焊接質量控(kong)(kong)制的內(nei)容(rong)很多，影響(xiang)焊接質量的因素及防止(zhi)措施(shi)更復雜。根據(ju)鍋爐、壓力容(rong)器(qi)的生產和運行全過程(cheng)，歸納(na)起來(lai)，焊接質量控(kong)(kong)制的基本(ben)內(nei)容(rong)如圖6-1所示。
1. 結(jie)構設計的(de)基本要求
所設計(ji)的(de)(de)焊接結構應滿足實用性、可靠性、工(gong)藝性和(he)經濟性等方(fang)面的(de)(de)基本要(yao)求(qiu)。
鍋爐、壓(ya)力容器的(de)(de)焊(han)接結(jie)構設計(ji)，應考(kao)(kao)慮(lv)有利于進行(xing)焊(han)接質量(liang)控制，此(ci)外要注(zhu)意其他因(yin)(yin)素，如經(jing)濟性、可(ke)靠性和(he)材(cai)(cai)料(liao)（母材(cai)(cai)、焊(han)接材(cai)(cai)料(liao)）的(de)(de)選擇(ze)等。作(zuo)為焊(han)接結(jie)構的(de)(de)設計(ji)，必須考(kao)(kao)慮(lv)其具體結(jie)構形式、技術(shu)條件，此(ci)外，還(huan)應考(kao)(kao)慮(lv)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)焊(han)接性和(he)焊(han)接接頭(tou)的(de)(de)分布。結(jie)構設計(ji)不合理(li)是造成焊(han)接結(jie)構破壞的(de)(de)主要原因(yin)(yin)。焊(han)接接頭(tou)性能與結(jie)構設計(ji)之間的(de)(de)關系如圖6-2所示。
2. 焊接結(jie)構(gou)設計(ji)的原(yuan)則
為達到上述結構(gou)設(she)計的基本要求，在焊接結構(gou)設(she)計時(shi)應遵循(xun)以下原則。
①. 合理選(xuan)擇和利用材料
所選用(yong)的金屬(shu)材料必須同時(shi)滿足使用(yong)性(xing)(xing)能和加(jia)工性(xing)(xing)能的要求(qiu)，前者包括強度、韌性(xing)(xing)、耐磨性(xing)(xing)、耐腐蝕性(xing)(xing)、抗(kang)蠕變等性(xing)(xing)能；后者主要是(shi)(shi)焊(han)接工藝(yi)性(xing)(xing)能。其次是(shi)(shi)其他(ta)冷、熱(re)加(jia)工的性(xing)(xing)能，如熱(re)切(qie)割、冷彎、熱(re)彎、切(qie)削及熱(re)處理等性(xing)(xing)能。
在結(jie)(jie)(jie)構(gou)上(shang)有特殊要求(qiu)的(de)(de)(de)部位可(ke)采用(yong)特種金(jin)屬(shu)(shu)材(cai)料，其(qi)余(yu)采用(yong)能(neng)滿足一般要求(qiu)的(de)(de)(de)材(cai)料。對(dui)有防腐蝕(shi)性要求(qiu)的(de)(de)(de)結(jie)(jie)(jie)構(gou)，可(ke)采用(yong)以碳(tan)鋼(gang)為(wei)基(ji)體、以不(bu)銹(xiu)鋼(gang)為(wei)工(gong)作(zuo)面的(de)(de)(de)復合鋼(gang)板或者在基(ji)體上(shang)堆焊耐腐蝕(shi)層；對(dui)有耐磨(mo)(mo)性要求(qiu)的(de)(de)(de)結(jie)(jie)(jie)構(gou)，可(ke)在工(gong)作(zuo)面上(shang)堆焊耐磨(mo)(mo)合金(jin)或熱噴涂耐磨(mo)(mo)合金(jin)；應充分發(fa)揮(hui)能(neng)進行(xing)焊接的(de)(de)(de)異種金(jin)屬(shu)(shu)結(jie)(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)特點。
在(zai)劃分(fen)結構零部件時，要考慮下(xia)料過程中合(he)理(li)排(pai)料的可行性(xing)：以減少邊角余料，提高材料的利(li)用率。
②. 合理設計結(jie)構形式。
a. 根據強度和(he)剛度要求，以最理想的(de)(de)受(shou)力(li)狀態確定結(jie)構的(de)(de)幾何尺寸，不必去仿效鉚接、鑄造(zao)、鍛造(zao)的(de)(de)結(jie)構形式。
b. 既(ji)要重視結構(gou)(gou)(gou)的(de)(de)整體(ti)設計(ji)，也要重視結構(gou)(gou)(gou)的(de)(de)細部(bu)處(chu)(chu)理。這是因為焊(han)接(jie)結構(gou)(gou)(gou)屬剛性(xing)連接(jie)的(de)(de)結構(gou)(gou)(gou)，結構(gou)(gou)(gou)的(de)(de)整體(ti)性(xing)意味著任何部(bu)位的(de)(de)構(gou)(gou)(gou)造都同等重要，許(xu)多焊(han)接(jie)結構(gou)(gou)(gou)的(de)(de)破(po)壞事故起源于局部(bu)構(gou)(gou)(gou)造不合理的(de)(de)薄弱(ruo)環節處(chu)(chu)。對于應(ying)(ying)力復雜或應(ying)(ying)力集中部(bu)位要慎重處(chu)(chu)理，如結構(gou)(gou)(gou)中的(de)(de)節點、斷(duan)面變(bian)化部(bu)位、焊(han)接(jie)接(jie)頭形狀變(bian)化處(chu)(chu)等。
