一、焊接接头-种类及接头形式
在焊接的时候，鉴于焊件的厚度不一样，且结构与使用条件存在差异，所以其接头形式以及坡口形式也是不一样的。焊接接头形式包含：对接接头，T形接头，角接接头还有搭接接头等。
（一）对接接头
具有两件之间生成的夹角，该夹角大于或等于一百三十五度，同时小于或等于一百八十度，这样的接头，被称作对接接头。于各种不同的焊接结构之时，它属于采用数量最多的那种接头形式。
钢板厚度在6mm以下，除重要结构外，一般不开坡口。
当厚度不一样的钢板对接时，若两板厚度差（δ—δ1）没有超过表1—2所规定的情况，那么焊缝坡口的基本形式以及尺寸会依据较厚板的尺寸数据去选取，不然的话，则要在厚板上做出如同图1—8所展示的单面又或者双面削薄，其削薄长度L ≥3（δ—δ1）。
（a）单面削薄 （b）双面削薄
图1—8 不同厚度板材的对接
表1-2
（二）角接接头
两金属焊接 彼此处于端面之间，所形成的夹角大于 30 度，同时小于 135 度的这种接头，被称作角接接头，可参考图 1—9 所示。此接头在受力方面的状况并非特别理想，故而常常被应用于重要程度不高的结构当中。
（a）I形坡口（b）带钝边单边V形坡口
图1—9 角接接头
（三）T形接头
有那么一种接头，其为一件的端面同另一件表面形成直角或者近似直角的状况，这种接头被称作T形接头，可参见图1—10。
图1—10 T形接头
（四）搭接接头
两件部分重叠构成的接头叫搭接接头，见图1—11。
（a）I形坡口（b）圆孔内塞焊（c）长孔内角焊
图1—11 搭接接头
依据其结构形式以及对强度的要求，搭接接头被划分成三种形式，分别是不开坡口，还有圆孔内塞焊，还有长孔内角焊，如图1—11所示。
用于厚度在12mm以下钢板的I形坡口搭接接头，其重叠部分要大于或等于2（δ1 + δ2），采用双面焊接，且这种接头应用于不重要的结构当中。
当遭遇重叠部分面积较大这种情况时，能够依据板厚以及强度要求，分别运用不同大小与数量的圆孔内塞焊、或者采用长孔内角焊的接头形式。
二、焊缝坡口的基本形式与尺寸
（一）坡口形式
按照坡口的形状，坡口被划分成，I形也就是不开坡口，还有V形，以及Y形，双Y，形，U形，双U形，单边V形，双单边Y形，J形等各类坡口形式。
V形坡口的加工以及施焊较为方便，其不必翻转焊件，Y形坡口同样如此，然而焊后容易出现角变形。
双Y形坡口源起于在V形坡口之上演变而来，当焊件厚度有所增加之际，运用双Y形替换V形坡口，于同样厚度的状况条件下，能够减少焊缝金属量大概1/2，而且能够进行对称施焊，焊好以后的残余变形相对较小，其不足之处在于焊接进程当中需要翻转焊件，在筒形焊件的内部开展施焊操作，致使劳动条件趋向变差。
在焊件厚度相同的情形下，U形坡口的填充金属量相较于V形坡口会小很多，然而这种坡口的加工是比较复杂的。
（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）对于待加工坡口，存在坡面角度与坡口角度这各异称谓，所说之坡面角度便是已加工而成的坡口的端面跟坡面中间所成的夹角，而所谓的坡口角度则是两个坡面之间形成的夹角，具体情况可参照图1—12。
（3）位于接头根部之间，焊前预留的空隙被称作根部间隙，可见图1—12 ，它的作用是在进行打底焊的时候，能够保障根部实现焊透，而根部间隙也被叫做装配间隙。
（4）焊件开坡口之际，沿焊件接头处坡口根部的那个端面直边部分，将其称作钝边，如图1—12所示。钝边所具备的作用是用以预防根部出现烧穿现象。
