焊(han)(han)接質量(liang)(liang)控制的(de)(de)內容很多，影響焊(han)(han)接質量(liang)(liang)的(de)(de)因(yin)素及(ji)防止措施更復雜。根據鍋爐、壓力容器的(de)(de)生產(chan)和運行(xing)全過(guo)程，歸納起來，焊(han)(han)接質量(liang)(liang)控制的(de)(de)基(ji)本內容如圖6-1所示(shi)。
1. 結構設計(ji)的(de)基本(ben)要求
所設(she)計(ji)的(de)焊接(jie)結構(gou)應滿足實用性、可靠性、工藝性和經(jing)濟性等方面的(de)基本要求。
鍋爐、壓力容器的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)結(jie)(jie)構(gou)設(she)(she)計，應(ying)考慮(lv)有利于進行焊(han)(han)接(jie)質量控制，此外(wai)要(yao)注意(yi)其他因(yin)素，如(ru)經濟性(xing)(xing)、可靠性(xing)(xing)和材料(liao)（母材、焊(han)(han)接(jie)材料(liao)）的(de)(de)選(xuan)擇(ze)等。作為焊(han)(han)接(jie)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)設(she)(she)計，必須考慮(lv)其具體結(jie)(jie)構(gou)形式、技術(shu)條件，此外(wai)，還應(ying)考慮(lv)材料(liao)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)性(xing)(xing)和焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)分布。結(jie)(jie)構(gou)設(she)(she)計不合理是造(zao)成焊(han)(han)接(jie)結(jie)(jie)構(gou)破(po)壞的(de)(de)主要(yao)原因(yin)。焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭性(xing)(xing)能(neng)與結(jie)(jie)構(gou)設(she)(she)計之間的(de)(de)關系(xi)如(ru)圖6-2所示。
2. 焊接結構設計的原(yuan)則
為達到上述結(jie)構設(she)計(ji)的基本要求，在焊接結(jie)構設(she)計(ji)時(shi)應遵循以下原則。
①. 合理選擇和利用材料(liao)
所選(xuan)用(yong)的金屬材(cai)料(liao)必須同時(shi)滿足使(shi)用(yong)性能(neng)和加工性能(neng)的要(yao)求，前者(zhe)包括強(qiang)度、韌性、耐磨(mo)性、耐腐蝕性、抗蠕(ru)變等性能(neng)；后者(zhe)主要(yao)是焊(han)接(jie)工藝(yi)性能(neng)。其次(ci)是其他冷(leng)、熱加工的性能(neng)，如熱切割、冷(leng)彎(wan)、熱彎(wan)、切削及熱處理(li)等性能(neng)。
在(zai)結(jie)(jie)構(gou)上有(you)(you)特殊要(yao)求(qiu)的(de)(de)部位可采(cai)(cai)用特種金(jin)屬材料，其(qi)余(yu)采(cai)(cai)用能滿足一般要(yao)求(qiu)的(de)(de)材料。對有(you)(you)防腐蝕性(xing)要(yao)求(qiu)的(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)，可采(cai)(cai)用以(yi)碳鋼(gang)為(wei)基(ji)體(ti)(ti)、以(yi)不銹(xiu)鋼(gang)為(wei)工作(zuo)面的(de)(de)復合(he)(he)鋼(gang)板或者在(zai)基(ji)體(ti)(ti)上堆(dui)焊(han)耐腐蝕層；對有(you)(you)耐磨性(xing)要(yao)求(qiu)的(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)，可在(zai)工作(zuo)面上堆(dui)焊(han)耐磨合(he)(he)金(jin)或熱噴涂耐磨合(he)(he)金(jin)；應充分發揮能進(jin)行焊(han)接(jie)的(de)(de)異種金(jin)屬結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)特點。
在(zai)劃分結構零部件時，要考慮(lv)下料過程中合理排料的可行性：以減(jian)少邊(bian)角余料，提高材料的利用率。
②. 合理設計結構(gou)形式。
a. 根據強度和剛度要求，以最(zui)理(li)想(xiang)的受(shou)力狀態(tai)確(que)定(ding)結構的幾何尺(chi)寸，不必去(qu)仿效鉚(liu)接、鑄造、鍛造的結構形式。
b. 既要重視(shi)結(jie)(jie)構的(de)整體(ti)設計(ji)，也要重視(shi)結(jie)(jie)構的(de)細(xi)部(bu)處(chu)理。這是(shi)因為焊接結(jie)(jie)構屬(shu)剛(gang)性連接的(de)結(jie)(jie)構，結(jie)(jie)構的(de)整體(ti)性意味著任何部(bu)位(wei)(wei)的(de)構造都(dou)同等重要，許(xu)多焊接結(jie)(jie)構的(de)破壞(huai)事故(gu)起(qi)源于局部(bu)構造不合(he)理的(de)薄(bo)弱(ruo)環節處(chu)。對于應(ying)力復雜或應(ying)力集(ji)中部(bu)位(wei)(wei)要慎(shen)重處(chu)理，如(ru)結(jie)(jie)構中的(de)節點、斷面變化部(bu)位(wei)(wei)、焊接接頭形狀變化處(chu)等。
