焊接設計標準在燃氣輪機研制中的應用

郭桃紅

（中航工業沈陽發動機設計研究所，遼寧 沈陽 110015）

1 中俄焊接設計標準概述

俄羅斯焊接設計標準的編號及名稱見表1，國內焊接標準見表2。

下面以某型燃氣輪機為例，展開問題的論述。該燃氣輪機因結構尺寸大、焊縫多等特點，表1所列標準在產品原設計中被廣泛采用，因此具備一定代表性。

2 焊接設計標準應用對象

因具備結構設計靈活、焊前準備簡單、成本低廉等優點，焊聯接在工程研制中被廣泛應用。但將表1與表2標準初步對比分析后我們發現，表1所列焊接標準的內容與表2所列標準的內容差異較大。在不影響工程研制進度情況下，如何消化國外標準，更好適應國內焊接需求成為關鍵。

3 俄羅斯焊接設計標準應用情況

3.1 對俄羅斯標準初步研究分析

表1 俄羅斯焊接設計標準編號及名稱

表1中序號1標準是序號2～9標準的上層標準，主要規定了各類不同焊接方法形成的焊縫的畫法和標注形式；序號2～9標準為序號1標準的子標準，分別詳細規定了不同焊接的基本類型、結構要素和尺寸。序號2～9標準還對同一焊接接頭類型、不同尺寸分別給定了焊接代號（焊接代號用字母和數字組合表示，字母不同則類型不同），且從整體看每一類型中尺寸分段是很細的，另外對于氣體保護電弧焊接，按是否熔化分為4種并給出了特定的焊接方法代號。

3.2 中俄標準差異分析

綜觀中俄焊接標準，主要差異如下。

表2 常用國內焊接標準一覽表

3.2.1 坡口尺寸

3.2.1.1 從標準數量看，俄標坡口尺寸控制標準8項，國內2項；

3.2.1.2 從標準內容看，俄標相比國內標準對坡口尺寸要求更為嚴格，俄標不僅尺寸分段細密且尺寸有偏差要求，國內標準尺寸分段相對稀少且尺寸未要求偏差。

3.2.2 接頭形式

國內外標準均包括對接接頭、T形接頭、角接接頭、搭接接頭，但俄標還專門規定了帶銳角或鈍角的焊接接頭形式（見表1中序號3、4）。

3.2.3 焊縫質量檢查

國內分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3類焊接接頭等級，一般焊接檢驗按各企業標準規定進行外觀檢查、表面缺陷檢查（著色、熒光、磁粉檢查）、內部缺陷檢查，俄標焊縫分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4大類19個等級規定了必須進行的檢查項目（見表3），不僅包括國內規定的各類檢查還包括強度液壓試驗檢查。國內外標準對比，俄標檢驗等級較細。

3.3 對俄羅斯標準的使用

鑒于燃機結構尺寸大、焊接強度要求高的特點，以及表1所列俄標全面、尺寸分段細、焊接檢驗控制研制等特點，在該燃機設計中大膽采用了全套俄標。

4 標準主要解決的問題

4.1 焊接質量

在通常的產品設計中，設計人員按表2標準給定焊接形式、焊接方法代號，特殊要求時給定焊接尺寸及焊料，無特殊要求時則焊接坡口尺寸則由焊接工藝人員按GB/T 985或GB/T 986自行確定。

我國的GB/T 985或GB/T 986坡口尺寸與俄標相比，尺寸分段寬、坡口尺寸控制粗曠（見表4、表5）。從中俄焊接設計標準差異對照可以看出，俄標在焊接坡口標準制定上考慮比我們周到、全面。坡口的形式、坡口尺寸是影響焊縫質量，保證焊接強度的重要因素，俄標在坡口控制上具有顯著優越性，根據燃機特點，采用俄標更能保證焊縫強度。

表4 國內對接焊的坡口示意表

4.2 帶角度的焊接

在通常的產品設計中，設計人員按表2標準給定焊接接頭形式有對接接頭、T形焊接接頭，上述兩類接頭角度分別為180°、90°，如圖1所示。而俄標除上述接頭形式外，還增加了帶角度（銳角或鈍角）的焊接接頭形式，詳見表1中序號3、4，示例見表6。

圖1 接頭形式示意圖

帶角度的接頭形式在實際焊連接組件中存在，特別是在某燃機設計過程中經常出現，因此采用俄標帶角度的焊接標準，既滿足了工件連接要求，又細化了焊接坡口尺寸及檢驗要求，保證了焊接質量要求。

5 結束語

表1中的標準直接在焊接工藝中貫徹執行，焊縫等級檢驗按相關企業標準進行，未發現任何問題。部組件焊接強度經在試車過程中進一步驗證，完全滿足了使用需求。

表3 焊縫等級、檢驗項目及檢查等級

表5 俄標對接焊的坡口示意表

表6 帶角度的接頭形式示意表