焊接(jie)質(zhi)量控制的(de)內(nei)容(rong)很(hen)多，影響(xiang)焊接(jie)質(zhi)量的(de)因素及防(fang)止措施更復雜。根據(ju)鍋爐(lu)、壓力容(rong)器(qi)的(de)生(sheng)產和運行(xing)全過程(cheng)，歸納(na)起來，焊接(jie)質(zhi)量控制的(de)基本內(nei)容(rong)如圖(tu)6-1所(suo)示。
1. 結構設計的基本要求
所設(she)計的焊接(jie)結構(gou)應滿足實用性(xing)(xing)(xing)、可靠性(xing)(xing)(xing)、工(gong)藝性(xing)(xing)(xing)和經(jing)濟性(xing)(xing)(xing)等方面的基本要求。
鍋(guo)爐(lu)、壓(ya)力(li)容器的(de)焊接(jie)(jie)結(jie)構(gou)(gou)設(she)(she)計(ji)，應考(kao)慮(lv)有利于進行(xing)焊接(jie)(jie)質量控制，此(ci)外要注意其他因(yin)素，如(ru)經(jing)濟性(xing)、可靠(kao)性(xing)和材料（母材、焊接(jie)(jie)材料）的(de)選(xuan)擇等。作為(wei)焊接(jie)(jie)結(jie)構(gou)(gou)的(de)設(she)(she)計(ji)，必須考(kao)慮(lv)其具(ju)體結(jie)構(gou)(gou)形式(shi)、技術條件，此(ci)外，還應考(kao)慮(lv)材料的(de)焊接(jie)(jie)性(xing)和焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)分布。結(jie)構(gou)(gou)設(she)(she)計(ji)不合理(li)是造成焊接(jie)(jie)結(jie)構(gou)(gou)破(po)壞的(de)主要原因(yin)。焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭性(xing)能與(yu)結(jie)構(gou)(gou)設(she)(she)計(ji)之間的(de)關系如(ru)圖(tu)6-2所示(shi)。
2. 焊(han)接結構(gou)設計的原(yuan)則
為達到上述結構(gou)設計(ji)的基本(ben)要求，在(zai)焊接結構(gou)設計(ji)時應遵循以(yi)下原則。
①. 合(he)理選擇和利用(yong)材料
所選用的(de)金屬材(cai)料(liao)必須(xu)同時滿足使用性(xing)(xing)(xing)能(neng)和加(jia)工(gong)(gong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)要求(qiu)，前者(zhe)包(bao)括強度(du)、韌性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)(nai)磨性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)(nai)腐蝕性(xing)(xing)(xing)、抗(kang)蠕變等(deng)性(xing)(xing)(xing)能(neng)；后者(zhe)主要是(shi)焊接工(gong)(gong)藝(yi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)。其(qi)次是(shi)其(qi)他冷、熱(re)(re)加(jia)工(gong)(gong)的(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)，如熱(re)(re)切割、冷彎(wan)、熱(re)(re)彎(wan)、切削及熱(re)(re)處理等(deng)性(xing)(xing)(xing)能(neng)。
在(zai)結(jie)構(gou)上有特殊(shu)要(yao)(yao)求的(de)部位可(ke)采用特種(zhong)(zhong)金(jin)屬材料(liao)(liao)，其余采用能滿足一般要(yao)(yao)求的(de)材料(liao)(liao)。對有防(fang)腐蝕性(xing)(xing)要(yao)(yao)求的(de)結(jie)構(gou)，可(ke)采用以碳鋼(gang)為基(ji)體(ti)、以不銹鋼(gang)為工作面的(de)復(fu)合鋼(gang)板(ban)或者在(zai)基(ji)體(ti)上堆焊耐(nai)(nai)腐蝕層；對有耐(nai)(nai)磨性(xing)(xing)要(yao)(yao)求的(de)結(jie)構(gou)，可(ke)在(zai)工作面上堆焊耐(nai)(nai)磨合金(jin)或熱噴(pen)涂耐(nai)(nai)磨合金(jin)；應充分發(fa)揮(hui)能進行焊接的(de)異(yi)種(zhong)(zhong)金(jin)屬結(jie)構(gou)的(de)特點。
在劃(hua)分結構(gou)零部件時，要考(kao)慮下料過程中合理排料的可行性：以減少邊角余料，提高材料的利用率。
②. 合(he)理設計結構形式。
a. 根據強(qiang)度(du)和剛(gang)度(du)要(yao)求，以最理想(xiang)的受力狀態確(que)定結(jie)構的幾何尺寸，不必(bi)去仿(fang)效(xiao)鉚接、鑄造(zao)、鍛造(zao)的結(jie)構形式。