c. 要有利于實(shi)現機械化(hua)(hua)和自動化(hua)(hua)焊接(jie)。應盡量采(cai)用(yong)簡單、平直(zhi)的(de)(de)結(jie)構(gou)形(xing)式，減少短而不規則的(de)(de)焊縫；避免采(cai)用(yong)難以(yi)彎制或沖壓(ya)的(de)(de)具有復雜(za)空間曲面的(de)(de)結(jie)構(gou)。
③. 減少焊接(jie)量。
盡量多選(xuan)用(yong)(yong)軋制(zhi)型材以(yi)減(jian)少焊(han)(han)縫(feng)(feng)，還(huan)可(ke)(ke)以(yi)利(li)用(yong)(yong)沖壓件(jian)代替一部分焊(han)(han)接件(jian)；結構形(xing)狀復(fu)雜，角(jiao)焊(han)(han)縫(feng)(feng)多且密集的部位，可(ke)(ke)用(yong)(yong)鑄(zhu)鋼件(jian)代替；必要時可(ke)(ke)以(yi)適當增加壁厚，以(yi)減(jian)少或取消加強筋板，從(cong)而減(jian)少焊(han)(han)接工作(zuo)量。對(dui)(dui)于(yu)角(jiao)焊(han)(han)縫(feng)(feng)，在保證強度(du)要求的前提下，盡可(ke)(ke)能用(yong)(yong)最小的焊(han)(han)腳(jiao)尺寸，因為(wei)焊(han)(han)縫(feng)(feng)面積與焊(han)(han)腳(jiao)高(gao)度(du)的平(ping)方(fang)成正比。對(dui)(dui)于(yu)坡(po)口焊(han)(han)縫(feng)(feng)，應在保證焊(han)(han)透的前提下選(xuan)用(yong)(yong)填充金屬最少的坡(po)口形(xing)式。
④. 合理(li)布置焊縫(feng)
有對(dui)稱(cheng)軸的焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)結(jie)構，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)應(ying)對(dui)稱(cheng)布置，或(huo)接(jie)(jie)近(jin)對(dui)稱(cheng)軸處，這有利于控制(zhi)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)變形；要避(bi)免焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)交叉(cha)和密集(ji)，在結(jie)構上焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)交叉(cha)時，使重要焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)連續，讓次要焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中斷，這有利于重要焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)實現自動焊(han)(han)(han)(han)(han)，保證其焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)質量；盡可能使焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)避(bi)開高應(ying)力部位、應(ying)力集(ji)中處、機械(xie)加工面和需要變質處理的表面等。
⑤. 施(shi)工(gong)方便
必(bi)須使(shi)結(jie)構上每條焊(han)(han)(han)(han)(han)縫都能施焊(han)(han)(han)(han)(han)和方便質量(liang)檢(jian)驗(yan)，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫周圍要留有足夠的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)和質量(liang)檢(jian)驗(yan)的(de)(de)操作空間；盡(jin)量(liang)使(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫都能在(zai)工(gong)廠中焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)，減(jian)(jian)少(shao)現場的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)量(liang)；減(jian)(jian)少(shao)手工(gong)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)工(gong)作量(liang)，擴大(da)自動(dong)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)工(gong)作量(liang)；對雙(shuang)面焊(han)(han)(han)(han)(han)縫，操作方便的(de)(de)一(yi)面用(yong)(yong)大(da)坡(po)(po)口，施焊(han)(han)(han)(han)(han)條件差(cha)的(de)(de)一(yi)面用(yong)(yong)小(xiao)坡(po)(po)口，必(bi)要時改用(yong)(yong)單面焊(han)(han)(han)(han)(han)雙(shuang)面成形的(de)(de)接(jie)頭坡(po)(po)口形式和焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)工(gong)藝。盡(jin)量(liang)減(jian)(jian)少(shao)仰焊(han)(han)(han)(han)(han)或(huo)立焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫，這樣的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫勞(lao)動(dong)條件差(cha)，不易(yi)保證質量(liang)，而且生產率低。
