焊接質(zhi)(zhi)量(liang)控制的(de)內容(rong)(rong)很多，影響焊接質(zhi)(zhi)量(liang)的(de)因素(su)及防止措施更復雜。根據鍋爐、壓力容(rong)(rong)器的(de)生(sheng)產(chan)和運(yun)行(xing)全過程，歸納(na)起來(lai)，焊接質(zhi)(zhi)量(liang)控制的(de)基(ji)本內容(rong)(rong)如圖6-1所示。
1. 結構設(she)計的基本要求
所設計的(de)焊接結構應滿足實用性(xing)、可靠性(xing)、工藝性(xing)和經濟性(xing)等(deng)方面的(de)基本要(yao)求。
鍋爐、壓力容器的(de)焊(han)接(jie)結(jie)構(gou)設(she)計(ji)，應考(kao)(kao)慮有利于進(jin)行焊(han)接(jie)質(zhi)量控制(zhi)，此(ci)外要注(zhu)意其他因素，如(ru)經濟性(xing)、可靠性(xing)和材(cai)料（母材(cai)、焊(han)接(jie)材(cai)料）的(de)選(xuan)擇等。作為焊(han)接(jie)結(jie)構(gou)的(de)設(she)計(ji)，必須考(kao)(kao)慮其具體結(jie)構(gou)形式、技術條件，此(ci)外，還應考(kao)(kao)慮材(cai)料的(de)焊(han)接(jie)性(xing)和焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)分布(bu)。結(jie)構(gou)設(she)計(ji)不合理是造成焊(han)接(jie)結(jie)構(gou)破壞的(de)主要原因。焊(han)接(jie)接(jie)頭性(xing)能與結(jie)構(gou)設(she)計(ji)之間的(de)關系如(ru)圖6-2所示。
2. 焊接結構(gou)設計(ji)的原則
為(wei)達到上述(shu)結構設(she)計的基本要求(qiu)，在(zai)焊接結構設(she)計時應遵循以下原(yuan)則。
①. 合(he)理選(xuan)擇和利(li)用材料(liao)
所選用的(de)金屬材(cai)料必須(xu)同時(shi)滿足使用性能(neng)和加工(gong)性能(neng)的(de)要(yao)求，前(qian)者包括強(qiang)度(du)、韌性、耐磨性、耐腐蝕性、抗蠕變等性能(neng)；后者主(zhu)要(yao)是焊接工(gong)藝性能(neng)。其次是其他冷、熱(re)(re)加工(gong)的(de)性能(neng)，如(ru)熱(re)(re)切割、冷彎(wan)、熱(re)(re)彎(wan)、切削及熱(re)(re)處(chu)理等性能(neng)。
在(zai)結(jie)(jie)構(gou)上(shang)有(you)特(te)殊要(yao)(yao)求的(de)部位可(ke)采用(yong)特(te)種(zhong)金(jin)屬(shu)材料，其余(yu)采用(yong)能(neng)滿足一般要(yao)(yao)求的(de)材料。對有(you)防腐(fu)蝕性要(yao)(yao)求的(de)結(jie)(jie)構(gou)，可(ke)采用(yong)以(yi)碳(tan)鋼為基體、以(yi)不銹鋼為工(gong)作面(mian)的(de)復合鋼板或者在(zai)基體上(shang)堆焊耐(nai)(nai)腐(fu)蝕層；對有(you)耐(nai)(nai)磨性要(yao)(yao)求的(de)結(jie)(jie)構(gou)，可(ke)在(zai)工(gong)作面(mian)上(shang)堆焊耐(nai)(nai)磨合金(jin)或熱(re)噴涂耐(nai)(nai)磨合金(jin)；應充分發揮能(neng)進行焊接的(de)異種(zhong)金(jin)屬(shu)結(jie)(jie)構(gou)的(de)特(te)點。
在劃分結(jie)構零部(bu)件時，要考慮下料(liao)(liao)過程中合(he)理排(pai)料(liao)(liao)的可行性：以減少邊(bian)角余料(liao)(liao)，提高(gao)材(cai)料(liao)(liao)的利用率。
②. 合理設計結(jie)構形式。
a. 根據(ju)強(qiang)度和剛度要(yao)求，以最理想的(de)受力(li)狀態確(que)定結(jie)構的(de)幾(ji)何尺寸，不必去仿效(xiao)鉚接、鑄造、鍛造的(de)結(jie)構形(xing)式(shi)。
b. 既要(yao)重(zhong)(zhong)視結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)(gou)的(de)整體設計(ji)，也要(yao)重(zhong)(zhong)視結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)(gou)的(de)細部處(chu)(chu)理(li)(li)。這是因(yin)為焊接結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)(gou)屬剛性(xing)連接的(de)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)(gou)，結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)(gou)的(de)整體性(xing)意味著(zhu)任何部位的(de)構(gou)(gou)(gou)(gou)(gou)造(zao)(zao)都同等重(zhong)(zhong)要(yao)，許多焊接結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)(gou)的(de)破壞事故起源于(yu)局部構(gou)(gou)(gou)(gou)(gou)造(zao)(zao)不合理(li)(li)的(de)薄弱環節處(chu)(chu)。對于(yu)應(ying)(ying)力(li)復雜或應(ying)(ying)力(li)集中部位要(yao)慎重(zhong)(zhong)處(chu)(chu)理(li)(li)，如結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)(gou)中的(de)節點、斷面變化(hua)部位、焊接接頭形狀變化(hua)處(chu)(chu)等。
