焊(han)(han)接(jie)質(zhi)量(liang)控制的內容很多，影響焊(han)(han)接(jie)質(zhi)量(liang)的因素(su)及(ji)防止措(cuo)施更復雜。根據鍋(guo)爐(lu)、壓力容器(qi)的生產和運(yun)行全過程，歸(gui)納起來，焊(han)(han)接(jie)質(zhi)量(liang)控制的基本內容如圖(tu)6-1所示。
1. 結構設計的基本要求
所設(she)計的焊(han)接(jie)結(jie)構應滿(man)足實用性(xing)(xing)、可靠性(xing)(xing)、工藝性(xing)(xing)和經(jing)濟性(xing)(xing)等方(fang)面(mian)的基本要求。
鍋爐、壓(ya)力容器的(de)焊接(jie)結構(gou)(gou)設(she)計(ji)，應考慮(lv)有利(li)于進行(xing)焊接(jie)質量(liang)控制(zhi)，此(ci)外(wai)要注(zhu)意其他因素，如經濟性、可靠性和(he)材料（母材、焊接(jie)材料）的(de)選擇等(deng)。作(zuo)為焊接(jie)結構(gou)(gou)的(de)設(she)計(ji)，必須考慮(lv)其具(ju)體結構(gou)(gou)形式、技術條件，此(ci)外(wai)，還應考慮(lv)材料的(de)焊接(jie)性和(he)焊接(jie)接(jie)頭的(de)分布。結構(gou)(gou)設(she)計(ji)不合理(li)是造成焊接(jie)結構(gou)(gou)破壞的(de)主要原(yuan)因。焊接(jie)接(jie)頭性能(neng)與結構(gou)(gou)設(she)計(ji)之間的(de)關系如圖6-2所示(shi)。
2. 焊接結構設計(ji)的原則
為達到上述結構設(she)計的基本要求(qiu)，在焊接結構設(she)計時應(ying)遵循(xun)以(yi)下(xia)原則。
①. 合(he)理選擇和利用(yong)材料(liao)
所選用(yong)的(de)(de)金屬材料必須同(tong)時滿足使用(yong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)和加工性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)要(yao)求，前者包括強度、韌(ren)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)(neng)；后者主要(yao)是焊接工藝性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。其次(ci)是其他冷(leng)、熱(re)加工的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)，如熱(re)切(qie)割、冷(leng)彎(wan)(wan)、熱(re)彎(wan)(wan)、切(qie)削及熱(re)處理(li)等性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。
在(zai)結(jie)構上(shang)(shang)有(you)特殊要(yao)求(qiu)的(de)(de)(de)部位可(ke)采(cai)用特種金(jin)屬材料，其余采(cai)用能(neng)滿足一般(ban)要(yao)求(qiu)的(de)(de)(de)材料。對(dui)有(you)防腐蝕(shi)(shi)性要(yao)求(qiu)的(de)(de)(de)結(jie)構，可(ke)采(cai)用以(yi)碳鋼(gang)為(wei)基體(ti)、以(yi)不銹鋼(gang)為(wei)工作面的(de)(de)(de)復合(he)鋼(gang)板或者在(zai)基體(ti)上(shang)(shang)堆(dui)焊耐腐蝕(shi)(shi)層；對(dui)有(you)耐磨(mo)性要(yao)求(qiu)的(de)(de)(de)結(jie)構，可(ke)在(zai)工作面上(shang)(shang)堆(dui)焊耐磨(mo)合(he)金(jin)或熱噴涂耐磨(mo)合(he)金(jin)；應充分發揮能(neng)進行(xing)焊接(jie)的(de)(de)(de)異種金(jin)屬結(jie)構的(de)(de)(de)特點。
在劃(hua)分(fen)結(jie)構零(ling)部件時(shi)，要(yao)考慮(lv)下料(liao)過程中(zhong)合理排料(liao)的可行(xing)性(xing)：以減少邊(bian)角余(yu)料(liao)，提高材料(liao)的利用率。
②. 合(he)理設(she)計結構形式。
a. 根據強(qiang)度和剛度要(yao)求，以最(zui)理想的(de)受力狀態確定結構的(de)幾何尺(chi)寸，不必(bi)去(qu)仿效鉚接、鑄造、鍛造的(de)結構形(xing)式(shi)。
