焊(han)接(jie)質(zhi)量(liang)控制(zhi)的(de)內(nei)容(rong)很多，影響(xiang)焊(han)接(jie)質(zhi)量(liang)的(de)因素及防止措施更復雜。根據鍋爐(lu)、壓力(li)容(rong)器(qi)的(de)生產和運行全過程(cheng)，歸納(na)起來(lai)，焊(han)接(jie)質(zhi)量(liang)控制(zhi)的(de)基本內(nei)容(rong)如圖6-1所(suo)示。
1. 結構(gou)設計(ji)的(de)基(ji)本要求(qiu)
所設計的焊接結構應滿足(zu)實用性、可(ke)靠性、工藝性和(he)經(jing)濟性等(deng)方(fang)面(mian)的基(ji)本要(yao)求。
鍋爐、壓力容器的(de)(de)焊接(jie)(jie)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)設(she)(she)計，應考(kao)慮(lv)有利(li)于進行焊接(jie)(jie)質量控制，此外要(yao)注意(yi)其他因(yin)(yin)素(su)，如(ru)經濟性、可靠(kao)性和材(cai)料(liao)（母材(cai)、焊接(jie)(jie)材(cai)料(liao)）的(de)(de)選擇(ze)等。作為焊接(jie)(jie)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)(de)設(she)(she)計，必(bi)須考(kao)慮(lv)其具體結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)形式(shi)、技術(shu)條件，此外，還(huan)應考(kao)慮(lv)材(cai)料(liao)的(de)(de)焊接(jie)(jie)性和焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)分(fen)布。結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)設(she)(she)計不合理是造(zao)成焊接(jie)(jie)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)破壞的(de)(de)主要(yao)原因(yin)(yin)。焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)性能(neng)與結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)設(she)(she)計之間的(de)(de)關(guan)系如(ru)圖6-2所(suo)示(shi)。
2. 焊接結構設計的(de)原則(ze)
為達到上述結(jie)構設計(ji)的基本要求，在焊接結(jie)構設計(ji)時應(ying)遵循(xun)以(yi)下原則。
①. 合(he)理選擇和利用材料(liao)
所選(xuan)用(yong)的金屬材料必須(xu)同時滿足使用(yong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)和加工性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的要求，前者包(bao)括(kuo)強度、韌性(xing)(xing)(xing)、耐磨性(xing)(xing)(xing)、耐腐蝕性(xing)(xing)(xing)、抗蠕(ru)變等性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)；后者主要是焊(han)接(jie)工藝性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。其次是其他冷、熱加工的性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)，如熱切割、冷彎、熱彎、切削及熱處(chu)理等性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。
在(zai)(zai)結(jie)(jie)(jie)構(gou)上(shang)有特殊(shu)要求的部位可(ke)采(cai)用(yong)特種(zhong)金屬材(cai)料(liao)，其余采(cai)用(yong)能滿足一般要求的材(cai)料(liao)。對有防腐蝕(shi)性要求的結(jie)(jie)(jie)構(gou)，可(ke)采(cai)用(yong)以(yi)碳(tan)鋼(gang)(gang)為(wei)基體(ti)、以(yi)不銹鋼(gang)(gang)為(wei)工作面的復合(he)鋼(gang)(gang)板或者在(zai)(zai)基體(ti)上(shang)堆焊耐(nai)腐蝕(shi)層；對有耐(nai)磨(mo)性要求的結(jie)(jie)(jie)構(gou)，可(ke)在(zai)(zai)工作面上(shang)堆焊耐(nai)磨(mo)合(he)金或熱(re)噴涂耐(nai)磨(mo)合(he)金；應充分發揮能進行焊接的異種(zhong)金屬結(jie)(jie)(jie)構(gou)的特點。
在劃分結構(gou)零部件時，要考(kao)慮(lv)下料過程(cheng)中合理排料的可行性：以減(jian)少邊角余料，提(ti)高材(cai)料的利用率。
②. 合(he)理(li)設計結構形式。
a. 根(gen)據強度(du)和(he)剛度(du)要求，以最(zui)理想的受力狀態確(que)定結構的幾何尺寸，不必去(qu)仿效鉚接、鑄造、鍛造的結構形式。
