焊接質(zhì)量控制的內(nèi)容很多，影響焊接質(zhì)量的因素及防止措施更復(fù)雜。根據(jù)鍋爐、壓力容器的生產(chǎn)和運(yùn)行全過程，歸納起來，焊接質(zhì)量控制的基本內(nèi)容如圖6-1所示。

1. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求

  所設(shè)計(jì)的焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足實(shí)用性、可靠性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性等方面的基本要求。

  鍋爐、壓力容器的焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮有利于進(jìn)行焊接質(zhì)量控制，此外要注意其他因素，如經(jīng)濟(jì)性、可靠性和材料（母材、焊接材料）的選擇等。作為焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，必須考慮其具體結(jié)構(gòu)形式、技術(shù)條件，此外，還應(yīng)考慮材料的焊接性和焊接接頭的分布。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理是造成焊接結(jié)構(gòu)破壞的主要原因。焊接接頭性能與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之間的關(guān)系如圖6-2所示。

2. 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

  為達(dá)到上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求，在焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則。

①. 合理選擇和利用材料

 所選用的金屬材料必須同時(shí)滿足使用性能和加工性能的要求，前者包括強(qiáng)度、韌性、耐磨性、耐腐蝕性、抗蠕變等性能；后者主要是焊接工藝性能。其次是其他冷、熱加工的性能，如熱切割、冷彎、熱彎、切削及熱處理等性能。

  在結(jié)構(gòu)上有特殊要求的部位可采用特種金屬材料，其余采用能滿足一般要求的材料。對有防腐蝕性要求的結(jié)構(gòu)，可采用以碳鋼為基體、以不銹鋼為工作面的復(fù)合鋼板或者在基體上堆焊耐腐蝕層；對有耐磨性要求的結(jié)構(gòu)，可在工作面上堆焊耐磨合金或熱噴涂耐磨合金；應(yīng)充分發(fā)揮能進(jìn)行焊接的異種金屬結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。

  在劃分結(jié)構(gòu)零部件時(shí)，要考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. 合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式。

   a. 根據(jù)強(qiáng)度和剛度要求，以最理想的受力狀態(tài)確定結(jié)構(gòu)的幾何尺寸，不必去仿效鉚接、鑄造、鍛造的結(jié)構(gòu)形式。

   b. 既要重視結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)，也要重視結(jié)構(gòu)的細(xì)部處理。這是因?yàn)楹附咏Y(jié)構(gòu)屬剛性連接的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的整體性意味著任何部位的構(gòu)造都同等重要，許多焊接結(jié)構(gòu)的破壞事故起源于局部構(gòu)造不合理的薄弱環(huán)節(jié)處。對于應(yīng)力復(fù)雜或應(yīng)力集中部位要慎重處理，如結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)、斷面變化部位、焊接接頭形狀變化處等。

  c. 要有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化焊接。應(yīng)盡量采用簡單、平直的結(jié)構(gòu)形式，減少短而不規(guī)則的焊縫；避免采用難以彎制或沖壓的具有復(fù)雜空間曲面的結(jié)構(gòu)。

③. 減少焊接量。

  盡量多選用軋制型材以減少焊縫，還可以利用沖壓件代替一部分焊接件；結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，角焊縫多且密集的部位，可用鑄鋼件代替；必要時(shí)可以適當(dāng)增加壁厚，以減少或取消加強(qiáng)筋板，從而減少焊接工作量。對于角焊縫，在保證強(qiáng)度要求的前提下，盡可能用最小的焊腳尺寸，因?yàn)楹缚p面積與焊腳高度的平方成正比。對于坡口焊縫，應(yīng)在保證焊透的前提下選用填充金屬最少的坡口形式。

④. 合理布置焊縫

  有對稱軸的焊接結(jié)構(gòu)，焊縫應(yīng)對稱布置，或接近對稱軸處，這有利于控制焊接變形；要避免焊縫交叉和密集，在結(jié)構(gòu)上焊縫交叉時(shí)，使重要焊縫連續(xù)，讓次要焊縫中斷，這有利于重要焊縫實(shí)現(xiàn)自動焊，保證其焊接質(zhì)量；盡可能使焊縫避開高應(yīng)力部位、應(yīng)力集中處、機(jī)械加工面和需要變質(zhì)處理的表面等。

⑤. 施工方便

  必須使結(jié)構(gòu)上每條焊縫都能施焊和方便質(zhì)量檢驗(yàn)，焊縫周圍要留有足夠的焊接和質(zhì)量檢驗(yàn)的操作空間；盡量使焊縫都能在工廠中焊接，減少現(xiàn)場的焊接量；減少手工焊接的工作量，擴(kuò)大自動焊接的工作量；對雙面焊縫，操作方便的一面用大坡口，施焊條件差的一面用小坡口，必要時(shí)改用單面焊雙面成形的接頭坡口形式和焊接工藝。盡量減少仰焊或立焊的焊縫，這樣的焊縫勞動條件差，不易保證質(zhì)量，而且生產(chǎn)率低。