（5）呈现在J形、U形坡口底部的圆角半径就是根部半径，（见图1—12），其作用在于，增大坡口根部所在空间，从而达成焊透根部的目的。
图1—12 坡口的几何尺寸
三、焊接位置种类
按照GB／T3375—94《焊接术语》给出的规定，焊接位置，也就是在熔焊期间，焊件接缝所在处在的空间位置，能够借由焊缝倾角与焊缝转角把它表示出来。存在平焊位置，有立焊位置，有横焊位置以及还有仰焊位置等。
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，是指焊缝中心线，也就是焊根与盖面层中心的连线，和水平参照面Y轴所形成的夹角，可查看图1—14。
图1—14 焊缝转角
（1）焊缝倾角为0°、焊缝转角为90°的那种焊接位置，也就是平焊位置，其图示可见图1—15（a）。
（a）进行平焊操作，（b）开展横焊作业，（c）实施立焊工作，（d）执行仰焊任务，（e）开启平角焊行动，（f）推行仰角焊举措。
图1—15 各种焊接位置
（2）焊缝倾角为0°以及180°，焊缝转角为0°以及180°的对接位置处于横焊那种位置，可查看图1—15（b）。
（3）进行焊接之际，在立焊位置，该位置系：焊缝倾角呈现为90°（即为立向上的情况），以及270°（此为立向下的状况）的那种焊接位置，其具体情形可见图1—15（c）。
（4）焊接位置处于仰焊，对接焊缝的倾角是 0°以及 180°，转角为 270°这类情况，像图 1—15（d）所呈现的那样。
此外，对于角焊位置还规定了另外两种焊接位置。
（5）平角焊所处位置，角焊缝的倾角为0°以及180°，转角是45°还有135°的这种角焊位置，可查看图1—15（e）。
（6）仰角实施焊接之时的位置，其倾角处于0°以及180°的状况，转角为225°还有315°那样的角实施焊接的位置，具体详情可见图1—15（）f）。
于平焊位置开展的焊接，被称作平焊，在横焊位置开展的焊接，叫做横焊，于立焊位置进行的焊接，称作立焊，在仰焊位置进行的焊接，称为仰焊。T形、十字形以及角接接头处于平焊位置实施的焊接，叫做船形焊。工程里常用的水平固定管的焊接，鉴于在管子360°的焊接进程中，存在仰焊、立焊、平焊，故而称全位置焊接。当焊件接缝处在倾斜位置（除去平、横、立、仰焊位置之外）时进行的焊接，被称为倾斜焊。
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）按照GB／T 3375—94给出的规定指出，依据焊缝结合的形式来划分，存在着对接焊缝，还有角焊缝这一种，塞焊缝也是其中之一，槽焊缝同样在此列，另外还有端接焊缝，总共是五种。
1）对接焊缝，是在焊件的坡口面之间焊接而成的焊缝，或者是在一零件的坡口面及另一零件表面之间焊接而成的焊缝。
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）两零件相互叠放，其中一块开有圆孔，在该圆孔之中焊接两块板从而形成的焊缝，此为塞焊缝，若仅仅在孔内焊接角焊缝则不称作塞焊。
5）槽焊缝是，两板相互叠放，其中一块板开有长孔，在这个长孔之中对两板进行焊接所形成的焊缝，仅仅只焊接角焊缝的情况不称作槽焊。
（2）施焊的时候，焊缝在空间所处的位置，据此分为平焊缝，立焊缝，横焊缝，以及仰焊缝，这般会形成四种形式。
（3）按焊缝断续情况分为连续焊缝和断续焊缝两种形式。
焊缝被划做的其中一类是断续焊缝，它又分成了两种类型，分别是交错式以及并列式（图1—16），不仅焊缝尺寸在注明焊脚K之外，还注明了间隔距离e和每一段焊缝的长度l，而交错式焊缝用符号“Z”来表示。