⑥. 有(you)利于生產(chan)組織和管理
大型焊(han)接(jie)結構采用部件組裝(zhuang)的生產方式有(you)利于(yu)組織(zhi)和管理(li)(li)。因此，設(she)計(ji)大型焊(han)接(jie)結構時，要(yao)進行合理(li)(li)分段(duan)。分段(duan)時，一般要(yao)綜合考慮(lv)起重運(yun)輸條件、焊(han)接(jie)變形的控制、焊(han)后熱(re)處理(li)(li)、機械加(jia)工(gong)、質量(liang)檢驗和總裝(zhuang)配等因素。
此(ci)外，應(ying)(ying)注意結構形(xing)式對焊(han)(han)接質量的(de)影(ying)響，盡(jin)量減(jian)少焊(han)(han)接接頭(tou)的(de)數(shu)量，焊(han)(han)接坡(po)口(kou)寸(cun)應(ying)(ying)盡(jin)可能小，，焊(han)(han)縫之(zhi)間要保持一定距離以防止焊(han)(han)縫集中，保證(zheng)焊(han)(han)接工(gong)藝的(de)可實施性，，在可能的(de)情況下采用低匹配的(de)焊(han)(han)縫，防止焊(han)(han)接接頭(tou)強度過(guo)高而塑性、韌(ren)性不足。
不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)結構形式的焊(han)(han)接接頭，拘束度(du)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)，，反映不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)的受力狀態。因此(ci)，在(zai)(zai)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)的受力狀態下(xia)(xia)，對材質(zhi)和焊(han)(han)接接頭的性能(neng)應有不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)的要求。結構形式設計得(de)正確與否，不(bu)(bu)(bu)僅體現(xian)在(zai)(zai)整體結構的可靠性上(shang)，還(huan)體現(xian)在(zai)(zai)焊(han)(han)接接頭設計的合理性上(shang)。另外(wai)，在(zai)(zai)接頭施焊(han)(han)時，接頭與結構整體應匹配。焊(han)(han)接結構設計應注意的工藝條件如下(xia)(xia)。
a. 根(gen)據(ju)結構的技術條(tiao)件，找出最優的焊接(jie)(jie)方法。甚至(zhi)可根(gen)據(ju)具體的結構特點分析實現焊接(jie)(jie)工藝的難易程度，改變設計方案。
b. 結構設(she)計(ji)時，必須考慮焊(han)接(jie)工(gong)藝的(de)可(ke)行性，各種檢測的(de)可(ke)行性，焊(han)接(jie)變形是否(fou)易(yi)于控(kong)制，焊(han)工(gong)操作是否(fou)方便(bian)、安全，能否(fou)保證焊(han)接(jie)質量。
c. 選(xuan)擇結(jie)構(gou)形式(shi)時(shi)，要(yao)(yao)考慮(lv)減小拘束度，提(ti)高抗裂性(xing)。同時(shi)也要(yao)(yao)考慮(lv)工作條(tiao)件，如(ru)介質(zhi)條(tiao)件、溫度條(tiao)件和載荷條(tiao)件等對結(jie)構(gou)抗裂性(xing)的(de)(de)作用。在選(xuan)擇焊(han)(han)接(jie)(jie)材料時(shi)，可(ke)以選(xuan)擇低匹配的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)材料和高韌性(xing)的(de)(de)母材及焊(han)(han)接(jie)(jie)材料，以提(ti)高結(jie)構(gou)的(de)(de)整體性(xing)能。
d. 焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭是(shi)整個焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)結構件(jian)的(de)(de)(de)關鍵部分，直(zhi)接(jie)(jie)(jie)關系(xi)到焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)結構的(de)(de)(de)質(zhi)量好壞，因此(ci)，結構設(she)計時必須選(xuan)用(yong)合理的(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)頭形(xing)(xing)式。接(jie)(jie)(jie)頭幾何形(xing)(xing)狀應(ying)盡可能不干(gan)擾應(ying)力(li)分布，避免(mian)截(jie)面(mian)上有突(tu)變的(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)頭，特別是(shi)在疲勞(lao)工作(zuo)條件(jian)下(xia)更應(ying)注意。