b. 既要重(zhong)視(shi)結(jie)構(gou)(gou)的(de)整體設計(ji)，也要重(zhong)視(shi)結(jie)構(gou)(gou)的(de)細部處(chu)理(li)。這是因為焊(han)接(jie)結(jie)構(gou)(gou)屬(shu)剛性(xing)連接(jie)的(de)結(jie)構(gou)(gou)，結(jie)構(gou)(gou)的(de)整體性(xing)意味(wei)著(zhu)任何(he)部位(wei)的(de)構(gou)(gou)造(zao)都同等重(zhong)要，許多焊(han)接(jie)結(jie)構(gou)(gou)的(de)破壞事故起(qi)源于局部構(gou)(gou)造(zao)不合理(li)的(de)薄弱環節(jie)處(chu)。對(dui)于應力復雜或應力集(ji)中(zhong)部位(wei)要慎(shen)重(zhong)處(chu)理(li)，如結(jie)構(gou)(gou)中(zhong)的(de)節(jie)點(dian)、斷面變化(hua)部位(wei)、焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)形狀變化(hua)處(chu)等。
c. 要有利于實現機(ji)械(xie)化和自動化焊(han)接。應盡量采(cai)用簡單、平直的(de)(de)(de)結構(gou)形式，減(jian)少短而(er)不規則的(de)(de)(de)焊(han)縫；避免采(cai)用難以彎(wan)制或沖壓(ya)的(de)(de)(de)具有復雜空間曲面的(de)(de)(de)結構(gou)。
③. 減少焊接量(liang)。
盡(jin)量多選用軋制型(xing)材以(yi)減少焊(han)縫(feng)，還可以(yi)利用沖壓件(jian)代(dai)替一部分焊(han)接(jie)件(jian)；結構(gou)形狀復(fu)雜，角焊(han)縫(feng)多且(qie)密集的部位(wei)，可用鑄(zhu)鋼件(jian)代(dai)替；必要時可以(yi)適當增加壁厚，以(yi)減少或取消加強(qiang)筋板(ban)，從而減少焊(han)接(jie)工(gong)作量。對(dui)于角焊(han)縫(feng)，在(zai)保(bao)證(zheng)強(qiang)度要求的前提下，盡(jin)可能用最(zui)小的焊(han)腳尺寸，因為焊(han)縫(feng)面積與焊(han)腳高(gao)度的平方成(cheng)正(zheng)比。對(dui)于坡(po)口焊(han)縫(feng)，應在(zai)保(bao)證(zheng)焊(han)透(tou)的前提下選用填充金屬最(zui)少的坡(po)口形式。
④. 合理布(bu)置焊(han)縫
有對稱軸的焊(han)接(jie)(jie)結構(gou)，焊(han)縫(feng)(feng)應(ying)對稱布(bu)置(zhi)，或接(jie)(jie)近對稱軸處，這(zhe)(zhe)有利于(yu)控(kong)制焊(han)接(jie)(jie)變形；要避免焊(han)縫(feng)(feng)交(jiao)(jiao)叉和(he)密集(ji)，在結構(gou)上焊(han)縫(feng)(feng)交(jiao)(jiao)叉時，使重要焊(han)縫(feng)(feng)連續(xu)，讓次要焊(han)縫(feng)(feng)中(zhong)斷，這(zhe)(zhe)有利于(yu)重要焊(han)縫(feng)(feng)實(shi)現自動焊(han)，保證其焊(han)接(jie)(jie)質(zhi)量；盡可能使焊(han)縫(feng)(feng)避開高(gao)應(ying)力部位、應(ying)力集(ji)中(zhong)處、機械加工面和(he)需要變質(zhi)處理的表面等。
⑤. 施工方便
必須使結構上每條(tiao)焊(han)(han)縫(feng)都能施焊(han)(han)和方(fang)便(bian)(bian)質(zhi)量(liang)檢驗，焊(han)(han)縫(feng)周圍要(yao)留有足夠(gou)的(de)焊(han)(han)接和質(zhi)量(liang)檢驗的(de)操作(zuo)(zuo)空間；盡量(liang)使焊(han)(han)縫(feng)都能在(zai)工廠(chang)中焊(han)(han)接，減(jian)(jian)少現場的(de)焊(han)(han)接量(liang)；減(jian)(jian)少手工焊(han)(han)接的(de)工作(zuo)(zuo)量(liang)，擴大(da)自動焊(han)(han)接的(de)工作(zuo)(zuo)量(liang)；對(dui)雙面(mian)(mian)焊(han)(han)縫(feng)，操作(zuo)(zuo)方(fang)便(bian)(bian)的(de)一面(mian)(mian)用大(da)坡口，施焊(han)(han)條(tiao)件差(cha)(cha)的(de)一面(mian)(mian)用小坡口，必要(yao)時改用單面(mian)(mian)焊(han)(han)雙面(mian)(mian)成(cheng)形(xing)的(de)接頭坡口形(xing)式和焊(han)(han)接工藝(yi)。盡量(liang)減(jian)(jian)少仰焊(han)(han)或立(li)焊(han)(han)的(de)焊(han)(han)縫(feng)，這樣(yang)的(de)焊(han)(han)縫(feng)勞動條(tiao)件差(cha)(cha)，不易保證質(zhi)量(liang)，而且生產率低。