（a）交错式（b）并列式
图1—16 断续角焊缝
（二）焊缝的形状尺寸
焊缝的模样是借由一系列几何尺寸给予呈现的，形态各异的焊缝，其形状方面的参数并非相同。
（1）焊缝宽度
把焊趾说成是焊缝表面跟母材相交接的那个地方，将焊缝宽度定义为焊缝表面处于两焊趾之间的那段距离，就如同图1 – 17所呈现的那样。
图1—17焊缝宽度
（2）余高
焊趾连线之上超出母材那个表面的，那部分焊缝金属的最大高度，被称作余高，可看图1—18。在静载状况下它具备一定加强作用，故而它又被叫做加强高。然而在动载或者交变载荷条件下，它不但起不到加强作用，反而由于焊趾处应力集中，易于促使脆断。所以余高既不能低于母材，同时也不能过高。手弧焊时余高值是0～3mm。
图1—18 余高
（3）熔深
于焊接接头横载面之上，母材或者先前一道焊缝所熔化的深度被称作熔深，这里可以参考图1—19。
（a）对接接头熔深（b）搭接接头熔深（c）T形接头熔深
图1—19 熔深
（4）焊缝厚度
于焊缝横截面里头，自焊缝正面朝着焊缝背面的那个距离，被称作焊缝厚度，可见图1—20。
（a）凸形角焊缝（b）凹形角焊缝
图1—20 焊缝厚度及焊脚
在设计焊缝期间会用到的焊缝厚度，就是焊缝计算厚度。当对接焊缝焊透之际，它等同于焊件的厚度；在角焊缝的情况下，它是在角焊缝横截内所画出的最大直角等腰三角形里，从直角的顶点朝着斜边的垂线长度，通常也被称作喉厚，具体可见图1—20。
（5）焊脚
有这样一种情况，在角焊缝的横截面里边，可以发现，会存在那个从一个直角面上其一端焊趾位置开始，往另一个直角面表面方向去量取的最小距离，这特定的这种距离是有专门称呼的，被叫做焊脚。另外呢，当在角焊缝的横截面当中去进行绘制，能画出最大的等腰直角三角形，此三角形直角边所具有的长度，它被称作焊脚尺寸，相关图示可参考图1—20。
（6）焊缝成形系数
图1—21 焊缝成形系数的计算
进行熔焊时，在单道焊缝的横截面上，存在焊缝宽度（B）与焊缝计算厚度（H）的比值（此比值为φ＝B／H），这个比值被称作焊缝成形系数，相关情况可见图1—21。该系数的值要是小，那就意味着焊缝窄且深，像这样的焊缝之中比较容易产生气孔以及裂纹，故而焊缝成形系数应当维持一定的数值，举例来说，埋弧自动焊的焊缝成形系数φ需大于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、坡口和焊缝的形式见表1—3。
表1—3 各种坡口、接头及焊缝形式
五、焊缝符号表示法
形成焊缝的符号通常是由基本的符号以及指引线组合而成的。在有需求的情况下，还能够增添辅助的符号、额外补充的符号以及表示焊缝尺寸的符号等等。
（一）符号
按照GB324—88《焊缝符号表示法》给出的规定，焊缝符号能够分成以下几种：。
（1）基本符号
基本符号是表示焊缝横截面形状的符号，见表1—4。
表1—4基本符号
注意啦，有一点要说明，便是：其一，那种并非是完全将其熔化状态的卷边焊缝呢，它是采用I形焊缝符号去进行表示呈现的，而且还要额外加注上焊缝有效厚度S。
（2）辅助符号
用来表示焊缝表面形状特征的符号是辅助符号，其可见于表1—5中 ，应用方面的例子则可见表1—6里。
表1—5辅助符号
表1—6 辅助符号的应用示例
（3）补充符号
补充符号是那为了就某些特定内容以起到对焊缝进行若干特征作出补充说明作用而被采用的符号，其具体呈现于表 1—7。而有关应用示例则是被展示在表 1—8中。