b. 既要重視結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)的(de)(de)整(zheng)(zheng)體設計，也(ye)要重視結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)的(de)(de)細部處(chu)(chu)理。這是因為焊接(jie)結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)屬剛性(xing)(xing)連接(jie)的(de)(de)結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)，結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)的(de)(de)整(zheng)(zheng)體性(xing)(xing)意味著任(ren)何部位的(de)(de)構(gou)(gou)(gou)(gou)造都同等(deng)(deng)重要，許多焊接(jie)結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)的(de)(de)破(po)壞事(shi)故起源于局部構(gou)(gou)(gou)(gou)造不合理的(de)(de)薄弱(ruo)環(huan)節(jie)處(chu)(chu)。對于應(ying)力復雜(za)或應(ying)力集中部位要慎重處(chu)(chu)理，如結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)中的(de)(de)節(jie)點、斷面變化(hua)部位、焊接(jie)接(jie)頭形狀變化(hua)處(chu)(chu)等(deng)(deng)。
c. 要有利于實現機(ji)械化(hua)和自(zi)動化(hua)焊接。應盡(jin)量采用簡單、平直的(de)(de)(de)結構形式，減少短而不規則的(de)(de)(de)焊縫(feng)；避免采用難(nan)以彎(wan)制或沖壓的(de)(de)(de)具有復(fu)雜(za)空間(jian)曲面的(de)(de)(de)結構。
③. 減少焊接量。
盡量多(duo)選用(yong)軋制型材以減(jian)(jian)少(shao)焊(han)(han)縫(feng)，還可(ke)以利用(yong)沖壓件代替(ti)一部分焊(han)(han)接件；結(jie)構形狀復雜，角焊(han)(han)縫(feng)多(duo)且密集的部位，可(ke)用(yong)鑄鋼件代替(ti)；必要時(shi)可(ke)以適當增加壁厚，以減(jian)(jian)少(shao)或取消加強(qiang)筋板，從而減(jian)(jian)少(shao)焊(han)(han)接工(gong)作量。對(dui)于(yu)角焊(han)(han)縫(feng)，在保(bao)證強(qiang)度要求的前提下，盡可(ke)能(neng)用(yong)最小的焊(han)(han)腳尺寸，因(yin)為焊(han)(han)縫(feng)面積與焊(han)(han)腳高度的平(ping)方(fang)成正比(bi)。對(dui)于(yu)坡(po)口(kou)焊(han)(han)縫(feng)，應(ying)在保(bao)證焊(han)(han)透的前提下選用(yong)填充金屬最少(shao)的坡(po)口(kou)形式。
④. 合理布置焊縫
有(you)(you)對稱軸的(de)焊(han)(han)(han)(han)接結構，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)應對稱布置，或接近對稱軸處(chu)，這有(you)(you)利(li)于控制焊(han)(han)(han)(han)接變(bian)形；要(yao)(yao)避免焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)交(jiao)叉(cha)和密(mi)集(ji)，在結構上焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)交(jiao)叉(cha)時，使重要(yao)(yao)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)連續，讓次要(yao)(yao)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)斷，這有(you)(you)利(li)于重要(yao)(yao)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)實現自動焊(han)(han)(han)(han)，保證(zheng)其(qi)焊(han)(han)(han)(han)接質(zhi)量；盡可能使焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)避開高應力部位、應力集(ji)中(zhong)處(chu)、機械加工面(mian)和需要(yao)(yao)變(bian)質(zhi)處(chu)理的(de)表(biao)面(mian)等。
⑤. 施工方便
