焊接工艺基础知识.docx

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1、第四节焊接工艺基础知识一、焊接接头的种类及接头型式焊接中，由于焊件的厚度、结构及使用条件的不同，其接头型式及坡口形式也不同。焊接接头型式有：对接接头、T形接头、角接接头及搭接接头等。（一）对接接头两件表面构成大于或等于135 ,小于或等于180夹角的接头，叫做对接接头。在各种焊接结构中它是采用最多的一种接头型式。钢板厚度在6mm以下，除重要结构外，一般不开坡口。厚度不同的钢板对接的两板厚度差 （8Si）不超过表12规定时，则焊缝坡口的基本 形式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选取；否则，应在厚板上作出如图18所示的单面或双面削薄；其削薄长度 L 3（ 8 8 1）。（） 图1 8不同厚度板材的对接（

2、a）单面削薄，（b）双面削薄表1-2较薄板厚度8 1W 25599 1212允许厚度差（8 81）1234（二）角接接头两焊件端面间构成大于 30。、小于135夹角的接头，叫做角接接头，见图19。这种接头受力状况不太好，常用于不重要的结构中。（a）I形坡口；（b）带钝边单边V形坡口（三）T形接头一件之端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头，叫做T形接头，见图110。图1 10 T形接头111。（四）搭接接头两件部分重叠构成的接头叫搭接接头，见图W(b)(e图1 11搭接接头(a)I形坡口，(b)圆孔内塞焊；(c)长孔内角焊搭接接头根据其结构形式和对强度的要求，分为不开坡口、圆孔内塞焊和长孔内

3、角焊三种形式，见图1 11。I形坡口的搭接接头，一般用于厚度12mm以下的钢板，其重叠部分 2(8 1+8 2),双面焊接。这种接头用于不重要的结构中。当遇到重叠部分的面积较大时，可根据板厚及强度要求，分别采用不同大小和数量的圆 孔内塞焊或长孔内角焊的接头型式。二、焊缝坡口的基本形式与尺寸(一)坡口形式根据坡口的形状，坡口分成 I形(不开坡口卜V形、Y形、双Y形、U形、双U形、单 边V形、双单边Y形、J形等各种坡口形式。V形和Y形坡口的加工和施焊方便 (不必翻车t焊件)，但焊后容易产生角变形。双Y形坡口是在 V形坡口的基础上发展的。当焊件厚度增大时， 采用双Y形代替V形坡口，在同样厚度下，可减

4、少焊缝金属量约1/2,并且可对称施焊，焊后的残余变形较小。缺点是焊接过程中要翻转焊件，在筒形焊件的内部施焊，使劳动条件变差。U形坡口的填充金属量在焊件厚度相同的条件下比V形坡口小得多，但这种坡口的加工较复杂。(二)坡口的几何尺寸(1)坡口面待焊件上的坡口表面叫坡口面。(2)坡口面角度和坡口角度待加工坡口的端面与坡口面之间的夹角叫坡口面角度，两坡口面之间的夹角叫坡口角度，见图112。(3)根部间隙 焊前在接头根部之间预留的空隙叫根部间隙，见图1 12。其作用在于打底焊时能保证根部焊透。根部间隙又叫装配间隙。(4)钝边 焊件开坡口时，沿焊件接头坡口根部的端面直边部分叫钝边，见图1 12。钝边的作用

5、是防止根部烧穿。(5)根部半径 在J形、U形坡口底部的圆角半径叫根部半径(见图1 12)。它的作用是增大坡口根部的空间，以便焊透根部。图1 12坡口的几何尺寸三、焊接位置种类根据GB/T337594焊接术语的规定，焊接位置，即熔焊时，焊件接缝所处的空 间位置，可用焊缝倾角和焊缝转角来表示。有平焊、立焊、横焊和仰焊位置等。焊缝倾角，即焊缝轴线与水平面之间的夹角，见图1 13。图113焊缝倾角1图114焊缝转角焊缝转角，即焊缝中心线(焊根和盖面层中心连线)和水平参照面 Y轴的夹角，见图 14。(1)平焊位置焊缝倾角0 ,焊缝转角90。的焊接位置，见图1 15(a)。(0图1 15各种焊接位置（a）