表1—7补充符号
表1—8 补充符号应用示例
（二）符号在图纸上的位置
（1）基本要求
齐全的焊缝表示方式，除了上述提及的基本符号，以及辅助符号，还有补充符号之外，还涵盖指引线，并且包括焊缝尺寸符号以及数据。
指引线一般是由一部分带有箭头的指引线，也就是简称箭头线的部分，以及两条基准线组成，其中一条是实线，另一条是虚线。如图1—22所示。
图1—22 指引线
（2）箭头线和接头的关系
图1—23和图1—24给出的示例说明下列术语的含义：
（a）焊缝在箭头侧（b）焊缝在非箭头侧
图1—23 带单角焊缝的T形接头
图1—24 双角焊缝的十字接头
a. 接头的箭头侧
b. 接头的非箭头侧
（3）箭头线的位置
箭头线跟焊缝相对的位置，通常没特别要求，可看一下图1—25（a）、（b） ，然而在对单边V、单边Y、J形焊缝做标注时，箭头线得指向有坡口的那一侧工件，能瞧瞧图1—25（c）、（d） ，必要的情况下，允许箭头线弯折一回，就像图1—26那样。
图1—25 箭头线的位置
图1—26 弯折的箭头线
（4）基准线的位置
基准线的虚线可以画在基准线的实线下侧或上侧。
基准线通常是要跟图样的底边互相平行的，然而呢，在特殊特殊的情形状况下，它也是能够和底边相互垂直的。
（5）基本符号相对基准线的位置
关于基本符号相对基准线的位置，可查看图1—27（a），也可查看图1—27（b），还能查看图1—27（c），又或者查看图1—27（d）；在进行对称焊缝以及双面焊缝的标注时，是不添加虚线的。
图1—27 基本符号相对基准线的位置
（三）焊缝尺寸符号及其标注位置
（1）焊缝尺寸符号，见表1—9。
表1—9焊缝尺寸符号
（2）焊缝尺寸符号及数据的标注原则，如图1—28：
1）焊缝横截面上的尺寸标在基本符号的左侧；
2）焊缝长度方向尺寸标在基本符号的右侧；
图1—28 焊缝尺寸的标注原则
3）坡口角度的尺寸，坡口面角度的尺寸，根部间隙的尺寸等标注在基本符号的上侧，或者标注在基本符号的下侧。
4）相同焊缝数量符号标在尾部；
5）要是存在着需要去进行标注的尺寸数据数量比较多，同时又不容易去分辨清楚的情况，那么能够在数据的前面增添相应的尺寸符号。要是发生箭头线的方向进行变化这样的状况，上述所讲的原则是不会改变的。
（3）关于尺寸符号的说明
1）在基本符号右边，没有任何标注，并且也没有其他说明的情况下，它表示焊缝针对工件整个长度而言是连续的。
2）于基本符号处于左侧，并无任何标注，同时又不存在其他说明的状况下，意味着对接焊缝需完全焊透。
3）塞焊缝、槽焊缝带有斜边时，应该标注孔底部的尺寸。
六、焊接工艺参数及其对焊缝形状的影响
选定各项参数（像焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等）来保证焊接质量，如此在焊接时，这些参数的总称就叫做焊接工艺参数。至于熔焊时，由焊接热源输入给单位长度焊缝上的能量焦尔/厘米或者焦尔/毫米，（J/cm或J/mm），这个被称作热输入的，其实就是所谓的线能量。
线能量的计算公式为：
式中 Q——线能量，J/cm或J/mm；
I——焊接电流，A；
U——电弧电压，V；
V——焊接速度，cm/s或mm/s。
下述为某焊接性试验的焊接工艺参数，焊条直径为4mm，焊接电流是180A，电弧电压为24V，焊接速度为150mm/min，试求其线能量。
解：线能量
答：该试验的线能量为1728J/mm。
（一）焊接电流