c. 要有利于(yu)實現機械(xie)化和自動化焊接。應盡量(liang)采用簡單、平(ping)直的(de)結構形(xing)式，減少短而不規則(ze)的(de)焊縫；避免(mian)采用難以(yi)彎制或沖壓的(de)具有復雜空間曲(qu)面(mian)的(de)結構。
③. 減少焊接量。
盡量多(duo)選用軋制型材以(yi)減少(shao)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)，還可以(yi)利用沖壓件(jian)(jian)代替(ti)一部分焊(han)(han)(han)接(jie)件(jian)(jian)；結構形狀復雜，角(jiao)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)多(duo)且密集(ji)的(de)(de)(de)部位，可用鑄(zhu)鋼(gang)件(jian)(jian)代替(ti)；必要(yao)時可以(yi)適當增加(jia)壁厚，以(yi)減少(shao)或取消加(jia)強(qiang)筋板，從而減少(shao)焊(han)(han)(han)接(jie)工作量。對于(yu)角(jiao)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)，在保證強(qiang)度(du)要(yao)求的(de)(de)(de)前(qian)提下(xia)，盡可能用最(zui)小的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)腳尺寸，因為焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)面積(ji)與焊(han)(han)(han)腳高度(du)的(de)(de)(de)平方成正比。對于(yu)坡口焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)，應在保證焊(han)(han)(han)透的(de)(de)(de)前(qian)提下(xia)選用填充金屬最(zui)少(shao)的(de)(de)(de)坡口形式。
④. 合理(li)布置焊縫
有(you)(you)對稱(cheng)軸的焊(han)(han)接(jie)結構(gou)，焊(han)(han)縫(feng)(feng)應(ying)對稱(cheng)布置，或(huo)接(jie)近對稱(cheng)軸處，這有(you)(you)利于(yu)控制焊(han)(han)接(jie)變形；要(yao)(yao)避免(mian)焊(han)(han)縫(feng)(feng)交叉(cha)和密集(ji)，在結構(gou)上焊(han)(han)縫(feng)(feng)交叉(cha)時，使重(zhong)要(yao)(yao)焊(han)(han)縫(feng)(feng)連(lian)續，讓次(ci)要(yao)(yao)焊(han)(han)縫(feng)(feng)中斷，這有(you)(you)利于(yu)重(zhong)要(yao)(yao)焊(han)(han)縫(feng)(feng)實(shi)現自(zi)動焊(han)(han)，保(bao)證其(qi)焊(han)(han)接(jie)質量(liang)；盡(jin)可能使焊(han)(han)縫(feng)(feng)避開高應(ying)力部位(wei)、應(ying)力集(ji)中處、機(ji)械加(jia)工(gong)面和需(xu)要(yao)(yao)變質處理的表面等(deng)。
⑤. 施工方便
必(bi)須使(shi)(shi)結構上(shang)每條(tiao)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)都(dou)能(neng)施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)和(he)方便(bian)(bian)質量(liang)檢驗，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)周圍(wei)要留(liu)有足夠的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接和(he)質量(liang)檢驗的(de)(de)(de)操作(zuo)空間(jian)；盡量(liang)使(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)都(dou)能(neng)在(zai)工廠(chang)中焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接，減(jian)(jian)少現場(chang)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接量(liang)；減(jian)(jian)少手(shou)工焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接的(de)(de)(de)工作(zuo)量(liang)，擴大(da)自動焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接的(de)(de)(de)工作(zuo)量(liang)；對雙面(mian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)，操作(zuo)方便(bian)(bian)的(de)(de)(de)一(yi)面(mian)用(yong)大(da)坡口(kou)，施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)件差的(de)(de)(de)一(yi)面(mian)用(yong)小坡口(kou)，必(bi)要時改(gai)用(yong)單面(mian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)雙面(mian)成形(xing)的(de)(de)(de)接頭坡口(kou)形(xing)式和(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接工藝。