c. 要有利于實現(xian)機械(xie)化和(he)自動(dong)化焊(han)接。應盡量采(cai)用簡(jian)單、平直的(de)(de)結構形(xing)式，減少短(duan)而不規則的(de)(de)焊(han)縫；避免(mian)采(cai)用難以彎制或沖(chong)壓的(de)(de)具有復雜(za)空間曲面(mian)的(de)(de)結構。
③. 減少焊接量。
盡量多(duo)選用軋制型材以減(jian)少(shao)焊(han)縫(feng)(feng)，還可(ke)(ke)以利用沖(chong)壓件(jian)代(dai)替一部(bu)分(fen)焊(han)接件(jian)；結構形狀復雜，角焊(han)縫(feng)(feng)多(duo)且(qie)密(mi)集的部(bu)位，可(ke)(ke)用鑄鋼件(jian)代(dai)替；必(bi)要時可(ke)(ke)以適當增加壁(bi)厚，以減(jian)少(shao)或取(qu)消加強筋(jin)板，從(cong)而減(jian)少(shao)焊(han)接工作量。對于角焊(han)縫(feng)(feng)，在保證(zheng)強度要求的前(qian)提(ti)(ti)下(xia)，盡可(ke)(ke)能用最(zui)小(xiao)的焊(han)腳尺(chi)寸，因為焊(han)縫(feng)(feng)面積與(yu)焊(han)腳高度的平方(fang)成正比(bi)。對于坡口焊(han)縫(feng)(feng)，應在保證(zheng)焊(han)透的前(qian)提(ti)(ti)下(xia)選用填充金屬(shu)最(zui)少(shao)的坡口形式。
④. 合理布置焊縫
有(you)對(dui)(dui)稱(cheng)軸的焊(han)(han)接(jie)結構，焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)應(ying)對(dui)(dui)稱(cheng)布置，或接(jie)近對(dui)(dui)稱(cheng)軸處(chu)，這(zhe)有(you)利于控制焊(han)(han)接(jie)變(bian)形；要避免焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)交叉(cha)和密集，在結構上焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)交叉(cha)時，使重要焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)連續，讓次要焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)中斷，這(zhe)有(you)利于重要焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)實現自動焊(han)(han)，保證其焊(han)(han)接(jie)質量；盡可能(neng)使焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)避開高應(ying)力(li)部位、應(ying)力(li)集中處(chu)、機械加工面和需要變(bian)質處(chu)理的表面等。
⑤. 施工方便
必須使(shi)結構上(shang)每條(tiao)焊(han)(han)(han)縫(feng)都能(neng)施焊(han)(han)(han)和方便質(zhi)量(liang)(liang)檢驗(yan)，焊(han)(han)(han)縫(feng)周(zhou)圍要留有足夠的(de)焊(han)(han)(han)接和質(zhi)量(liang)(liang)檢驗(yan)的(de)操(cao)作空間(jian)；盡量(liang)(liang)使(shi)焊(han)(han)(han)縫(feng)都能(neng)在工(gong)廠中焊(han)(han)(han)接，減(jian)少(shao)(shao)現場的(de)焊(han)(han)(han)接量(liang)(liang)；減(jian)少(shao)(shao)手(shou)工(gong)焊(han)(han)(han)接的(de)工(gong)作量(liang)(liang)，擴大自(zi)動(dong)焊(han)(han)(han)接的(de)工(gong)作量(liang)(liang)；對雙(shuang)面(mian)焊(han)(han)(han)縫(feng)，操(cao)作方便的(de)一面(mian)用大坡(po)口(kou)(kou)，施焊(han)(han)(han)條(tiao)件差的(de)一面(mian)用小坡(po)口(kou)(kou)，必要時改(gai)用單(dan)面(mian)焊(han)(han)(han)雙(shuang)面(mian)成形(xing)的(de)接頭坡(po)口(kou)(kou)形(xing)式和焊(han)(han)(han)接工(gong)藝。盡量(liang)(liang)減(jian)少(shao)(shao)仰焊(han)(han)(han)或立(li)焊(han)(han)(han)的(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)，這樣的(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)勞動(dong)條(tiao)件差，不易(yi)保證質(zhi)量(liang)(liang)，而且(qie)生產率低。