b. 既要重(zhong)視結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)整體設計，也要重(zhong)視結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)細部(bu)(bu)處(chu)理。這是因為焊(han)接(jie)(jie)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)屬剛性連接(jie)(jie)的(de)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)，結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)整體性意(yi)味(wei)著任何部(bu)(bu)位(wei)(wei)的(de)構(gou)(gou)(gou)造都同等(deng)重(zhong)要，許多焊(han)接(jie)(jie)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)破壞事故起(qi)源于(yu)局部(bu)(bu)構(gou)(gou)(gou)造不合理的(de)薄弱環(huan)節(jie)處(chu)。對于(yu)應(ying)(ying)力(li)復雜(za)或應(ying)(ying)力(li)集中部(bu)(bu)位(wei)(wei)要慎重(zhong)處(chu)理，如結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)中的(de)節(jie)點、斷面變化部(bu)(bu)位(wei)(wei)、焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)形狀變化處(chu)等(deng)。
c. 要(yao)有(you)利于實現機(ji)械化和(he)自動(dong)化焊(han)接(jie)。應盡量(liang)采(cai)用(yong)簡單(dan)、平直(zhi)的結構(gou)形(xing)式，減少短而不(bu)規則的焊(han)縫；避免采(cai)用(yong)難以彎制(zhi)或沖壓的具有(you)復雜空間曲面的結構(gou)。
③. 減(jian)少焊接量。
盡量多選(xuan)用軋制型材以減(jian)少焊(han)(han)縫，還(huan)可(ke)以利(li)用沖壓件代替(ti)一部分焊(han)(han)接件；結構形(xing)狀復雜，角(jiao)焊(han)(han)縫多且密(mi)集的(de)(de)部位，可(ke)用鑄鋼件代替(ti)；必要時可(ke)以適當增加壁(bi)厚(hou)，以減(jian)少或取消加強筋板(ban)，從(cong)而減(jian)少焊(han)(han)接工作量。對(dui)于角(jiao)焊(han)(han)縫，在保證強度要求(qiu)的(de)(de)前(qian)提下，盡可(ke)能用最(zui)小(xiao)的(de)(de)焊(han)(han)腳尺寸，因為(wei)焊(han)(han)縫面積與焊(han)(han)腳高度的(de)(de)平方成正比。對(dui)于坡口(kou)焊(han)(han)縫，應在保證焊(han)(han)透的(de)(de)前(qian)提下選(xuan)用填充金(jin)屬(shu)最(zui)少的(de)(de)坡口(kou)形(xing)式。
④. 合理(li)布置焊縫
有對稱軸(zhou)的(de)焊接(jie)結構，焊縫(feng)應(ying)(ying)對稱布置，或接(jie)近(jin)對稱軸(zhou)處，這有利(li)于控(kong)制焊接(jie)變形；要避免焊縫(feng)交(jiao)叉和密集(ji)，在(zai)結構上焊縫(feng)交(jiao)叉時(shi)，使重要焊縫(feng)連續，讓(rang)次要焊縫(feng)中(zhong)斷(duan)，這有利(li)于重要焊縫(feng)實現自動焊，保證其焊接(jie)質(zhi)量(liang)；盡(jin)可能使焊縫(feng)避開高應(ying)(ying)力部位、應(ying)(ying)力集(ji)中(zhong)處、機(ji)械(xie)加工面和需(xu)要變質(zhi)處理(li)的(de)表面等(deng)。
⑤. 施工方便
必(bi)須(xu)使(shi)結構(gou)上每條(tiao)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫都(dou)能施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)和方(fang)便質量(liang)(liang)檢(jian)驗，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫周圍要留有足夠的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)和質量(liang)(liang)檢(jian)驗的(de)操作(zuo)(zuo)空(kong)間；盡(jin)量(liang)(liang)使(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫都(dou)能在工廠中(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)，減(jian)少現(xian)場的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)量(liang)(liang)；減(jian)少手工焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)的(de)工作(zuo)(zuo)量(liang)(liang)，擴大自動焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)的(de)工作(zuo)(zuo)量(liang)(liang)；對雙(shuang)面焊(han)(han)(han)(han)(han)縫，操作(zuo)(zuo)方(fang)便的(de)一面用大坡口，施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)件差的(de)一面用小坡口，必(bi)要時(shi)改(gai)用單面焊(han)(han)(han)(han)(han)雙(shuang)面成形(xing)的(de)接(jie)頭坡口形(xing)式(shi)和焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)工藝(yi)。