)結(jie)構，焊(han)縫(feng)(feng)應(ying)對稱布置，或接(jie)近對稱軸處，這有(you)利于控(kong)制焊(han)接(jie)變形(xing)；要避(bi)免(mian)焊(han)縫(feng)(feng)交叉和(he)密集，在結(jie)構上焊(han)縫(feng)(feng)交叉時，使重(zhong)要焊(han)縫(feng)(feng)連續，讓次要焊(han)縫(feng)(feng)中斷，這有(you)利于重(zhong)要焊(han)縫(feng)(feng)實(shi)現自(zi)動焊(han)，保(bao)證其焊(han)接(jie)質量(liang)；盡可能使焊(han)縫(feng)(feng)避(bi)開高應(ying)力部位、應(ying)力集中處、機械加工面和(he)需要變質處理的(de)表面等(deng)。
⑤. 施工(gong)方便(bian)
必(bi)須使結構上(shang)每條焊(han)(han)縫(feng)(feng)都能(neng)施焊(han)(han)和方(fang)便質量(liang)(liang)(liang)(liang)檢(jian)驗(yan)，焊(han)(han)縫(feng)(feng)周圍要留(liu)有足夠的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)和質量(liang)(liang)(liang)(liang)檢(jian)驗(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)操(cao)作空間；盡(jin)量(liang)(liang)(liang)(liang)使焊(han)(han)縫(feng)(feng)都能(neng)在工(gong)廠中焊(han)(han)接(jie)，減少現場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)量(liang)(liang)(liang)(liang)；減少手工(gong)焊(han)(han)接(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作量(liang)(liang)(liang)(liang)，擴(kuo)大(da)自動焊(han)(han)接(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作量(liang)(liang)(liang)(liang)；對雙面焊(han)(han)縫(feng)(feng)，操(cao)作方(fang)便的(de)(de)(de)(de)(de)一面用大(da)坡口，施焊(han)(han)條件(jian)差的(de)(de)(de)(de)(de)一面用小坡口，必(bi)要時改用單(dan)面焊(han)(han)雙面成形的(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)頭坡口形式和焊(han)(han)接(jie)工(gong)藝(yi)。盡(jin)量(liang)(liang)(liang)(liang)減少仰焊(han)(han)或立焊(han)(han)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)(feng)，這樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)(feng)勞(lao)動條件(jian)差，不(bu)易保(bao)證(zheng)質量(liang)(liang)(liang)(liang)，而且生產率低。
⑥. 有利于生產(chan)組織和管理
大(da)型(xing)焊接(jie)結構采用部件組(zu)裝(zhuang)(zhuang)的生產方式有利于組(zu)織和管(guan)理(li)(li)。因(yin)此，設計(ji)大(da)型(xing)焊接(jie)結構時(shi)(shi)，要(yao)進行合理(li)(li)分段。分段時(shi)(shi)，一般要(yao)綜合考(kao)慮起重運輸條件、焊接(jie)變形的控(kong)制、焊后熱處理(li)(li)、機(ji)械加工、質量檢(jian)驗和總裝(zhuang)(zhuang)配等因(yin)素。
此外，應注意結構(gou)形式對焊(han)(han)接(jie)(jie)質量的(de)影響，盡(jin)量減(jian)少焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)數(shu)量，焊(han)(han)接(jie)(jie)坡(po)口寸應盡(jin)可(ke)能小，，焊(han)(han)縫(feng)(feng)之(zhi)間要保持一定距離以防止(zhi)焊(han)(han)縫(feng)(feng)集中，保證焊(han)(han)接(jie)(jie)工藝的(de)可(ke)實施(shi)性，，在(zai)可(ke)能的(de)情況(kuang)下(xia)采(cai)用(yong)低匹配(pei)的(de)焊(han)(han)縫(feng)(feng)，防止(zhi)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)強(qiang)度過高而(er)塑性、韌性不足。
不(bu)同結(jie)(jie)構(gou)形(xing)式的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)，拘束度不(bu)同，，反映不(bu)同的(de)(de)受(shou)(shou)力(li)狀態(tai)(tai)。因此，在不(bu)同的(de)(de)受(shou)(shou)力(li)狀態(tai)(tai)下，對材質和焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)性(xing)能(neng)應有不(bu)同的(de)(de)要(yao)求(qiu)。結(jie)(jie)構(gou)形(xing)式設(she)計(ji)得正確與(yu)否(fou)，不(bu)僅(jin)體(ti)現在整體(ti)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)可靠(kao)性(xing)上，還體(ti)現在焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)設(she)計(ji)的(de)(de)合理(li)性(xing)上。另外，在接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)施焊(han)(han)時，接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)與(yu)結(jie)(jie)構(gou)整體(ti)應匹配。焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)結(jie)(jie)構(gou)設(she)計(ji)應注意(yi)的(de)(de)工藝條件(jian)如下。
a. 根據(ju)(ju)結構(gou)的(de)技術條件(jian)，找出最優的(de)焊接方(fang)法。甚至可根據(ju)(ju)具體(ti)的(de)結構(gou)特(te)點(dian)分析實現(xian)焊接工(gong)藝的(de)難易程度，改變設計(ji)方(fang)案(an)。