⑥. 有利于生產(chǎn)組織和管理

  大型焊接結(jié)構(gòu)采用部件組裝的生產(chǎn)方式有利于組織和管理。因此，設(shè)計(jì)大型焊接結(jié)構(gòu)時(shí)，要進(jìn)行合理分段。分段時(shí)，一般要綜合考慮起重運(yùn)輸條件、焊接變形的控制、焊后熱處理、機(jī)械加工、質(zhì)量檢驗(yàn)和總裝配等因素。

 此外，應(yīng)注意結(jié)構(gòu)形式對焊接質(zhì)量的影響，盡量減少焊接接頭的數(shù)量，焊接坡口寸應(yīng)盡可能小，，焊縫之間要保持一定距離以防止焊縫集中，保證焊接工藝的可實(shí)施性，，在可能的情況下采用低匹配的焊縫，防止焊接接頭強(qiáng)度過高而塑性、韌性不足。

 不同結(jié)構(gòu)形式的焊接接頭，拘束度不同，，反映不同的受力狀態(tài)。因此，在不同的受力狀態(tài)下，對材質(zhì)和焊接接頭的性能應(yīng)有不同的要求。結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)得正確與否，不僅體現(xiàn)在整體結(jié)構(gòu)的可靠性上，還體現(xiàn)在焊接接頭設(shè)計(jì)的合理性上。另外，在接頭施焊時(shí)，接頭與結(jié)構(gòu)整體應(yīng)匹配。焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的工藝條件如下。

   a. 根據(jù)結(jié)構(gòu)的技術(shù)條件，找出最優(yōu)的焊接方法。甚至可根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析實(shí)現(xiàn)焊接工藝的難易程度，改變設(shè)計(jì)方案。

   b. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮焊接工藝的可行性，各種檢測的可行性，焊接變形是否易于控制，焊工操作是否方便、安全，能否保證焊接質(zhì)量。

   c. 選擇結(jié)構(gòu)形式時(shí)，要考慮減小拘束度，提高抗裂性。同時(shí)也要考慮工作條件，如介質(zhì)條件、溫度條件和載荷條件等對結(jié)構(gòu)抗裂性的作用。在選擇焊接材料時(shí)，可以選擇低匹配的焊接材料和高韌性的母材及焊接材料，以提高結(jié)構(gòu)的整體性能。

  d. 焊接接頭是整個(gè)焊接結(jié)構(gòu)件的關(guān)鍵部分，直接關(guān)系到焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量好壞，因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須選用合理的接頭形式。接頭幾何形狀應(yīng)盡可能不干擾應(yīng)力分布，避免截面上有突變的接頭，特別是在疲勞工作條件下更應(yīng)注意。對非等厚截面的對接焊縫，接頭設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使兩條中心線對直（圖6-3(a));把較厚部分加工到與較薄部分厚度相同（圖6-3(b));或采用堆焊使焊接區(qū)形成平滑過渡（圖6-3(c)).接頭的應(yīng)力集中系數(shù)越高，對接頭的平滑和逐漸過渡的要求就越高。

 焊接件在制造過程中的組裝精度也影響焊接接頭的性能。應(yīng)考慮連接板的幾何形狀，避免在有應(yīng)力疊加或應(yīng)力集中的區(qū)域布置焊縫，若不可避免，則應(yīng)作特殊考慮。為了易于預(yù)熱、焊接、焊后熱處理以及無損探傷，對接接頭最好由相同厚度的工件制成。

3. 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般程序

  新產(chǎn)品焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是指從市場調(diào)研到產(chǎn)品定下生產(chǎn)的全過程。焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般程序包括決策、設(shè)計(jì)、試制、定型生產(chǎn)和持續(xù)改進(jìn)幾個(gè)階段。其中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段的工作內(nèi)容主要是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，對設(shè)計(jì)對象進(jìn)行具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算以及作必要的試驗(yàn)，完成圖樣繪制和設(shè)計(jì)文件的編制等。大型復(fù)雜產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般又分初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和工作圖設(shè)計(jì)三個(gè)工作階段。

4. 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的評審

  焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的評審是質(zhì)量控制中的重要一環(huán)，目的是保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，使之符合計(jì)劃任務(wù)書或合同書要求，設(shè)計(jì)與制造出滿足用戶要求的產(chǎn)品。設(shè)計(jì)評審工作不局限在設(shè)計(jì)階段，它要持續(xù)到產(chǎn)品試制之后大批量投產(chǎn)之前。因?yàn)樵O(shè)計(jì)階段的成果仍停留在“圖紙”上，只有通過試生產(chǎn)，變成成品后才能對整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)做出全面的評價(jià)。

  評審是由不直接參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的或不直接承擔(dān)設(shè)計(jì)責(zé)任的企業(yè)中各方面的專家和有豐富經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員組成的評審委員會組織進(jìn)行。