盡(jin)量(liang)(liang)減(jian)少仰焊(han)(han)(han)(han)(han)或立焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫，這樣的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫勞動條(tiao)件差，不易(yi)保證(zheng)質量(liang)(liang)，而且生產(chan)率低。
⑥. 有(you)利于(yu)生(sheng)產組織和管理
大型(xing)焊(han)接(jie)結構采用部件(jian)組裝的生產方式有利于組織和(he)管理(li)。因此，設計(ji)大型(xing)焊(han)接(jie)結構時，要進行合理(li)分段(duan)。分段(duan)時，一(yi)般要綜合考慮起重運輸(shu)條件(jian)、焊(han)接(jie)變形的控制、焊(han)后熱處(chu)理(li)、機械(xie)加工、質量檢(jian)驗和(he)總(zong)裝配等因素(su)。
此外，應注(zhu)意結(jie)構(gou)形式對焊(han)接質量的(de)影響，盡(jin)量減少焊(han)接接頭(tou)的(de)數量，焊(han)接坡口寸(cun)應盡(jin)可能小，，焊(han)縫(feng)之間要保(bao)持一定距離(li)以防止焊(han)縫(feng)集(ji)中，保(bao)證焊(han)接工藝的(de)可實施性(xing)，，在(zai)可能的(de)情況下采(cai)用低匹配的(de)焊(han)縫(feng)，防止焊(han)接接頭(tou)強度(du)過高而塑性(xing)、韌(ren)性(xing)不足。
不同(tong)結(jie)構(gou)(gou)形式的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)，拘束度不同(tong)，，反映不同(tong)的(de)(de)(de)受(shou)力狀(zhuang)態。因此，在不同(tong)的(de)(de)(de)受(shou)力狀(zhuang)態下，對材質和(he)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)(de)性能應有不同(tong)的(de)(de)(de)要求。結(jie)構(gou)(gou)形式設(she)計(ji)得正確(que)與否，不僅體(ti)現(xian)在整體(ti)結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)可靠性上，還體(ti)現(xian)在焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)設(she)計(ji)的(de)(de)(de)合理性上。另外，在接(jie)頭(tou)(tou)施焊(han)(han)時，接(jie)頭(tou)(tou)與結(jie)構(gou)(gou)整體(ti)應匹配。焊(han)(han)接(jie)結(jie)構(gou)(gou)設(she)計(ji)應注意(yi)的(de)(de)(de)工藝條件如下。
a. 根據(ju)結構(gou)的技(ji)術條件，找出最優的焊接方法。甚至(zhi)可(ke)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(she)計方案(an)。
b. 結構設(she)計時，必須(xu)考慮焊(han)接(jie)工藝的(de)可行性(xing)，各種檢(jian)測的(de)可行性(xing)，焊(han)接(jie)變形是否(fou)易(yi)于控制，焊(han)工操作是否(fou)方(fang)便、安全，能否(fou)保證焊(han)接(jie)質量。
c. 選擇(ze)結(jie)構形(xing)式時(shi)(shi)，要(yao)考(kao)(kao)慮減小拘(ju)束度，提高抗裂性(xing)(xing)(xing)。同時(shi)(shi)也要(yao)考(kao)(kao)慮工作(zuo)條(tiao)(tiao)件，如介質條(tiao)(tiao)件、溫度條(tiao)(tiao)件和(he)載荷(he)條(tiao)(tiao)件等對(dui)結(jie)構抗裂性(xing)(xing)(xing)的(de)作(zuo)用。在選擇(ze)焊(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)(liao)時(shi)(shi)，可以選擇(ze)低匹配的(de)焊(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)(liao)和(he)高韌性(xing)(xing)(xing)的(de)母(mu)材(cai)及焊(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)(liao)，以提高結(jie)構的(de)整體性(xing)(xing)(xing)能。