在其他条件维持不变的情况下，倘若增加焊接电流，那么焊缝厚度会增加，并且余高也会增加，然而焊缝宽度却大致保持不变（或者说是稍有增加），可参考图 1—29，这乃是埋弧自动焊时所得到的实验结果。剖析这些现象背后的原因在于：
（1）当焊接电流出现增加的情况时，电弧所产生的热量会随之增加，基于此，熔池的体积以及弧坑的深度都会跟随着电流的变化而增加，所以当冷却过程结束之后，焊缝的厚度就会呈现出增加的态势。
（2）焊接电流增大之际，焊丝的熔化数量同样增多，所以焊缝的剩余高度也跟着提升。要是运用不填充焊丝的钨极氩弧焊，那么剩余高度便不会增长。
（3）焊接电流增大之际，一方面，电弧截面会稍有增加，进而致使熔宽加大；另一方面，电流加大促使弧坑深度加大。鉴于电压未变，故而弧长亦不变，致使电弧潜入熔池，令电弧摆动范围缩小，于是促使熔宽减小。因两者共同发挥的作用，所以实际上熔宽近乎保持不变。
图1—29 焊接电流对焊缝形状的影响
H—焊缝厚度 B—焊缝宽度 d—余高 I—焊接电流
（二）电弧电压
当别的条件保持不变之时，电弧电压出现增长，焊缝宽度会显著加大而焊缝厚度以及余高将会略微减少一点儿，可见图1—30。理由是电弧电压的增减意味着电弧时长的增减，如此一来由于电弧摆动范围得到扩展进而致使焊缝宽度加大。其次，弧长增添后，电弧的热量损耗加大，故而用于熔化母材与焊丝的热量变少，相应地焊缝厚度以及余高就会稍微变小。
图1—30 电弧电压对焊缝形状的影响
据此可知，电流乃是决定焊缝厚度的关键要素，然而电压却是影响焊缝宽度的主要因素。所以，为获取优良的焊缝形状，也即获取契合要求的焊缝成形系数，这两个因素是相互限制的，也就是说限定的电流要搭配限定的电压，不可以在大范围随意变动其中一个参数。
（三）焊接速度
对焊缝厚度以及焊缝宽度而言，焊接速度有着明显影响。一旦焊接速度有所增加，焊缝厚度会大幅下降，焊缝宽度同样会大幅下降，如图1—31所示。之所以如此，是因为当焊接速度增加之际，焊缝里单位时间当中输入的热量减少了。
图1—31 焊接速度对焊缝形状的影响
考虑到焊接生产率，焊接得越快越好。然而，当焊缝厚度有一定要求时，要提高焊接速度，就需要进一步提升焊接电流以及电弧电压，所以，这三个工艺参数应当综合起来选用。
（四）其他工艺参数及因素对焊缝形状的影响
电弧焊存在除上述三个主要工艺参数之外的情况，有其他一些工艺参数，还有一些因素，这些对焊缝形状具备一定的影响。
（1）电极直径，以及焊丝外伸长，倘若在其他条件维持不变的情况下，将减小电极（也就是焊丝）直径，如此一来，这不仅会致使电弧截面变小，此外还会使电弧的摆动范围有所缩小，故而焊缝厚度以及焊缝宽度届时都会减小。
焊丝外伸长是指，从焊丝跟导电嘴的接触点开始，到焊丝末端的那段长度，也就是焊丝上通电的那部分长度。当电流在焊丝的外伸长上面通过的时候，会产生电阻热。所以，当焊丝外伸长增加的时候，电阻热也会增加，焊丝熔化速度变快，于是余高增加。焊丝直径越小或者材料电阻率越大的时候，这种影响就越明显。实践证明，对于结构钢焊丝而言，直径在5mm以上的粗焊丝，当焊丝的外伸长在60至150mm范围内变动时，实际上可以忽略这种影响。当焊丝直径小于3mm，且焊丝外伸长波动范围超过5至10mm时，这就有可能对焊缝成形造成明显影响。不锈钢焊丝的电阻率非常大，所以这种影响会更为显著。故而，针对细焊丝，尤其是不锈钢熔化电极弧焊时，务必要留意控制外伸长的稳定性。