⑥. 有利于生產組織和(he)管理
大型(xing)焊接結構(gou)采用部件組(zu)裝的生產方(fang)式有利(li)于組(zu)織(zhi)和管(guan)理。因此，設計(ji)大型(xing)焊接結構(gou)時(shi)，要(yao)進行(xing)合理分段。分段時(shi)，一般要(yao)綜合考慮(lv)起重運輸條件、焊接變形的控(kong)制、焊后熱處理、機械加(jia)工、質量檢驗和總裝配等(deng)因素。
此外(wai)，應(ying)注意(yi)結構形式對焊(han)(han)接(jie)質量(liang)的(de)影響，盡量(liang)減少焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)數(shu)量(liang)，焊(han)(han)接(jie)坡口寸應(ying)盡可(ke)能小，，焊(han)(han)縫(feng)(feng)之間(jian)要保持一定距離以防(fang)止焊(han)(han)縫(feng)(feng)集中，保證焊(han)(han)接(jie)工藝的(de)可(ke)實(shi)施性，，在可(ke)能的(de)情況下(xia)采(cai)用低(di)匹配的(de)焊(han)(han)縫(feng)(feng)，防(fang)止焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)強度過高而(er)塑性、韌(ren)性不足。
不(bu)同(tong)(tong)結構形(xing)式的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭，拘束度不(bu)同(tong)(tong)，，反映不(bu)同(tong)(tong)的(de)受力狀態(tai)。因此，在不(bu)同(tong)(tong)的(de)受力狀態(tai)下，對材質和焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)性能應(ying)有不(bu)同(tong)(tong)的(de)要求(qiu)。結構形(xing)式設計(ji)(ji)得正確與否，不(bu)僅體(ti)(ti)現在整體(ti)(ti)結構的(de)可靠(kao)性上，還體(ti)(ti)現在焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭設計(ji)(ji)的(de)合理性上。另外，在接(jie)(jie)頭施焊(han)(han)時，接(jie)(jie)頭與結構整體(ti)(ti)應(ying)匹配。焊(han)(han)接(jie)(jie)結構設計(ji)(ji)應(ying)注意的(de)工藝(yi)條件(jian)如下。
a. 根據結構(gou)的(de)技(ji)術條(tiao)件，找出最優(you)的(de)焊接(jie)方(fang)法。甚至可(ke)根據具(ju)體(ti)的(de)結構(gou)特(te)點分析(xi)實(shi)現焊接(jie)工藝的(de)難易(yi)程度，改變設(she)計方(fang)案。
b. 結構(gou)設計時，必須考慮焊(han)(han)接工藝的可行(xing)性，各種檢測的可行(xing)性，焊(han)(han)接變(bian)形是否(fou)易于控制，焊(han)(han)工操作是否(fou)方(fang)便(bian)、安全，能(neng)否(fou)保證焊(han)(han)接質量。
c. 選擇(ze)(ze)結構(gou)形式(shi)時(shi)，要(yao)(yao)考(kao)慮(lv)減(jian)小(xiao)拘束度(du)，提高抗裂性。同時(shi)也(ye)要(yao)(yao)考(kao)慮(lv)工(gong)作條(tiao)(tiao)件(jian)，如介質條(tiao)(tiao)件(jian)、溫度(du)條(tiao)(tiao)件(jian)和(he)載荷(he)條(tiao)(tiao)件(jian)等(deng)對結構(gou)抗裂性的(de)(de)作用(yong)。在選擇(ze)(ze)焊(han)接材(cai)料(liao)時(shi)，可以(yi)選擇(ze)(ze)低匹(pi)配的(de)(de)焊(han)接材(cai)料(liao)和(he)高韌性的(de)(de)母材(cai)及焊(han)接材(cai)料(liao)，以(yi)提高結構(gou)的(de)(de)整體性能。