d. 焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)是整個焊(han)接(jie)結構件的(de)(de)關(guan)鍵部分，直(zhi)接(jie)關(guan)系到焊(han)接(jie)結構的(de)(de)質量好壞，因此，結構設(she)計時必須選用(yong)合理的(de)(de)接(jie)頭(tou)(tou)形(xing)式。接(jie)頭(tou)(tou)幾(ji)何(he)形(xing)狀應盡可能不干(gan)擾應力分布(bu)，避免截面上(shang)有(you)突變的(de)(de)接(jie)頭(tou)(tou)，特別是在(zai)疲勞工作條件下更(geng)應注(zhu)意。對非(fei)等(deng)厚截面的(de)(de)對接(jie)焊(han)縫，接(jie)頭(tou)(tou)設(she)計時應使(shi)兩條中心線對直(zhi)（圖(tu)(tu)6-3(a));把較厚部分加工到與(yu)較薄部分厚度相同（圖(tu)(tu)6-3(b));或采(cai)用(yong)堆(dui)焊(han)使(shi)焊(han)接(jie)區形(xing)成(cheng)平(ping)滑(hua)過渡（圖(tu)(tu)6-3(c)).接(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)應力集中系數(shu)越高，對接(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)平(ping)滑(hua)和逐漸(jian)過渡的(de)(de)要求(qiu)就越高。
焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)件(jian)在(zai)(zai)制造(zao)過程中的(de)組裝精度也(ye)影響焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)性能(neng)。應(ying)考慮(lv)連(lian)接(jie)(jie)板(ban)的(de)幾何形狀，避免(mian)在(zai)(zai)有應(ying)力疊加或應(ying)力集中的(de)區域(yu)布置焊(han)(han)(han)縫，若不(bu)可(ke)避免(mian)，則應(ying)作特殊(shu)考慮(lv)。為了(le)易(yi)于預(yu)熱、焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)、焊(han)(han)(han)后熱處(chu)理以(yi)及無損探(tan)傷，對接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭最好由相同厚度的(de)工(gong)件(jian)制成。
3. 焊(han)接結構設計的(de)一般程序
新產(chan)(chan)品焊接結(jie)(jie)構(gou)(gou)的設計(ji)(ji)是(shi)指從市場調研到產(chan)(chan)品定下生產(chan)(chan)的全過(guo)程。焊接結(jie)(jie)構(gou)(gou)設計(ji)(ji)的一般程序包括(kuo)決策、設計(ji)(ji)、試制(zhi)、定型生產(chan)(chan)和(he)(he)持(chi)續改進(jin)幾個階(jie)段(duan)(duan)。其中結(jie)(jie)構(gou)(gou)設計(ji)(ji)階(jie)段(duan)(duan)的工(gong)作內容主要是(shi)根據設計(ji)(ji)任務書，對設計(ji)(ji)對象進(jin)行具體結(jie)(jie)構(gou)(gou)設計(ji)(ji)和(he)(he)計(ji)(ji)算以(yi)及作必(bi)要的試驗，完成圖(tu)樣繪制(zhi)和(he)(he)設計(ji)(ji)文(wen)件的編制(zhi)等。大型復雜(za)產(chan)(chan)品的結(jie)(jie)構(gou)(gou)設計(ji)(ji)一般又分初步設計(ji)(ji)、技術(shu)設計(ji)(ji)和(he)(he)工(gong)作圖(tu)設計(ji)(ji)三個工(gong)作階(jie)段(duan)(duan)。
4. 焊接結構設計的評審
焊接結構設計(ji)(ji)(ji)的(de)(de)評(ping)(ping)審是質量控制中(zhong)的(de)(de)重要一環，目(mu)的(de)(de)是保(bao)證設計(ji)(ji)(ji)質量，使之(zhi)符合計(ji)(ji)(ji)劃任(ren)務書或(huo)合同書要求，設計(ji)(ji)(ji)與制造出滿足用戶(hu)要求的(de)(de)產品。設計(ji)(ji)(ji)評(ping)(ping)審工(gong)作不局限(xian)在(zai)設計(ji)(ji)(ji)階(jie)段，它要持(chi)續到產品試制之(zhi)后大批量投產之(zhi)前。因為設計(ji)(ji)(ji)階(jie)段的(de)(de)成(cheng)果仍停(ting)留在(zai)“圖(tu)紙(zhi)”上(shang)，只(zhi)有(you)通過(guo)試生產，變成(cheng)成(cheng)品后才能對整個產品設計(ji)(ji)(ji)做出全面的(de)(de)評(ping)(ping)價。
評審(shen)是由不直接參與產品(pin)設計(ji)的(de)或不直接承擔設計(ji)責(ze)任(ren)的(de)企業(ye)中(zhong)各方面的(de)專(zhuan)家和有豐富經驗的(de)專(zhuan)業(ye)人員組成的(de)評審(shen)委員會組織進行。
