一、焊接接头-种类及接头形式
在进行焊接时，鉴于焊件的厚度不一样，结构存在差异，使用条件也各有不同，所以其接头形式和坡口形式也是不一样的。焊接接头形式包含有：对接接头，T形接头，角接接头以及搭接接头等等。
（一）对接接头
带有两件接头，此接头的表面会构成夹角，该夹角大于或等于135°，同时小于或等于180°，这样的接头被称作对接接头。就各种焊接结构而言，它属于采用得最多的一种接头形式。
钢板厚度在6mm以下，除重要结构外，一般不开坡口。
假如，厚度不一样的钢板进行对接，两板厚度存在差值（δ—δ1），当这个差值不超过表1—2所规定的数值时，那么，焊缝坡口的基本形式以及尺寸，要依据较厚板的尺寸数据来选取；要是不然，也就是超过了规定时，那就应该在厚板上做出如同图1—8所展示的单面或者双面削薄；并且，其削薄的长度L要满足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
对于两焊件，其端面间所构成的夹角是大于30°且小于135°的那种接头，称做角接接头，可查看图1—9 ，不过这种接头的受力状况并非良好，常常被应用于不重要的结构当中。
（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
由一件的端面跟另一件的表面形成直角或者接近直角的接头，被称作T形接头，其图示可见图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
搭接接头，依据其结构形式，以及对强度的要求，被划分成三种形式，分别是不开坡口，还有圆孔内塞焊，以及长孔内角焊，可查看图1—11。
有着I形坡口的搭接接头了，通常是用在厚度处于12mm以下的钢板那儿，其重叠的部分是≥ 2（δ1 + δ2）的，进行的是双面焊接。这样的接头是被用于不重要的结构当中的。
在碰到重叠部分面积比较大的情形时，能够依据板厚以及强度方面的要求，分别去采用大小不同以及数量各异的圆孔内塞焊，亦或是长孔内角焊这样不同的接头形式。
二、焊缝坡口的基本形式与尺寸
（一）坡口形式
依据坡口的形状，坡口被划分成多种形式，包括 I 形（即不开坡口），还有 V 形，以及 Y 形，再者双 Y 形，另外 U 形，还有双 U 形，以及单边 V 形，还有双单边 Y 形，以及 J 形等各类坡口形式。
V形坡口的加工、施焊较为方便，不必翻转焊件，Y形坡口同样如此，然而，焊后却易于产生角变形。
双Y形坡口，是在V形坡口的条件下得以发展的，当焊件厚度随之增大的时候，采用双Y形以替换V形坡口，在同等厚度的状况下，能够减少焊缝金属量大概1/2，而且能够进行对称施焊，焊后的残余变形相对较小，其缺点在于焊接过程当中要对焊件进行翻转，在筒形焊件的内部开展施焊，致使劳动条件变差。
焊件厚度同一状况下，U形坡口之填充金属量，比起V形坡口，要少很多，然而，此坡口的加工，颇为复杂。
（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）待加工坡口的端面跟坡口面之间所形成的夹角，称谓是坡口面角度，而两坡口面之间的夹角，被称作坡口角度，可参见图1—12。
（3）接头根部之间焊前预留的空隙被称作根部间隙，它能保证打底焊时根部焊透，其作用是这样的，根部间隙又叫做装配间隙，见图1—12。
（4）焊件开坡口之际，沿焊件接头坡口根部一端面的直边部分称作钝边，此钝边可见于图1—12当中，钝边发挥的作用乃是防止根部出现烧穿情况。
（5）被称作根部半径的，是在J形、U形坡口底部的圆角的半径啦（可查看图1—12）。它具备这样的作用，即增大坡口根部所占的空间，从而能够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
依据GB／T3375—94《焊接术语》的规定，焊接位置，也就是熔焊之际，焊件接缝所在的空间位置，能够用焊缝倾角以及焊缝转角予以表示。存在平焊位置，存在立焊位置，存在横焊位置和仰焊位置等。
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
存在一种夹角，它被称作焊缝转角，此焊缝转角指的是，焊缝中心线，而焊缝中心线乃是焊根和盖面层中心的连线，该焊缝中心线与水平参照面Y轴所形成的夹角情况，需要参照图1—14。
图1—14 焊缝转角
（1）处于平焊位置，此位置焊缝倾角为0°，且焊缝转角是90°，其焊接位置的呈现如图1—15（a）。
（a）进行平焊操作，（b）开展横焊作业，（c）实施立焊行动，（d）执行仰焊举措，（e）开展平角焊工作，（f）进行仰角焊操作。
图1—15 各种焊接位置
（2）在横焊的位置上，焊缝的倾角呈现为0°以及180°，焊缝所具有的转角为0°和180°的这种对接位置，如图1—15（b）所示。
（3）焊接位置处于立焊位置，其中焊缝倾角为90°（此为立向上的情况），还有焊缝倾角为270°（这是立向下的情况），其对应的焊接位置即为所提到的，可参考图1—15（c）展现的那样。
（4）涉及仰焊的位置，其对接焊缝的倾角呈现为0° ，还有180° ，处于转角为270°的那种焊接位置，如同图1—15（d）所示。
此外，对于角焊位置还规定了另外两种焊接位置。
（5）处于平角焊位置时，角焊缝的倾角呈现为0°以及180°，其转角包含45°和135°，这样一种角焊位置，具体可见图1—15（e）。