（2）焊时电极（焊丝）有倾角，于焊接方向而言，电极（焊丝）能倾斜出一个角度。电极(焊丝)倾角顺着焊接方向，此为后倾；逆着焊接方向，则是前倾，见图 1—32（a）、（b）。处于前倾状态时，电弧力对熔池液体金属后排作用变弱，熔池底部液体金属变厚，这对电弧加热熔池底部母材形成阻碍，所以焊缝厚度减小。与此同时，电弧对熔池前部未熔化母材预热作用增强，故而焊缝宽度增加，余高减小，还有前倾角度。愈小，这一影响愈明显，见图1—32（c）。
（a）后倾（b）前倾（c）前倾倾角的影响
图1—32 电极（焊丝）倾角对焊缝形状的影响
电极（焊丝）后倾时，情况与上述相反。
（3）当焊件相对水平面倾斜呈现焊件倾角时，焊缝的形状会因焊接方向的不一样而存有相当明显的差别，焊件倾斜之后，焊接方法能够划分成两种，从高处朝着低处进行焊接被称作下坡焊，从低处朝着高处进行焊接被称作上坡焊，可见图1—33（a）（b）。
（，a）向下倾斜进行的焊接，（b）向上倾斜进行的焊接，（c）向下倾斜进行焊接时，焊件倾斜角度所产生的影响，（d）向上倾斜进行焊接时，焊件倾斜角度所产生的影响。
图1—33 焊件倾角对焊缝形状的影响
当开展上坡焊之际，熔池里头的液体金属于重力以及电弧力的作用之下朝着熔池尾部流动，电弧能够深入到对熔池底部的金属实施加热的状态，进而致使焊缝的厚度与余高均有所增加。与此同时，熔池前部的加热作用有所减弱，电弧摆动的范围变小，所以焊缝宽度变小。上坡的角度越大，这种影响愈发显著。当上坡角度大于6°～12°的时候，焊缝会因为余高过大，两侧出现咬边的状况从而使得成形变差，如图1—33（d）所示。所以，在进行自动电弧焊的时候，实际上一直都尽可能地避开采用上坡焊。
与上坡焊情况相反，下坡焊时，焊缝厚度会稍有减小，此外余高也会稍有减小，并且焊缝宽度会稍有增加，由此导致倾角。
（4）其他条件保持不变的情况下，当涉及坡口形状时，在增加坡口深度的同时，也增加了坡口宽度，此时焊缝厚度会有点增加，并且焊缝宽度也会有点增加，然而余高却会显著地减小，具体情况可查看图1—34。
图1—34 坡口形状对焊缝形状的影响
（5）有焊剂，在进行埋弧焊期间，焊剂的成分、密度、颗粒度以及堆积高度，都对焊缝形状有着一定的影响。一旦其它条件相同，稳弧性比较差的那种焊剂，其生成的焊缝厚度加大、只不过焊缝宽度变小。要是焊剂密度小，颗粒度大或者堆积高度减小，鉴于电弧四周压力降低，弧柱体积膨胀，电弧摆动范围扩大，所以焊缝厚度减小，焊缝宽度增加，余高略微减小。除此之外，熔渣粘度对于焊缝表面成形是有着极大影响的。要是粘度过高，就会致使熔渣的透气性欠佳。熔池结晶的时候所排出的气体没办法经由熔渣排出去，进而使得焊缝表面形成诸多凹坑，最终导致成形变差。
（6）气体保护焊时，保护气体所在成分，还有与之紧密关联的熔滴过渡形式，对焊缝形状有着显著影响，采用各异保护气体进行熔化极气体保护焊直流反接时，焊缝形状会出现变化，此变化可见图1—35，射流过渡氩弧焊总会形成明显呈蘑菇状的焊缝，当在氩气里加入O2、CO2或者H2时，能够让根部成形变宽，焊缝厚度会稍有增加，颗粒状以及短路过渡电弧焊所形成的焊缝形状则是宽且浅。
图1—35 保护气体成分对焊缝形状的影响
（7）母材的化学成分存在差异，在其他工艺因素保持不变的情形下，焊缝形状并非相同，这一状况在氩弧焊过程中尤为显著。比如说，有三种产地各异的不锈钢，运用钨极氩弧焊方式来焊接，当采用相同的焊接工艺参数时，所获取的焊缝形状的变化情况，呈现在表1—10中。
表1—10 母材化学成分对焊缝形状的影响
请注意，钨棒的端部是呈45°的，弧长达到2mm时电流为150A，焊接速度为300mm／min。