必須使結構(gou)上每(mei)條(tiao)焊(han)(han)縫(feng)(feng)都(dou)能施(shi)(shi)焊(han)(han)和(he)方(fang)便質量(liang)(liang)檢驗，焊(han)(han)縫(feng)(feng)周圍(wei)要(yao)留有足夠的(de)(de)焊(han)(han)接和(he)質量(liang)(liang)檢驗的(de)(de)操作(zuo)空間；盡量(liang)(liang)使焊(han)(han)縫(feng)(feng)都(dou)能在工(gong)廠中焊(han)(han)接，減少現場(chang)的(de)(de)焊(han)(han)接量(liang)(liang)；減少手工(gong)焊(han)(han)接的(de)(de)工(gong)作(zuo)量(liang)(liang)，擴(kuo)大(da)(da)自動焊(han)(han)接的(de)(de)工(gong)作(zuo)量(liang)(liang)；對雙面焊(han)(han)縫(feng)(feng)，操作(zuo)方(fang)便的(de)(de)一面用大(da)(da)坡口(kou)，施(shi)(shi)焊(han)(han)條(tiao)件差(cha)的(de)(de)一面用小坡口(kou)，必要(yao)時改用單(dan)面焊(han)(han)雙面成形(xing)的(de)(de)接頭(tou)坡口(kou)形(xing)式和(he)焊(han)(han)接工(gong)藝。盡量(liang)(liang)減少仰焊(han)(han)或立焊(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)(feng)，這(zhe)樣的(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)(feng)勞動條(tiao)件差(cha)，不(bu)易保證質量(liang)(liang)，而且生產率低(di)。
⑥. 有利于生(sheng)產(chan)組織(zhi)和管(guan)理
大型(xing)(xing)焊(han)接結構采用部件組裝的生產方式有利于(yu)組織和管理。因此，設(she)計大型(xing)(xing)焊(han)接結構時(shi)，要進行合(he)理分(fen)(fen)段(duan)。分(fen)(fen)段(duan)時(shi)，一般要綜(zong)合(he)考(kao)慮起重運輸條件、焊(han)接變形的控(kong)制、焊(han)后熱處理、機械加工、質(zhi)量檢驗和總裝配等(deng)因素(su)。
此外，應(ying)注意結(jie)構形式對焊(han)(han)接(jie)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)影響，盡量(liang)減少焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)(de)(de)數量(liang)，焊(han)(han)接(jie)坡口(kou)寸應(ying)盡可(ke)能小(xiao)，，焊(han)(han)縫之間要(yao)保持一定距(ju)離以防(fang)止焊(han)(han)縫集中，保證焊(han)(han)接(jie)工藝的(de)(de)(de)(de)可(ke)實施性(xing)，，在可(ke)能的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下采用(yong)低匹配(pei)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)縫，防(fang)止焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭強度過高而塑性(xing)、韌性(xing)不足。
不(bu)(bu)同結構(gou)形式的(de)焊接接頭(tou)，拘束度不(bu)(bu)同，，反(fan)映不(bu)(bu)同的(de)受(shou)力狀(zhuang)態。因此，在(zai)不(bu)(bu)同的(de)受(shou)力狀(zhuang)態下(xia)，對材質和(he)焊接接頭(tou)的(de)性能應有不(bu)(bu)同的(de)要求。結構(gou)形式設(she)計得(de)正確與否，不(bu)(bu)僅體(ti)現(xian)(xian)在(zai)整(zheng)體(ti)結構(gou)的(de)可靠性上，還體(ti)現(xian)(xian)在(zai)焊接接頭(tou)設(she)計的(de)合理(li)性上。另(ling)外，在(zai)接頭(tou)施(shi)焊時，接頭(tou)與結構(gou)整(zheng)體(ti)應匹配。焊接結構(gou)設(she)計應注意的(de)工藝(yi)條件如(ru)下(xia)。
a. 根(gen)據(ju)結(jie)構的技術(shu)條件，找出(chu)最優的焊接(jie)方法。甚至可根(gen)據(ju)具體的結(jie)構特點(dian)分析實現(xian)焊接(jie)工藝的難易程(cheng)度(du)，改(gai)變設計(ji)方案。
b. 結構(gou)設計時，必須考慮焊(han)接(jie)工藝(yi)的可行(xing)性，各(ge)種檢測的可行(xing)性，焊(han)接(jie)變形(xing)是(shi)(shi)否(fou)易于控制，焊(han)工操作是(shi)(shi)否(fou)方(fang)便、安(an)全，能否(fou)保證焊(han)接(jie)質量。
c. 選(xuan)擇結構(gou)形式時(shi)(shi)，要(yao)考慮減(jian)小拘束度，提高(gao)抗裂性。同時(shi)(shi)也要(yao)考慮工作(zuo)條件，如介質條件、溫度條件和載荷條件等(deng)對(dui)結構(gou)抗裂性的作(zuo)用。在(zai)選(xuan)擇焊(han)(han)接材(cai)(cai)料時(shi)(shi)，可以選(xuan)擇低匹配(pei)的焊(han)(han)接材(cai)(cai)料和高(gao)韌性的母材(cai)(cai)及焊(han)(han)接材(cai)(cai)料，以提高(gao)結構(gou)的整體(ti)性能。