b. 結構設(she)計時(shi)，必須(xu)考(kao)慮(lv)焊(han)(han)接(jie)工藝的可行性(xing)，各種檢測的可行性(xing)，焊(han)(han)接(jie)變形是否易于(yu)控制(zhi)，焊(han)(han)工操作是否方便(bian)、安全，能否保證焊(han)(han)接(jie)質量。
c. 選擇(ze)(ze)結構(gou)形(xing)式時，要考(kao)慮(lv)減小拘(ju)束(shu)度，提(ti)高抗(kang)裂性。同(tong)時也(ye)要考(kao)慮(lv)工作(zuo)條(tiao)件(jian)，如(ru)介質(zhi)條(tiao)件(jian)、溫度條(tiao)件(jian)和載(zai)荷條(tiao)件(jian)等對結構(gou)抗(kang)裂性的作(zuo)用。在選擇(ze)(ze)焊(han)(han)接(jie)材(cai)料時，可以(yi)選擇(ze)(ze)低匹配的焊(han)(han)接(jie)材(cai)料和高韌(ren)性的母材(cai)及(ji)焊(han)(han)接(jie)材(cai)料，以(yi)提(ti)高結構(gou)的整體(ti)性能。
d. 焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)是(shi)整個焊(han)(han)(han)接(jie)結構(gou)件(jian)的(de)關鍵部(bu)分，直(zhi)接(jie)關系到(dao)焊(han)(han)(han)接(jie)結構(gou)的(de)質量(liang)好(hao)壞，因此，結構(gou)設計時必須選用合理的(de)接(jie)頭(tou)形式。接(jie)頭(tou)幾何形狀應(ying)(ying)盡可能不干擾應(ying)(ying)力分布(bu)，避免截面上有突(tu)變(bian)的(de)接(jie)頭(tou)，特(te)別是(shi)在(zai)疲勞工作條(tiao)件(jian)下更(geng)應(ying)(ying)注意。對非等厚(hou)截面的(de)對接(jie)焊(han)(han)(han)縫，接(jie)頭(tou)設計時應(ying)(ying)使(shi)兩條(tiao)中(zhong)心線對直(zhi)（圖6-3(a));把較厚(hou)部(bu)分加工到(dao)與較薄部(bu)分厚(hou)度相同（圖6-3(b));或(huo)采(cai)用堆焊(han)(han)(han)使(shi)焊(han)(han)(han)接(jie)區形成(cheng)平(ping)滑過渡(du)（圖6-3(c)).接(jie)頭(tou)的(de)應(ying)(ying)力集中(zhong)系數越高(gao)，對接(jie)頭(tou)的(de)平(ping)滑和逐漸過渡(du)的(de)要求(qiu)就(jiu)越高(gao)。
焊(han)(han)接(jie)件(jian)在制造過程中的組裝精度(du)(du)也影響焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的性能。應(ying)(ying)考(kao)慮連接(jie)板的幾何形狀，避(bi)免在有(you)應(ying)(ying)力疊(die)加或應(ying)(ying)力集中的區域布置焊(han)(han)縫，若不可避(bi)免，則應(ying)(ying)作特(te)殊考(kao)慮。為了易于預熱(re)、焊(han)(han)接(jie)、焊(han)(han)后熱(re)處理以及無損探傷(shang)，對接(jie)接(jie)頭最好由相同厚(hou)度(du)(du)的工件(jian)制成。
3. 焊(han)接(jie)結(jie)構(gou)設計的一般程序
新(xin)產(chan)品焊接(jie)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)設(she)(she)(she)計是指(zhi)從(cong)市(shi)場調(diao)研到產(chan)品定(ding)下生產(chan)的(de)全過程。焊接(jie)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)設(she)(she)(she)計的(de)一(yi)般(ban)程序(xu)包括決策、設(she)(she)(she)計、試制、定(ding)型生產(chan)和(he)持續改進幾個階段(duan)。其中結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)設(she)(she)(she)計階段(duan)的(de)工作(zuo)內容主要是根(gen)據設(she)(she)(she)計任(ren)務書，對(dui)設(she)(she)(she)計對(dui)象進行具體結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)設(she)(she)(she)計和(he)計算以及作(zuo)必要的(de)試驗(yan)，完(wan)成圖(tu)樣繪制和(he)設(she)(she)(she)計文件(jian)的(de)編(bian)制等。大(da)型復雜產(chan)品的(de)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)設(she)(she)(she)計一(yi)般(ban)又分初步設(she)(she)(she)計、技(ji)術設(she)(she)(she)計和(he)工作(zuo)圖(tu)設(she)(she)(she)計三(san)個工作(zuo)階段(duan)。
4. 焊接結(jie)構設計的評審(shen)
焊接結構設(she)(she)計(ji)的(de)(de)(de)評(ping)審是(shi)質(zhi)量(liang)控(kong)制中的(de)(de)(de)重要一環，目的(de)(de)(de)是(shi)保證(zheng)設(she)(she)計(ji)質(zhi)量(liang)，使之(zhi)符合(he)(he)計(ji)劃(hua)任(ren)務書或合(he)(he)同(tong)書要求，設(she)(she)計(ji)與制造出滿足用戶要求的(de)(de)(de)產(chan)(chan)品。設(she)(she)計(ji)評(ping)審工作(zuo)不局限在設(she)(she)計(ji)階(jie)段，它要持續到產(chan)(chan)品試(shi)制之(zhi)后(hou)大批量(liang)投(tou)產(chan)(chan)之(zhi)前。因為設(she)(she)計(ji)階(jie)段的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)果(guo)仍停留在“圖紙”上(shang)，只(zhi)有(you)通過試(shi)生產(chan)(chan)，變成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)品后(hou)才能(neng)對整個(ge)產(chan)(chan)品設(she)(she)計(ji)做出全(quan)面的(de)(de)(de)評(ping)價(jia)。
評(ping)審(shen)是由(you)不直接(jie)參與產品設計的或不直接(jie)承擔設計責任的企(qi)業中各方面的專家和(he)有豐富(fu)經驗(yan)的專業人員(yuan)組(zu)成的評(ping)審(shen)委員(yuan)會(hui)組(zu)織進行。