6、平焊（b）横焊立焊（d）仰焊（e）平角焊仰角焊见图 115(b)。1 15(c)。1 15(d)。见图 115（e）。1 15。立焊、（2）横焊位置 焊缝倾角0。，180。；焊缝转角0。，180。的对接位置， 立焊位置 焊缝倾角90 （立向上），270 （立向下）的焊接位置，见图 （4）仰焊位置 对接焊缝倾角0。，180。；转角270。的焊接位置，如图 此外，对于角焊位置还规定了另外两种焊接位置。（5）平角焊位置 角焊缝倾角0。，180。；转角45。，135。的角焊位置， （6）仰角焊位置 倾角0 , 180 ;转角225 , 315的角焊位置，见图 在平焊位置、横焊位置、立焊位置、仰焊位置进

7、行的焊接分别称为平焊、横焊、仰焊。T形、十字形和角接接头处于平焊位置进行的焊接称为船形焊。在工程上常用的水平 固定管的焊接，由于在管子 360。的焊接中，有仰焊、立焊、平焊，所以称全位置焊接。当 焊件接缝置于倾斜位置（除平、横、立、仰焊位置以外 ）时进行的焊接称为倾斜焊。四、焊缝形式及形状尺寸（一）焊缝形式焊缝按不同分类方法可分为下列几种形式：（1）根据GB/T 337594的规定，按焊缝结合形式，分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、 槽焊缝和端接焊缝五种：1）对接焊缝：在焊件的坡口面间或一零件的坡口面与另一零件表面间焊接的焊缝，2）角焊缝：沿两直交或近直交零件的交线所焊接的焊缝。3）端接焊缝：构成

8、端接接头所形成的焊缝。4）塞焊缝：两零件相叠，其中一块开圆孔，在圆孔中焊接两板所形成的焊缝，只在孔内 焊角焊缝者不称塞焊。5）槽焊缝：两板相叠，其中一块开长孔，在长孔中焊接两板的焊缝，只焊角焊缝者不称 槽焊。（2）按施焊时焊缝在空间所处位置分为平焊缝、立焊缝、横焊缝及仰焊缝四种形式。（3）按焊缝断续情况分为连续焊缝和断续焊缝两种形式。断续焊缝又分为交错式和并列式两种（图1 16）,焊缝尺寸除注明焊脚 K外，还注明断续焊缝中每一段焊缝的长度l和间距e,并以符号“ Z”表示交错式焊缝。（b）图1 16断续角焊缝（a）交错式（b）并列式（二）焊缝的形状尺寸焊缝的形状用一系列几何尺寸来表示，不同形式的

9、焊缝，其形状参数也不一样。1 .焊缝宽度焊缝表面与母材的交界处叫焊趾。焊缝表面两焊趾之间的距离叫焊缝宽度，如图117。2 .余高超出母材表面焊趾连线上面的那部分焊缝金属的最大高度叫余高，见图1 18。在静载下它有一定的加强作用， 所以它又叫加强高。但在动载或交变载荷下， 它非但不起加强作用， 反而因焊趾处应力集中易于促使脆断。所以余高不能低于母材但也不能过高。手弧焊时的余高值为03mm。图118 余高1 19。3 .熔深在焊接接头横载面上，母材或前道焊缝熔化的深度叫熔深，见图图119 熔深（a）对接接头熔深（b）搭接接头熔深（c）T形接头熔深4.焊缝厚度在焊缝横截面中，从焊缝正面到焊缝背面的距

10、离，叫焊缝厚度，见图120。(4)(b)图1 20 焊缝厚度及焊脚（a）凸形角焊缝（b）凹形角焊缝焊缝计算厚度是设计焊缝时使用的焊缝厚度。对接焊缝焊透日寸它等于焊件的厚度；角焊缝时它等于在角焊缝横截内画出的最大直角等腰三角形中，从直角的顶点到斜边的垂线长度，习惯上也称喉厚，见图120。5 .焊脚角焊缝的横截面中，从一个直角面上的焊趾到另一个直角面表面的最小距离，叫做焊脚。在角焊缝的横截面中画出的最大等腰直角三角形中直角边的长度叫焊脚尺寸，见图1 20。6 .焊缝成形系数昌晶配图1 21焊缝成形系数的计算熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝宽度（B）与焊缝计算厚度（H）的比值（6=B/H）,叫焊缝成形