d. 焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)是整個焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)結構件的(de)關鍵部(bu)分(fen)，直(zhi)接(jie)(jie)關系到焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)結構的(de)質量好壞，因(yin)此(ci)，結構設(she)計時(shi)必須選用合(he)理的(de)接(jie)(jie)頭(tou)形式(shi)。接(jie)(jie)頭(tou)幾(ji)何形狀應(ying)盡(jin)可(ke)能(neng)不(bu)干擾應(ying)力(li)分(fen)布，避免截(jie)面上有(you)突變的(de)接(jie)(jie)頭(tou)，特別是在疲(pi)勞工作條件下更應(ying)注(zhu)意。對(dui)非等厚截(jie)面的(de)對(dui)接(jie)(jie)焊(han)(han)(han)(han)縫，接(jie)(jie)頭(tou)設(she)計時(shi)應(ying)使兩(liang)條中心線對(dui)直(zhi)（圖6-3(a));把較厚部(bu)分(fen)加工到與較薄部(bu)分(fen)厚度相同（圖6-3(b));或采用堆焊(han)(han)(han)(han)使焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)區形成平滑(hua)過渡（圖6-3(c)).接(jie)(jie)頭(tou)的(de)應(ying)力(li)集中系數(shu)越高，對(dui)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)平滑(hua)和逐(zhu)漸過渡的(de)要求就越高。
焊接(jie)件在制造過(guo)程中的組裝精度也影響焊接(jie)接(jie)頭(tou)的性能(neng)。應(ying)(ying)考(kao)慮連(lian)接(jie)板的幾(ji)何(he)形狀，避(bi)免(mian)在有應(ying)(ying)力疊加或應(ying)(ying)力集中的區域(yu)布置焊縫，若(ruo)不可避(bi)免(mian)，則應(ying)(ying)作特(te)殊考(kao)慮。為了易于預熱、焊接(jie)、焊后熱處理以及無(wu)損探傷，對接(jie)接(jie)頭(tou)最(zui)好由相同厚度的工件制成(cheng)。
3. 焊接結構(gou)設計的一(yi)般程序
新產品(pin)焊(han)(han)接(jie)結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)設(she)計(ji)(ji)(ji)是指從(cong)市(shi)場調研到產品(pin)定(ding)(ding)下生產的(de)(de)全過程(cheng)。焊(han)(han)接(jie)結(jie)構(gou)(gou)設(she)計(ji)(ji)(ji)的(de)(de)一般程(cheng)序包括決策、設(she)計(ji)(ji)(ji)、試(shi)制、定(ding)(ding)型生產和(he)持(chi)續改進幾個階段。其中(zhong)結(jie)構(gou)(gou)設(she)計(ji)(ji)(ji)階段的(de)(de)工作內容主要(yao)是根據設(she)計(ji)(ji)(ji)任(ren)務書，對設(she)計(ji)(ji)(ji)對象進行具體(ti)結(jie)構(gou)(gou)設(she)計(ji)(ji)(ji)和(he)計(ji)(ji)(ji)算以及作必(bi)要(yao)的(de)(de)試(shi)驗(yan)，完(wan)成圖樣(yang)繪制和(he)設(she)計(ji)(ji)(ji)文件的(de)(de)編制等。大型復(fu)雜產品(pin)的(de)(de)結(jie)構(gou)(gou)設(she)計(ji)(ji)(ji)一般又分初步設(she)計(ji)(ji)(ji)、技術設(she)計(ji)(ji)(ji)和(he)工作圖設(she)計(ji)(ji)(ji)三個工作階段。
4. 焊接(jie)結(jie)構設計的評審
焊接結構設(she)計(ji)(ji)的(de)(de)(de)評(ping)審是質量控制(zhi)(zhi)中的(de)(de)(de)重(zhong)要一環，目的(de)(de)(de)是保證設(she)計(ji)(ji)質量，使之(zhi)(zhi)(zhi)符(fu)合(he)計(ji)(ji)劃(hua)任務書(shu)(shu)或合(he)同書(shu)(shu)要求，設(she)計(ji)(ji)與(yu)制(zhi)(zhi)造(zao)出(chu)滿足用(yong)戶要求的(de)(de)(de)產品(pin)。設(she)計(ji)(ji)評(ping)審工作(zuo)不局限在(zai)設(she)計(ji)(ji)階段，它(ta)要持續(xu)到產品(pin)試制(zhi)(zhi)之(zhi)(zhi)(zhi)后(hou)大批量投產之(zhi)(zhi)(zhi)前。因(yin)為設(she)計(ji)(ji)階段的(de)(de)(de)成果仍停(ting)留(liu)在(zai)“圖紙”上，只有(you)通過試生產，變成成品(pin)后(hou)才能對整個產品(pin)設(she)計(ji)(ji)做出(chu)全(quan)面的(de)(de)(de)評(ping)價。
評審是由不直(zhi)接(jie)參與(yu)產品(pin)設計的或不直(zhi)接(jie)承擔設計責(ze)任的企業(ye)中各方面的專家和(he)有豐富(fu)經驗的專業(ye)人員(yuan)組成的評審委員(yuan)會(hui)組織進行(xing)。