d. 焊接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)是整個焊接(jie)結構件的(de)(de)關鍵部(bu)分(fen)(fen)，直接(jie)關系(xi)(xi)到焊接(jie)結構的(de)(de)質量好壞，因(yin)此，結構設(she)計(ji)時(shi)必(bi)須選用合理的(de)(de)接(jie)頭(tou)(tou)形(xing)式。接(jie)頭(tou)(tou)幾何形(xing)狀應盡可(ke)能不干擾應力(li)分(fen)(fen)布，避免截面(mian)上有突變的(de)(de)接(jie)頭(tou)(tou)，特別是在疲勞工作條(tiao)件下更應注意。對(dui)非(fei)等厚截面(mian)的(de)(de)對(dui)接(jie)焊縫，接(jie)頭(tou)(tou)設(she)計(ji)時(shi)應使(shi)(shi)兩(liang)條(tiao)中心線對(dui)直（圖6-3(a));把較厚部(bu)分(fen)(fen)加(jia)工到與較薄部(bu)分(fen)(fen)厚度相同（圖6-3(b));或采(cai)用堆(dui)焊使(shi)(shi)焊接(jie)區形(xing)成平滑過(guo)(guo)渡（圖6-3(c)).接(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)應力(li)集中系(xi)(xi)數越高，對(dui)接(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)平滑和逐(zhu)漸過(guo)(guo)渡的(de)(de)要求就越高。
焊接(jie)(jie)件在制(zhi)造過(guo)程中的(de)組裝精度也影響焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)性能(neng)。應(ying)考慮(lv)連接(jie)(jie)板的(de)幾何形(xing)狀，避免在有應(ying)力疊加或應(ying)力集中的(de)區域(yu)布置焊縫(feng)，若不可避免，則應(ying)作特殊(shu)考慮(lv)。為了易于預熱、焊接(jie)(jie)、焊后(hou)熱處理以及無損探傷(shang)，對(dui)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭最好由(you)相同厚度的(de)工件制(zhi)成。
3. 焊(han)接結構設計的一(yi)般程序
新產(chan)(chan)品(pin)焊接結(jie)(jie)構的(de)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)是指從(cong)市場調研到產(chan)(chan)品(pin)定下生(sheng)產(chan)(chan)的(de)全過程。焊接結(jie)(jie)構設(she)(she)(she)計(ji)(ji)的(de)一(yi)般程序包括決(jue)策(ce)、設(she)(she)(she)計(ji)(ji)、試(shi)制(zhi)、定型生(sheng)產(chan)(chan)和持續改(gai)進幾個階段(duan)。其(qi)中結(jie)(jie)構設(she)(she)(she)計(ji)(ji)階段(duan)的(de)工作內(nei)容主(zhu)要(yao)是根據設(she)(she)(she)計(ji)(ji)任(ren)務書，對設(she)(she)(she)計(ji)(ji)對象進行具體結(jie)(jie)構設(she)(she)(she)計(ji)(ji)和計(ji)(ji)算(suan)以及作必(bi)要(yao)的(de)試(shi)驗，完成圖樣繪(hui)制(zhi)和設(she)(she)(she)計(ji)(ji)文件的(de)編制(zhi)等。大型復(fu)雜產(chan)(chan)品(pin)的(de)結(jie)(jie)構設(she)(she)(she)計(ji)(ji)一(yi)般又分初步設(she)(she)(she)計(ji)(ji)、技術(shu)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)和工作圖設(she)(she)(she)計(ji)(ji)三個工作階段(duan)。
4. 焊接結構(gou)設計(ji)的評審
焊接結(jie)構設(she)計(ji)(ji)的(de)評審是質量控制中的(de)重(zhong)要(yao)(yao)一環，目(mu)的(de)是保證設(she)計(ji)(ji)質量，使(shi)之符合計(ji)(ji)劃任務(wu)書或合同書要(yao)(yao)求(qiu)，設(she)計(ji)(ji)與制造出滿足(zu)用戶要(yao)(yao)求(qiu)的(de)產品(pin)。設(she)計(ji)(ji)評審工作不局限在(zai)設(she)計(ji)(ji)階段，它要(yao)(yao)持續到產品(pin)試(shi)制之后(hou)大批量投產之前。因為設(she)計(ji)(ji)階段的(de)成果仍停(ting)留在(zai)“圖紙”上，只有(you)通過試(shi)生產，變成成品(pin)后(hou)才(cai)能(neng)對整個產品(pin)設(she)計(ji)(ji)做出全面(mian)的(de)評價。
評審(shen)是由(you)不直接參與(yu)產品設計的(de)或不直接承擔設計責任的(de)企(qi)業(ye)中各方面的(de)專(zhuan)家和有豐富經驗的(de)專(zhuan)業(ye)人(ren)員組(zu)成的(de)評審(shen)委員會(hui)組(zu)織進行(xing)。
