焊(han)接質量(liang)控(kong)制的內容(rong)很多，影響焊(han)接質量(liang)的因素及防止措(cuo)施更復(fu)雜。根據鍋爐、壓(ya)力(li)容(rong)器的生產和運(yun)行(xing)全過程，歸納(na)起來，焊(han)接質量(liang)控(kong)制的基本內容(rong)如圖6-1所示(shi)。
1. 結(jie)構設(she)計的基本(ben)要求(qiu)
所設(she)計的(de)焊接結(jie)構應滿(man)足(zu)實用性(xing)、可(ke)靠性(xing)、工藝性(xing)和經濟性(xing)等方面的(de)基本要求。
鍋爐(lu)、壓力容器的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)結(jie)構設計(ji)(ji)，應(ying)考慮有(you)利于進行焊(han)(han)接(jie)(jie)質量控制，此(ci)(ci)外要(yao)注意其(qi)他因素，如經(jing)濟性(xing)、可靠(kao)性(xing)和材(cai)料(liao)（母材(cai)、焊(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)）的(de)選(xuan)擇等。作為(wei)焊(han)(han)接(jie)(jie)結(jie)構的(de)設計(ji)(ji)，必須考慮其(qi)具體結(jie)構形(xing)式、技術條(tiao)件，此(ci)(ci)外，還應(ying)考慮材(cai)料(liao)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)性(xing)和焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)分布(bu)。結(jie)構設計(ji)(ji)不合理是(shi)造成(cheng)焊(han)(han)接(jie)(jie)結(jie)構破(po)壞的(de)主要(yao)原因。焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭性(xing)能與結(jie)構設計(ji)(ji)之間(jian)的(de)關系如圖6-2所示。
2. 焊接(jie)結構設計的原則(ze)
為達到上述結(jie)構設(she)計(ji)的基本要求，在(zai)焊接結(jie)構設(she)計(ji)時應遵循以下原則。
①. 合理選(xuan)擇和利用材料
所選用的金屬材(cai)料(liao)必(bi)須同時(shi)滿足使用性(xing)能(neng)和加工(gong)性(xing)能(neng)的要求，前者包括強度、韌性(xing)、耐磨性(xing)、耐腐蝕性(xing)、抗(kang)蠕變等性(xing)能(neng)；后(hou)者主(zhu)要是(shi)焊(han)接工(gong)藝性(xing)能(neng)。其次是(shi)其他冷(leng)、熱(re)加工(gong)的性(xing)能(neng)，如熱(re)切割(ge)、冷(leng)彎、熱(re)彎、切削及熱(re)處理等性(xing)能(neng)。
在(zai)結構(gou)上(shang)(shang)有(you)特(te)殊要(yao)求(qiu)的(de)部位可采用特(te)種金屬材(cai)料(liao)，其余采用能(neng)滿足一般(ban)要(yao)求(qiu)的(de)材(cai)料(liao)。對有(you)防(fang)腐蝕(shi)性要(yao)求(qiu)的(de)結構(gou)，可采用以碳(tan)鋼為基體、以不銹鋼為工作(zuo)面的(de)復合鋼板或者在(zai)基體上(shang)(shang)堆焊耐(nai)(nai)腐蝕(shi)層；對有(you)耐(nai)(nai)磨(mo)性要(yao)求(qiu)的(de)結構(gou)，可在(zai)工作(zuo)面上(shang)(shang)堆焊耐(nai)(nai)磨(mo)合金或熱噴涂耐(nai)(nai)磨(mo)合金；應充(chong)分發揮能(neng)進行焊接的(de)異種金屬結構(gou)的(de)特(te)點。
在劃分結(jie)構零部件時，要考慮下(xia)料(liao)(liao)過(guo)程中(zhong)合(he)理排料(liao)(liao)的(de)可行性：以(yi)減少邊角余料(liao)(liao)，提(ti)高材料(liao)(liao)的(de)利用率。
②. 合(he)理設計結構形式。
a. 根(gen)據強(qiang)度和剛度要求，以(yi)最理想的(de)(de)受力狀態確定結構的(de)(de)幾何尺寸，不(bu)必去仿效鉚接、鑄造(zao)、鍛造(zao)的(de)(de)結構形式。
b. 既要重視結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)整(zheng)體(ti)設計，也要重視結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)細(xi)部(bu)處(chu)理。這是因為焊(han)接(jie)(jie)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)屬剛(gang)性連接(jie)(jie)的(de)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)，結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)整(zheng)體(ti)性意(yi)味著任何部(bu)位的(de)構(gou)(gou)造都(dou)同等重要，許多焊(han)接(jie)(jie)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)破壞事(shi)故起(qi)源于局部(bu)構(gou)(gou)造不合理的(de)薄弱環節(jie)處(chu)。對于應力復雜(za)或(huo)應力集中(zhong)部(bu)位要慎重處(chu)理，如結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)中(zhong)的(de)節(jie)點、斷面變化部(bu)位、焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭形狀變化處(chu)等。
