焊接设计标准在燃气轮机研制中的应用

郭桃红

（中航工业沈阳发动机设计研究所，辽宁 沈阳 110015）

1 中俄焊接设计标准概述

俄罗斯焊接设计标准的编号及名称见表1，国内焊接标准见表2。

下面以某型燃气轮机为例，展开问题的论述。该燃气轮机因结构尺寸大、焊缝多等特点，表1所列标准在产品原设计中被广泛采用，因此具备一定代表性。

2 焊接设计标准应用对象

因具备结构设计灵活、焊前准备简单、成本低廉等优点，焊联接在工程研制中被广泛应用。但将表1与表2标准初步对比分析后我们发现，表1所列焊接标准的内容与表2所列标准的内容差异较大。在不影响工程研制进度情况下，如何消化国外标准，更好适应国内焊接需求成为关键。

3 俄罗斯焊接设计标准应用情况

3.1 对俄罗斯标准初步研究分析

表1 俄罗斯焊接设计标准编号及名称

表1中序号1标准是序号2～9标准的上层标准，主要规定了各类不同焊接方法形成的焊缝的画法和标注形式；序号2～9标准为序号1标准的子标准，分别详细规定了不同焊接的基本类型、结构要素和尺寸。序号2～9标准还对同一焊接接头类型、不同尺寸分别给定了焊接代号（焊接代号用字母和数字组合表示，字母不同则类型不同），且从整体看每一类型中尺寸分段是很细的，另外对于气体保护电弧焊接，按是否熔化分为4种并给出了特定的焊接方法代号。

3.2 中俄标准差异分析

综观中俄焊接标准，主要差异如下。

表2 常用国内焊接标准一览表

3.2.1 坡口尺寸

3.2.1.1 从标准数量看，俄标坡口尺寸控制标准8项，国内2项；

3.2.1.2 从标准内容看，俄标相比国内标准对坡口尺寸要求更为严格，俄标不仅尺寸分段细密且尺寸有偏差要求，国内标准尺寸分段相对稀少且尺寸未要求偏差。

3.2.2 接头形式

国内外标准均包括对接接头、T形接头、角接接头、搭接接头，但俄标还专门规定了带锐角或钝角的焊接接头形式（见表1中序号3、4）。

3.2.3 焊缝质量检查

国内分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3类焊接接头等级，一般焊接检验按各企业标准规定进行外观检查、表面缺陷检查（着色、荧光、磁粉检查）、内部缺陷检查，俄标焊缝分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4大类19个等级规定了必须进行的检查项目（见表3），不仅包括国内规定的各类检查还包括强度液压试验检查。国内外标准对比，俄标检验等级较细。

3.3 对俄罗斯标准的使用

鉴于燃机结构尺寸大、焊接强度要求高的特点，以及表1所列俄标全面、尺寸分段细、焊接检验控制研制等特点，在该燃机设计中大胆采用了全套俄标。

4 标准主要解决的问题

4.1 焊接质量

在通常的产品设计中，设计人员按表2标准给定焊接形式、焊接方法代号，特殊要求时给定焊接尺寸及焊料，无特殊要求时则焊接坡口尺寸则由焊接工艺人员按GB/T 985或GB/T 986自行确定。

我国的GB/T 985或GB/T 986坡口尺寸与俄标相比，尺寸分段宽、坡口尺寸控制粗旷（见表4、表5）。从中俄焊接设计标准差异对照可以看出，俄标在焊接坡口标准制定上考虑比我们周到、全面。坡口的形式、坡口尺寸是影响焊缝质量，保证焊接强度的重要因素，俄标在坡口控制上具有显著优越性，根据燃机特点，采用俄标更能保证焊缝强度。

表4 国内对接焊的坡口示意表

4.2 带角度的焊接

在通常的产品设计中，设计人员按表2标准给定焊接接头形式有对接接头、T形焊接接头，上述两类接头角度分别为180°、90°，如图1所示。而俄标除上述接头形式外，还增加了带角度（锐角或钝角）的焊接接头形式，详见表1中序号3、4，示例见表6。

图1 接头形式示意图

带角度的接头形式在实际焊连接组件中存在，特别是在某燃机设计过程中经常出现，因此采用俄标带角度的焊接标准，既满足了工件连接要求，又细化了焊接坡口尺寸及检验要求，保证了焊接质量要求。

5 结束语

表1中的标准直接在焊接工艺中贯彻执行，焊缝等级检验按相关企业标准进行，未发现任何问题。部组件焊接强度经在试车过程中进一步验证，完全满足了使用需求。

表3 焊缝等级、检验项目及检查等级

表5 俄标对接焊的坡口示意表

表6 带角度的接头形式示意表