盡量(liang)減(jian)(jian)少仰焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)或立(li)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)，這樣的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)勞動條(tiao)件差，不易保證質量(liang)，而且(qie)生產(chan)率低。
⑥. 有利于生產組織和管理
大型焊接(jie)結(jie)(jie)構(gou)采(cai)用部(bu)件組(zu)裝的生產方式有利(li)于組(zu)織(zhi)和管理(li)(li)。因此(ci)，設計大型焊接(jie)結(jie)(jie)構(gou)時(shi)，要(yao)進行合理(li)(li)分段。分段時(shi)，一般要(yao)綜(zong)合考慮起重運輸(shu)條件、焊接(jie)變形(xing)的控(kong)制、焊后熱處理(li)(li)、機械加工、質(zhi)量(liang)檢驗和總裝配等因素(su)。
此外(wai)，應(ying)注意結構(gou)形式對焊(han)(han)(han)接(jie)質量的(de)影響，盡(jin)量減少焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)數量，焊(han)(han)(han)接(jie)坡口寸應(ying)盡(jin)可能小，，焊(han)(han)(han)縫之(zhi)間要保持一定(ding)距離以防止焊(han)(han)(han)縫集中，保證焊(han)(han)(han)接(jie)工藝的(de)可實(shi)施性，，在可能的(de)情況下(xia)采用低匹配(pei)的(de)焊(han)(han)(han)縫，防止焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭強(qiang)度過高而塑性、韌性不足。
不(bu)同結(jie)構形式的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)，拘(ju)束度不(bu)同，，反(fan)映不(bu)同的(de)(de)(de)受(shou)力(li)狀態。因此(ci)，在不(bu)同的(de)(de)(de)受(shou)力(li)狀態下，對材(cai)質和(he)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)性能應(ying)有(you)不(bu)同的(de)(de)(de)要求(qiu)。結(jie)構形式設計(ji)得正確與(yu)否，不(bu)僅體(ti)現在整體(ti)結(jie)構的(de)(de)(de)可靠性上(shang)，還體(ti)現在焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)設計(ji)的(de)(de)(de)合理性上(shang)。另外(wai)，在接(jie)(jie)頭(tou)施焊(han)時，接(jie)(jie)頭(tou)與(yu)結(jie)構整體(ti)應(ying)匹配(pei)。焊(han)接(jie)(jie)結(jie)構設計(ji)應(ying)注意(yi)的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)條件如(ru)下。
a. 根據(ju)結構(gou)的技術條件(jian)，找(zhao)出(chu)最(zui)優的焊接方(fang)法。甚至可根據(ju)具(ju)體的結構(gou)特點分析實現焊接工(gong)藝的難易程度，改變設計方(fang)案。
b. 結(jie)構(gou)設計時，必須考慮焊(han)接(jie)工藝的可行性，各種(zhong)檢測的可行性，焊(han)接(jie)變形是(shi)否(fou)易于控制，焊(han)工操作是(shi)否(fou)方便、安(an)全，能否(fou)保證焊(han)接(jie)質量。
c. 選(xuan)(xuan)擇結(jie)構形式(shi)時(shi)(shi)(shi)，要考慮(lv)減小拘束(shu)度(du)(du)，提高抗(kang)裂(lie)性(xing)。同(tong)時(shi)(shi)(shi)也要考慮(lv)工作條件(jian)，如(ru)介(jie)質條件(jian)、溫度(du)(du)條件(jian)和(he)載荷條件(jian)等對結(jie)構抗(kang)裂(lie)性(xing)的(de)(de)作用(yong)。在選(xuan)(xuan)擇焊接材(cai)料(liao)時(shi)(shi)(shi)，可以選(xuan)(xuan)擇低匹(pi)配的(de)(de)焊接材(cai)料(liao)和(he)高韌性(xing)的(de)(de)母材(cai)及(ji)焊接材(cai)料(liao)，以提高結(jie)構的(de)(de)整(zheng)體(ti)性(xing)能(neng)。