⑥. 有利(li)于生產(chan)組織和(he)管理
大型焊接結(jie)構采用部件組(zu)裝(zhuang)的生(sheng)產方式有利(li)于組(zu)織和管理。因此，設計大型焊接結(jie)構時，要進行(xing)合理分(fen)段。分(fen)段時，一般要綜合考慮(lv)起重(zhong)運(yun)輸條件、焊接變形(xing)的控(kong)制、焊后熱處理、機械加工、質量檢驗和總(zong)裝(zhuang)配等因素。
此外，應注意結構形式對焊接(jie)(jie)質量的(de)(de)影響，盡(jin)(jin)量減(jian)少焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)數量，焊接(jie)(jie)坡(po)口寸應盡(jin)(jin)可(ke)(ke)能小，，焊縫之間要(yao)保持(chi)一定距離以防止焊縫集中，保證焊接(jie)(jie)工藝的(de)(de)可(ke)(ke)實施(shi)性，，在可(ke)(ke)能的(de)(de)情況下采用低匹配的(de)(de)焊縫，防止焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭強度過高而塑性、韌性不足。
不(bu)(bu)(bu)同(tong)結(jie)(jie)(jie)構形(xing)式的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)，拘(ju)束(shu)度(du)不(bu)(bu)(bu)同(tong)，，反映不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)受力(li)(li)狀態。因(yin)此，在不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)受力(li)(li)狀態下，對材質和(he)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能應有不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)要求。結(jie)(jie)(jie)構形(xing)式設計(ji)得正(zheng)確(que)與否，不(bu)(bu)(bu)僅(jin)體現(xian)在整體結(jie)(jie)(jie)構的(de)(de)(de)可靠(kao)性(xing)(xing)上，還體現(xian)在焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)設計(ji)的(de)(de)(de)合理性(xing)(xing)上。另外(wai)，在接(jie)(jie)(jie)頭(tou)施焊(han)(han)(han)時，接(jie)(jie)(jie)頭(tou)與結(jie)(jie)(jie)構整體應匹配。焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)結(jie)(jie)(jie)構設計(ji)應注意的(de)(de)(de)工藝(yi)條件如下。
a. 根據結構的技(ji)術條件(jian)，找出最(zui)優的焊接方(fang)法。甚(shen)至可根據具體的結構特點(dian)分析實現焊接工藝的難易(yi)程度，改(gai)變設計方(fang)案。
b. 結(jie)構設(she)計時，必須考慮(lv)焊接(jie)(jie)工藝的(de)可(ke)行性，各種檢測(ce)的(de)可(ke)行性，焊接(jie)(jie)變形是否易(yi)于控制，焊工操(cao)作是否方便、安全，能否保證焊接(jie)(jie)質量。
c. 選擇結構(gou)(gou)形式時，要(yao)考(kao)慮減小拘束度(du)，提高抗裂(lie)性。同時也(ye)要(yao)考(kao)慮工作條(tiao)件(jian)(jian)，如介(jie)質條(tiao)件(jian)(jian)、溫度(du)條(tiao)件(jian)(jian)和載荷條(tiao)件(jian)(jian)等對(dui)結構(gou)(gou)抗裂(lie)性的(de)作用。在選擇焊接(jie)(jie)材料(liao)(liao)時，可以選擇低匹(pi)配的(de)焊接(jie)(jie)材料(liao)(liao)和高韌性的(de)母材及焊接(jie)(jie)材料(liao)(liao)，以提高結構(gou)(gou)的(de)整(zheng)體性能(neng)。
d. 焊(han)接接頭(tou)是(shi)整個焊(han)接結(jie)(jie)構(gou)(gou)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)關(guan)(guan)鍵部(bu)分(fen)(fen)，直接關(guan)(guan)系(xi)到焊(han)接結(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)質(zhi)量好壞，因此，結(jie)(jie)構(gou)(gou)設計時必(bi)須(xu)選(xuan)用(yong)合理(li)的(de)(de)(de)接頭(tou)形(xing)式。接頭(tou)幾何形(xing)狀(zhuang)應(ying)(ying)盡可能不干擾應(ying)(ying)力分(fen)(fen)布，避免(mian)截面(mian)上有突(tu)變的(de)(de)(de)接頭(tou)，特別是(shi)在疲勞(lao)工作條(tiao)件(jian)(jian)下更(geng)應(ying)(ying)注意(yi)。