c. 要有利于實現機械(xie)化(hua)和自動(dong)化(hua)焊接。應(ying)盡量采(cai)用(yong)簡單、平直的結構形式，減少短而不規則的焊縫；避免采(cai)用(yong)難以彎制或沖壓的具(ju)有復雜空(kong)間曲面的結構。
③. 減少焊接(jie)量。
盡量多選用軋制型材以減(jian)少焊(han)(han)縫，還可以利(li)用沖(chong)壓件代替一(yi)部分焊(han)(han)接件；結構形(xing)狀復雜(za)，角(jiao)焊(han)(han)縫多且密(mi)集的(de)部位，可用鑄鋼件代替；必(bi)要時可以適(shi)當增加壁厚，以減(jian)少或取(qu)消加強(qiang)筋板，從而減(jian)少焊(han)(han)接工作量。對(dui)于(yu)角(jiao)焊(han)(han)縫，在保證強(qiang)度要求的(de)前(qian)提下，盡可能用最小的(de)焊(han)(han)腳尺寸，因(yin)為焊(han)(han)縫面積與焊(han)(han)腳高度的(de)平方成正比。對(dui)于(yu)坡(po)口焊(han)(han)縫，應在保證焊(han)(han)透的(de)前(qian)提下選用填充(chong)金(jin)屬(shu)最少的(de)坡(po)口形(xing)式。
④. 合理(li)布(bu)置(zhi)焊縫
有對(dui)稱(cheng)軸的焊(han)接結構，焊(han)縫應(ying)(ying)對(dui)稱(cheng)布(bu)置，或接近對(dui)稱(cheng)軸處，這有利(li)于(yu)控制焊(han)接變形；要(yao)避(bi)免焊(han)縫交(jiao)叉和(he)密集，在結構上焊(han)縫交(jiao)叉時，使重要(yao)焊(han)縫連續，讓(rang)次要(yao)焊(han)縫中斷，這有利(li)于(yu)重要(yao)焊(han)縫實現自動(dong)焊(han)，保證其焊(han)接質(zhi)量；盡(jin)可能使焊(han)縫避(bi)開(kai)高應(ying)(ying)力(li)部位、應(ying)(ying)力(li)集中處、機械加工面和(he)需(xu)要(yao)變質(zhi)處理的表(biao)面等。
⑤. 施工方便
必(bi)須使(shi)結構(gou)上每(mei)條(tiao)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)都能(neng)(neng)施焊(han)(han)(han)(han)和方便質量(liang)(liang)(liang)(liang)檢驗，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)周(zhou)圍要(yao)留有足夠的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)和質量(liang)(liang)(liang)(liang)檢驗的(de)(de)(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)空間；盡(jin)量(liang)(liang)(liang)(liang)使(shi)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)都能(neng)(neng)在(zai)工廠中焊(han)(han)(han)(han)接(jie)，減少現場的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)量(liang)(liang)(liang)(liang)；減少手工焊(han)(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)量(liang)(liang)(liang)(liang)，擴大自動(dong)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)量(liang)(liang)(liang)(liang)；對(dui)雙面(mian)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)，操(cao)作(zuo)方便的(de)(de)(de)(de)(de)一面(mian)用大坡口(kou)，施焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)件(jian)(jian)差(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)一面(mian)用小坡口(kou)，必(bi)要(yao)時改用單面(mian)焊(han)(han)(han)(han)雙面(mian)成形的(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)頭坡口(kou)形式和焊(han)(han)(han)(han)接(jie)工藝。盡(jin)量(liang)(liang)(liang)(liang)減少仰焊(han)(han)(han)(han)或立焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)，這樣的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)勞動(dong)條(tiao)件(jian)(jian)差(cha)，不易保證質量(liang)(liang)(liang)(liang)，而且生(sheng)產率低。