11、系数，见图1 21。该系数值小，则表示焊缝窄而深，这样的焊缝中容易产生气孔和 裂纹，所以焊缝成形系数应该保持一定的数值，例如埋弧自动焊的焊缝成形系数6要大于1. 3。7.熔合比是指熔焊时，被熔化的母材在焊道金属中所占的百分比。各种接头、坡口和“缝的形式见表1 3。表1 3 各种坡口、接头及焊缝形式序号境口阳式接去招式焊崎形式J19，对接接头对接辑界13城口形式然头彩式E接头H W 就接焊理i期充同融 带里始H接 悔头对接姆磁垮时推接去我面惮V愍边）对核 接关对接怦缠V形对接 捱臭对提好鞋V股对接接头盾凌舞（有搬部X塞 褶愧边）对接 接更对接炜StV形 （槽耗边）H髅 接头对接焊毙 和南鄢* 的

12、蛆合坪X形将快由1排头时接对袅包喊1密对接 捷头单边V形对接接头对接埠量界边V彬 1带钝边. 理板M始对接 接决时接物埴坡口形式屋头形式煤绫形式单边V影 （带”边）对接 接头对接煌绕和 用接焊St的 组合Mfifp i?i v 杉 （带饨边）对接接头同接应货和 却用焊缝的 组合邺缓小边V影T形 接头/劝接坟缝 .1形T形 接头ffl母地K彩T形 接头对接坟缝K形T形 接头M接埃虢和 俗饵绕的组 合惮绕K形 （带饨边）丁形接头对接年经然边V影T形 接头对接毋线K年十字 接头接处缝序号141516171819202122序号TO图坡口形式接头形式知经形式十字 接头331形的灯缝24I- -J形接头

13、 搭接角焊缝2s客以搭 接接头甯坟绫261饵接L槽饵缴27:L 1单边V形 （希处边）角接 接头用接惮转28展八由vi 对 7J接头 的按的脚绕， 4m y29灯角1R 接去得炸缝1 渝接头 他接30中的焊桂31-谓接 接头增接炸软公管的饵缝32QLZj按头序号3840城口形式展具质式炜翌形大料时接美对搂搔头J形帝饨苴头1 Q 对接楼 头存 1- 对接惮城对播抨师此整悴健对接饵镜喇叭形五、焊缝符号表示法焊缝符号一般由基本符号和指引线组成。必要时还可以加上辅助符号、补充符号和焊缝尺寸符号等。(一)符号根据GB324 88焊缝符号表示法的规定，焊缝符号可以分为以下几种：(1)基本符号基本符号是表示

14、焊缝横截面形状的符号，见表1 4。(2)辅助符号辅助符号是表示焊缝表面形状特征的符号，见表15。应用示例见表1 6。(3)补充符号补充符号是为了补充说明焊缝的某些特征而采用的符号，见表 17。应用示例见表 18 o表14基本符号序号示意用卷融擦 缝”卷边 完全熔化，1愚舞st力！IIV形墀缝单边V惶 缝带钝边V 形焊缝17/ .W带情边单边V形惮缝带徒边J 昭焊勒轴底仰叁4图133焊件倾角对焊缝形状的影响(a)下坡焊 (b)上坡焊下坡焊时焊件倾角的影响(d)上坡焊时焊件倾角的影响当进行上坡焊时, 热熔池底部的金属，熔池液体金属在重力和电弧力作用下流向熔池尾部,电弧能深入到加因而使焊缝厚度和余高都增加。同时，熔池前部加热作用减弱，电弧摆动范围减小，因此焊缝宽度减小。上坡角度愈大，影响也愈明显。上坡角度。6 12时，焊缝就会因余高过大，两侧出现咬边而使成形恶化，见图1-33(d)o因此，在自动电弧焊时，实际上总是尽量避免采用上坡焊。下坡焊的情况正好相反，即焊缝厚度和余高略有减小，而焊缝宽度略有增加。 因此倾角。26尸”0. 6。d 99(k 0160. 0D417.89. !l,36.914.7注：鸨棒端部 45 ;弧长2mm电流150A;焊接速度300mm/min。