對(dui)非等厚截(jie)面(mian)的(de)(de)(de)對(dui)接(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)縫，接(jie)(jie)(jie)頭設(she)計時應(ying)使兩條中(zhong)心線對(dui)直(zhi)（圖6-3(a));把較厚部分加工到與較薄部分厚度相同(tong)（圖6-3(b));或采用(yong)堆(dui)焊(han)(han)使焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)區形(xing)(xing)成平滑(hua)過渡（圖6-3(c)).接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)應(ying)力(li)集中(zhong)系(xi)數越高，對(dui)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)平滑(hua)和逐漸過渡的(de)(de)(de)要求(qiu)就越高。
焊(han)(han)接(jie)件在制(zhi)造過程中的(de)組裝(zhuang)精(jing)度(du)也影(ying)響焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)性能。應(ying)(ying)考慮連接(jie)板的(de)幾何形狀，避(bi)(bi)免在有(you)應(ying)(ying)力疊加或應(ying)(ying)力集中的(de)區域布置焊(han)(han)縫(feng)，若不可避(bi)(bi)免，則應(ying)(ying)作特(te)殊考慮。為了易于預熱(re)、焊(han)(han)接(jie)、焊(han)(han)后(hou)熱(re)處理以(yi)及(ji)無損探傷，對接(jie)接(jie)頭最(zui)好由相同厚(hou)度(du)的(de)工件制(zhi)成(cheng)。
3. 焊(han)接結構設計的一般程序(xu)
新產品焊接結構(gou)的(de)(de)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)是指從市場調研到產品定(ding)下生產的(de)(de)全(quan)過程。焊接結構(gou)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)的(de)(de)一般(ban)程序包(bao)括決策(ce)、設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)、試制(zhi)、定(ding)型生產和(he)持續改進幾個階段。其中(zhong)結構(gou)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)階段的(de)(de)工作(zuo)(zuo)內容主要是根據設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)任(ren)務(wu)書，對(dui)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)對(dui)象進行具體(ti)結構(gou)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)和(he)計(ji)(ji)(ji)算以及作(zuo)(zuo)必要的(de)(de)試驗(yan)，完成圖樣(yang)繪制(zhi)和(he)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)文件的(de)(de)編制(zhi)等。大型復雜(za)產品的(de)(de)結構(gou)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)一般(ban)又分初步設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)、技(ji)術(shu)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)和(he)工作(zuo)(zuo)圖設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)三(san)個工作(zuo)(zuo)階段。
4. 焊(han)接結(jie)構(gou)設計的評審
焊接結構設(she)(she)計(ji)的(de)評審(shen)是質量(liang)(liang)控制中(zhong)的(de)重(zhong)要(yao)一環，目的(de)是保證(zheng)設(she)(she)計(ji)質量(liang)(liang)，使之(zhi)符合計(ji)劃(hua)任務書或合同書要(yao)求，設(she)(she)計(ji)與制造出(chu)滿足用戶要(yao)求的(de)產品(pin)。設(she)(she)計(ji)評審(shen)工作不局限在設(she)(she)計(ji)階(jie)段，它要(yao)持續到產品(pin)試制之(zhi)后大(da)批量(liang)(liang)投產之(zhi)前。因為設(she)(she)計(ji)階(jie)段的(de)成(cheng)(cheng)果(guo)仍(reng)停留在“圖紙”上，只有(you)通過試生(sheng)產，變成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)品(pin)后才能對整個產品(pin)設(she)(she)計(ji)做出(chu)全面(mian)的(de)評價。
評(ping)審是由不直接參(can)與(yu)產品設計(ji)的或(huo)不直接承擔設計(ji)責任的企業中各(ge)方面的專(zhuan)家和有豐富(fu)經驗的專(zhuan)業人員組成的評(ping)審委員會組織進(jin)行(xing)。