⑥. 有利于(yu)生產組織(zhi)和管理
大(da)型(xing)焊(han)(han)接(jie)結(jie)構(gou)采(cai)用部件(jian)組(zu)裝的(de)生產方式(shi)有利于組(zu)織和管理(li)。因此，設計大(da)型(xing)焊(han)(han)接(jie)結(jie)構(gou)時，要進行合理(li)分段(duan)。分段(duan)時，一般要綜(zong)合考慮起(qi)重運(yun)輸(shu)條件(jian)、焊(han)(han)接(jie)變形的(de)控(kong)制(zhi)、焊(han)(han)后熱處理(li)、機械加工、質量檢驗和總裝配等因素。
此外，應注(zhu)意結構形式對焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)質量(liang)(liang)的(de)(de)影響，盡量(liang)(liang)減少焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)數量(liang)(liang)，焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)坡口寸應盡可(ke)(ke)能小，，焊(han)(han)縫(feng)之(zhi)間要保(bao)持一定距離以防(fang)止(zhi)焊(han)(han)縫(feng)集(ji)中，保(bao)證焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)工藝的(de)(de)可(ke)(ke)實施性，，在可(ke)(ke)能的(de)(de)情況下采用低匹配(pei)的(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)，防(fang)止(zhi)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭強度過高(gao)而塑性、韌性不足(zu)。
不(bu)同結構形(xing)式(shi)的(de)(de)焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)，拘束度(du)不(bu)同，，反映(ying)不(bu)同的(de)(de)受力狀(zhuang)態(tai)。因此，在不(bu)同的(de)(de)受力狀(zhuang)態(tai)下，對材質和焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)性(xing)能(neng)應有不(bu)同的(de)(de)要求。結構形(xing)式(shi)設計(ji)(ji)得正確與否，不(bu)僅(jin)體現在整體結構的(de)(de)可靠性(xing)上(shang)，還體現在焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)設計(ji)(ji)的(de)(de)合理(li)性(xing)上(shang)。另外，在接(jie)(jie)(jie)頭(tou)施焊時，接(jie)(jie)(jie)頭(tou)與結構整體應匹配。焊接(jie)(jie)(jie)結構設計(ji)(ji)應注意的(de)(de)工藝(yi)條件如下。
a. 根據(ju)結構的(de)(de)技(ji)術條件，找出最優的(de)(de)焊接(jie)方(fang)法。甚至可根據(ju)具體的(de)(de)結構特點分析實現(xian)焊接(jie)工藝(yi)的(de)(de)難易程度，改(gai)變設計方(fang)案。
b. 結(jie)構設計(ji)時(shi)，必須考慮焊(han)(han)(han)接工(gong)藝的可行性，各種檢測的可行性，焊(han)(han)(han)接變(bian)形(xing)是否(fou)(fou)易于控制，焊(han)(han)(han)工(gong)操作是否(fou)(fou)方便、安全，能否(fou)(fou)保證焊(han)(han)(han)接質量。
c. 選擇(ze)結(jie)構形(xing)式時(shi)，要考(kao)慮減小(xiao)拘束度，提(ti)高抗(kang)裂性。同時(shi)也要考(kao)慮工(gong)作條(tiao)件(jian)，如介質條(tiao)件(jian)、溫度條(tiao)件(jian)和載荷條(tiao)件(jian)等對結(jie)構抗(kang)裂性的(de)作用。在選擇(ze)焊接材(cai)料時(shi)，可以(yi)選擇(ze)低匹配的(de)焊接材(cai)料和高韌(ren)性的(de)母材(cai)及焊接材(cai)料，以(yi)提(ti)高結(jie)構的(de)整體性能(neng)。