d. 焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)是(shi)整個焊(han)接(jie)(jie)(jie)結(jie)構件(jian)(jian)的關(guan)鍵部分，直接(jie)(jie)(jie)關(guan)系到(dao)焊(han)接(jie)(jie)(jie)結(jie)構的質量好壞，因此，結(jie)構設計時(shi)必須(xu)選用合理(li)的接(jie)(jie)(jie)頭(tou)形式。接(jie)(jie)(jie)頭(tou)幾何形狀應(ying)盡可能不干擾應(ying)力分布(bu)，避免(mian)截(jie)面上有突變的接(jie)(jie)(jie)頭(tou)，特別是(shi)在疲(pi)勞(lao)工作條(tiao)件(jian)(jian)下更應(ying)注意。對非等厚截(jie)面的對接(jie)(jie)(jie)焊(han)縫，接(jie)(jie)(jie)頭(tou)設計時(shi)應(ying)使兩條(tiao)中(zhong)心線對直（圖6-3(a));把(ba)較厚部分加工到(dao)與較薄部分厚度相同（圖6-3(b));或采用堆焊(han)使焊(han)接(jie)(jie)(jie)區形成平滑過渡（圖6-3(c)).接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的應(ying)力集中(zhong)系數越(yue)(yue)高，對接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的平滑和(he)逐漸過渡的要求(qiu)就越(yue)(yue)高。
焊(han)(han)接件(jian)在(zai)制造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)的組裝精度也影(ying)響焊(han)(han)接接頭的性(xing)能。應(ying)(ying)(ying)考(kao)(kao)慮連(lian)接板的幾何形狀，避免在(zai)有應(ying)(ying)(ying)力(li)疊加(jia)或(huo)應(ying)(ying)(ying)力(li)集中(zhong)(zhong)的區域布置焊(han)(han)縫，若(ruo)不可避免，則(ze)應(ying)(ying)(ying)作特殊考(kao)(kao)慮。為了易于預(yu)熱、焊(han)(han)接、焊(han)(han)后(hou)熱處理(li)以及無損(sun)探傷，對接接頭最好由相(xiang)同(tong)厚(hou)度的工件(jian)制成。
3. 焊接(jie)結構設計的一般程序
新產(chan)品(pin)焊接結(jie)(jie)(jie)構(gou)的(de)設(she)(she)計(ji)(ji)是指(zhi)從市場調(diao)研(yan)到產(chan)品(pin)定(ding)下生(sheng)產(chan)的(de)全過(guo)程。焊接結(jie)(jie)(jie)構(gou)設(she)(she)計(ji)(ji)的(de)一(yi)般程序(xu)包括決策、設(she)(she)計(ji)(ji)、試(shi)制、定(ding)型生(sheng)產(chan)和(he)(he)持續改進(jin)幾個階段(duan)。其(qi)中結(jie)(jie)(jie)構(gou)設(she)(she)計(ji)(ji)階段(duan)的(de)工作(zuo)(zuo)(zuo)內容(rong)主要(yao)是根據(ju)設(she)(she)計(ji)(ji)任務書(shu)，對設(she)(she)計(ji)(ji)對象進(jin)行具體結(jie)(jie)(jie)構(gou)設(she)(she)計(ji)(ji)和(he)(he)計(ji)(ji)算以及作(zuo)(zuo)(zuo)必要(yao)的(de)試(shi)驗(yan)，完成圖樣繪制和(he)(he)設(she)(she)計(ji)(ji)文(wen)件的(de)編制等(deng)。大(da)型復雜產(chan)品(pin)的(de)結(jie)(jie)(jie)構(gou)設(she)(she)計(ji)(ji)一(yi)般又分(fen)初步設(she)(she)計(ji)(ji)、技術設(she)(she)計(ji)(ji)和(he)(he)工作(zuo)(zuo)(zuo)圖設(she)(she)計(ji)(ji)三個工作(zuo)(zuo)(zuo)階段(duan)。
4. 焊接(jie)結構(gou)設計(ji)的評審
焊接(jie)結構設(she)計(ji)(ji)的評審是質(zhi)量控(kong)制中(zhong)的重(zhong)要一環，目的是保證設(she)計(ji)(ji)質(zhi)量，使之符合計(ji)(ji)劃(hua)任務書或合同(tong)書要求(qiu)，設(she)計(ji)(ji)與制造出滿足用戶要求(qiu)的產(chan)品。設(she)計(ji)(ji)評審工作不局限在(zai)設(she)計(ji)(ji)階(jie)段，它要持續到產(chan)品試(shi)制之后大(da)批量投產(chan)之前(qian)。因(yin)為(wei)設(she)計(ji)(ji)階(jie)段的成(cheng)(cheng)果仍停留在(zai)“圖紙”上(shang)，只有通(tong)過試(shi)生產(chan)，變成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)品后才能對整(zheng)個產(chan)品設(she)計(ji)(ji)做出全面(mian)的評價(jia)。
評審是由(you)不(bu)直接參與產品設(she)計的或不(bu)直接承擔設(she)計責任的企(qi)業中各方(fang)面的專家(jia)和有豐富(fu)經驗(yan)的專業人員組(zu)成(cheng)的評審委員會組(zu)織(zhi)進行。
