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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(δ—δ1)不超过表1—2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1—8所示的单面或双面削薄；其削薄长度L≥3(δ—δ1)。

图1—8 不同厚度板材的对接 (a)单面削薄， (b)双面削薄

较薄板厚度δ1 ≤2～5 表1-2 >5～9 >9～12 >12 允许厚度差(δ—δ1) 1 2 3 4 (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1—9。这种接头受力状况不太好，常用于不重要的结构中。

图1—9 角接接头

(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1—10。

图1—10 T形接头

(四)搭接接头

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两件部分重叠构成的接头叫搭接接头，见图1—11。

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(δ1+δ2)，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)、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(不必翻转焊件)，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1—12。

(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。

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图1—12 坡口的几何尺寸

三、焊接位置种类

根据GB／T3375—94《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1—13 焊缝倾角

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1—14。

图1—14 焊缝转角

(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)。

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图1—15 各种焊接位置

(a)平焊 (b)横焊 (c)立焊 (d)仰焊 (e)平角焊 (f)仰角焊

(2)横焊位置 焊缝倾角0°，180°；焊缝转角0°，180°的对接位置，见图1—15(b)。 (3)立焊位置 焊缝倾角90°(立向上)，270°(立向下)的焊接位置，见图1—15(c)。 (4)仰焊位置 对接焊缝倾角0°，180°；转角270°的焊接位置，如图1—15(d)。 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，见图1—15(e)。 (6)仰角焊位置 倾角0°，180°；转角225°，315°的角焊位置，见图1—15(f)。 在平焊位置、横焊位置、立焊位置、仰焊位置进行的焊接分别称为平焊、横焊、立焊、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 3375—94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。

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