d. 焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)是(shi)(shi)整個焊(han)接(jie)(jie)(jie)結(jie)(jie)構(gou)(gou)件的(de)(de)(de)關(guan)鍵部分(fen)，直接(jie)(jie)(jie)關(guan)系到(dao)(dao)焊(han)接(jie)(jie)(jie)結(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)質(zhi)量好壞，因此，結(jie)(jie)構(gou)(gou)設(she)計(ji)時(shi)必(bi)須選用(yong)合理的(de)(de)(de)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(fen)布，避免截面上有突變的(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)，特別是(shi)(shi)在(zai)疲(pi)勞(lao)工(gong)作條件下更應(ying)注(zhu)意。對(dui)非等厚截面的(de)(de)(de)對(dui)接(jie)(jie)(jie)焊(han)縫，接(jie)(jie)(jie)頭(tou)設(she)計(ji)時(shi)應(ying)使兩條中心線對(dui)直（圖6-3(a));把較(jiao)厚部分(fen)加工(gong)到(dao)(dao)與較(jiao)薄部分(fen)厚度相同（圖6-3(b));或采(cai)用(yong)堆焊(han)使焊(han)接(jie)(jie)(jie)區(qu)形成平(ping)滑過(guo)渡(du)（圖6-3(c)).接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)應(ying)力集中系數越高(gao)，對(dui)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)平(ping)滑和(he)逐漸過(guo)渡(du)的(de)(de)(de)要求就(jiu)越高(gao)。
焊接(jie)(jie)件(jian)在制(zhi)造過程(cheng)中的(de)(de)組裝(zhuang)精(jing)度也影響(xiang)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)性能(neng)。應考慮連接(jie)(jie)板的(de)(de)幾(ji)何形狀，避免(mian)在有應力疊(die)加或應力集中的(de)(de)區域布置焊縫，若(ruo)不(bu)可避免(mian)，則應作特殊考慮。為了易于預熱、焊接(jie)(jie)、焊后熱處理以(yi)及無損探傷，對(dui)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭最好由相同(tong)厚度的(de)(de)工件(jian)制(zhi)成。
3. 焊接結構(gou)設(she)計的一(yi)般程序
新產品(pin)焊(han)(han)接結(jie)構(gou)的設(she)(she)(she)計(ji)(ji)是指從市場(chang)調研到(dao)產品(pin)定下生產的全過程(cheng)。焊(han)(han)接結(jie)構(gou)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)的一般程(cheng)序包括(kuo)決策、設(she)(she)(she)計(ji)(ji)、試制(zhi)、定型生產和(he)(he)持(chi)續改進幾個(ge)階(jie)段(duan)(duan)。其中結(jie)構(gou)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)階(jie)段(duan)(duan)的工(gong)作(zuo)內(nei)容主要是根據設(she)(she)(she)計(ji)(ji)任務書，對(dui)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)對(dui)象(xiang)進行具體結(jie)構(gou)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)和(he)(he)計(ji)(ji)算(suan)以(yi)及作(zuo)必要的試驗，完成圖樣繪制(zhi)和(he)(he)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)文件的編制(zhi)等。大型復雜產品(pin)的結(jie)構(gou)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)一般又(you)分初步設(she)(she)(she)計(ji)(ji)、技術(shu)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)和(he)(he)工(gong)作(zuo)圖設(she)(she)(she)計(ji)(ji)三個(ge)工(gong)作(zuo)階(jie)段(duan)(duan)。
4. 焊接(jie)結構設(she)計的評審
焊接結構設(she)計(ji)的(de)評審(shen)是質(zhi)量(liang)控(kong)制中的(de)重要(yao)(yao)一環，目(mu)的(de)是保證設(she)計(ji)質(zhi)量(liang)，使之符(fu)合計(ji)劃任務(wu)書或合同(tong)書要(yao)(yao)求，設(she)計(ji)與制造出滿足用(yong)戶(hu)要(yao)(yao)求的(de)產品(pin)。設(she)計(ji)評審(shen)工作不(bu)局限(xian)在設(she)計(ji)階段，它要(yao)(yao)持(chi)續(xu)到產品(pin)試制之后(hou)大批量(liang)投產之前(qian)。因為設(she)計(ji)階段的(de)成果仍停(ting)留(liu)在“圖紙”上，只有(you)通(tong)過試生產，變成成品(pin)后(hou)才能(neng)對整個產品(pin)設(she)計(ji)做出全面的(de)評價(jia)。
評審(shen)是(shi)由不(bu)直接(jie)參與產品設(she)計的(de)(de)或不(bu)直接(jie)承(cheng)擔設(she)計責任的(de)(de)企業(ye)中各方面的(de)(de)專家和(he)有豐富經驗的(de)(de)專業(ye)人員組(zu)成的(de)(de)評審(shen)委員會組(zu)織進(jin)行。