對(dui)(dui)非等(deng)厚(hou)截面(mian)的(de)(de)(de)對(dui)(dui)接焊(han)縫，接頭(tou)設計時應(ying)(ying)使兩條(tiao)中心線對(dui)(dui)直（圖(tu)(tu)6-3(a));把較厚(hou)部(bu)分(fen)(fen)加工到與較薄部(bu)分(fen)(fen)厚(hou)度相同（圖(tu)(tu)6-3(b));或采用(yong)堆焊(han)使焊(han)接區形(xing)成平滑(hua)過(guo)渡（圖(tu)(tu)6-3(c)).接頭(tou)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力集(ji)中系(xi)數越高，對(dui)(dui)接頭(tou)的(de)(de)(de)平滑(hua)和(he)逐(zhu)漸(jian)過(guo)渡的(de)(de)(de)要求就越高。
焊(han)接(jie)件在制造過程中的組裝(zhuang)精度也(ye)影響焊(han)接(jie)接(jie)頭的性能。應(ying)(ying)考慮連(lian)接(jie)板的幾何形狀，避(bi)免(mian)在有應(ying)(ying)力疊加(jia)或應(ying)(ying)力集中的區域(yu)布置焊(han)縫，若不(bu)可避(bi)免(mian)，則應(ying)(ying)作特殊(shu)考慮。為了易于預(yu)熱(re)、焊(han)接(jie)、焊(han)后熱(re)處(chu)理以及無損(sun)探傷，對(dui)接(jie)接(jie)頭最好(hao)由相同厚度的工件制成。
3. 焊接結構設(she)計的一般(ban)程(cheng)序(xu)
新產(chan)(chan)品焊接結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)是指(zhi)從市場調研到產(chan)(chan)品定下生產(chan)(chan)的(de)(de)(de)全過(guo)程。焊接結(jie)構(gou)(gou)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)一(yi)般程序包(bao)括(kuo)決策、設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)、試制、定型生產(chan)(chan)和(he)(he)持(chi)續改進幾個階(jie)段。其中結(jie)構(gou)(gou)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)階(jie)段的(de)(de)(de)工作(zuo)內容(rong)主要是根據設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)任務書，對設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)對象進行具(ju)體(ti)結(jie)構(gou)(gou)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)(he)計(ji)(ji)(ji)(ji)算以及作(zuo)必(bi)要的(de)(de)(de)試驗(yan)，完成圖(tu)樣繪(hui)制和(he)(he)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)文件的(de)(de)(de)編制等。大型復雜(za)產(chan)(chan)品的(de)(de)(de)結(jie)構(gou)(gou)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)一(yi)般又分初步(bu)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)、技術設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)(he)工作(zuo)圖(tu)設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)三個工作(zuo)階(jie)段。
4. 焊接結(jie)構設計(ji)的評(ping)審
焊接結構設(she)計的(de)評(ping)審是(shi)質(zhi)量控制(zhi)中的(de)重要(yao)一環，目的(de)是(shi)保證(zheng)設(she)計質(zhi)量，使(shi)之符合計劃任務(wu)書或(huo)合同書要(yao)求，設(she)計與制(zhi)造出滿足用(yong)戶要(yao)求的(de)產(chan)(chan)品。設(she)計評(ping)審工作(zuo)不局限在(zai)設(she)計階(jie)段，它要(yao)持續到產(chan)(chan)品試(shi)制(zhi)之后大批(pi)量投產(chan)(chan)之前。因為設(she)計階(jie)段的(de)成果仍停(ting)留在(zai)“圖(tu)紙”上(shang)，只有通過(guo)試(shi)生(sheng)產(chan)(chan)，變成成品后才能(neng)對整(zheng)個產(chan)(chan)品設(she)計做出全面的(de)評(ping)價。
評(ping)(ping)審是由不(bu)直接參(can)與產品設計(ji)的(de)或不(bu)直接承擔設計(ji)責(ze)任的(de)企業中各方面的(de)專家和有豐富經驗的(de)專業人員組成(cheng)的(de)評(ping)(ping)審委員會(hui)組織進(jin)行。