（6）于该位置进行仰角焊时，其倾角为0°以及180° ，而转角处于225° 、315°的角焊那种位置，其所呈现的情况可见图1—15（）f）。
平焊位置所进行的焊接，被称作平焊，横焊位置上的焊接谓之横焊，立焊位置开展的焊接叫自立焊，仰焊位置实施的焊接称仰焊，T形、十字形与角接接头处于平焊位置进行的焊接称作船形焊，工程上常用的水平固定管的焊接，基于在管子360°的焊接里，存有仰焊、立焊、平焊，故而被称为全位置焊接，当焊件接缝处于倾斜位置（除平、横、立、仰焊位置之外）时开展的被叫做倾斜焊。
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）依据GB／T 3375—94的相关规定，按照焊缝结合的形式来划分，存在对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝以及端接焊缝这五种：
1）对接焊缝，是对接于焊件之际，于坡口面间，在一零件的坡口面同另一零件表面间所实施焊接操作而形成的焊缝。
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）塞焊缝，是这样一种焊缝，两零件相互叠放，其中一块上面开了圆孔，在这个圆孔之中焊接两块板从而形成的那种焊缝，要是仅仅在孔内焊接角焊缝的情况，那就不称作塞焊。
5）槽焊缝是这样一种焊接形式，两板相互叠放，其中有一块板开了长孔，然后在这个长孔里对两板进行焊接所形成的焊缝，若仅仅只焊接角焊缝的情形则不能称作槽焊。
（2）施焊的时候，焊缝在空间所处于的那些位置，被划分成了平焊缝、立焊缝、横焊缝以及仰焊缝，这四种形式。
（3）按焊缝断续情况分为连续焊缝和断续焊缝两种形式。
断续焊缝存在两种类型，有交错式以及并列式（图1—16），焊缝尺寸方面，除了注明焊脚K之外，还会注明断续焊缝里每一段焊缝的长度l，以及间距e，并且用符号“Z”来表示交错式焊缝。
（a）交错式（b）并列式
图1—16 断续角焊缝
（二）焊缝的形状尺寸
焊缝之以其固有形状呈现，乃是借助一系列几何尺寸予以表征，而各异形貌样式的焊缝，其各自所具备的形状属性特质量数亦不相同，是为如此这般。
（1）焊缝宽度
被称作焊趾的是，焊缝表面跟母材相互交界的地方。而被叫做焊缝宽度的是，处于焊缝表面且位于两焊趾之间的距离，如图1—17。
图1—17焊缝宽度
（2）余高
那部分超出母材表面焊趾连线之上的焊缝金属的最大高度被称作余高，可看图1—18 ，在静载条件下它具备一定的加强效果，故而它也被叫做加强高。然而在动载或者交变载荷情形下，它不但起不到加强作用，反倒因为焊趾处存在应力集中现象而易于促成脆断。所以余高既不能低于母材同时也不可以过高。手弧焊的时候余高值处于0～3mm。
图1—18 余高
（3）熔深
在焊接接头的横加载面上，存在着母材或者前道焊缝熔化的深度，这个深度被称作熔深，并且可以看到图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
焊缝横截面里，存在着从焊缝正面朝着焊缝背面的距离，这个距离被称作焊缝厚度，可通过图1—20看到。
（a）凸形角焊缝（b）凹形角焊缝
图1—20 焊缝厚度及焊脚
焊缝计算出来的厚度，是在设计焊缝之际会用到的那种焊缝的厚度，对于对接焊缝而言，当它焊透的时候，其等于焊件的那厚度，对角焊缝来讲，它等同于在角焊缝横截之内所画出的最大直角等腰三角形里，从直角顶点朝向斜边的垂线的长度，在习惯方面也被称作喉厚，如图1—20所示。
（5）焊脚
角焊缝的横截面里，从一个直角面上的焊趾到另一个直角面表面的最小距离，被称作焊脚的，是这个距离。在角焊缝的横截面当中画出的最大等腰直角三角形里，直角边长度把其叫做焊脚尺寸的，可看图1—20。
（6）焊缝成形系数
图1—21 焊缝成形系数的计算
熔焊之际，于单道焊缝横截面上，存在着焊缝宽度（设为B）与焊缝计算厚度（设为H）的比值（此比值φ通过B除以H得出），此比值被称作焊缝成形系数，可参考图1—21。倘若该系数值较小，那就意味着焊缝呈现出窄且深的形态，处于这般焊缝之中极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，举例而言，埋弧自动焊的焊缝成形系数φ需大于1.3喽。
（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
焊缝符号通常是由基本符号以及指引线所构成，在有必要的情况下，还能够添加辅助符号、补充符号以及焊缝尺寸符号等了。
（一）符号
关于GB324—88《焊缝符号表示法》当中规定，相关焊缝符号能够划分成以下几种：
（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
需要注意的是，其一，那种并非完全熔化状态的卷边焊缝，是采用I形焊缝符号予以表示的，其二，并且还要额外加注注明焊缝有效厚度为S。
（2）辅助符号
表示焊缝表面形状特征的符号是辅助符号，见表1—5。应用示例见表1—6。
表1—5辅助符号
表1—6 辅助符号的应用示例
（3）补充符号
起到补充说明焊缝某些特征作用而被采用的这样一种符号，是补充符号，其具体内容见表1—7。相关应用示例呈现于表1—8当中。
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
并非仅上述基本符号、辅助符号、补充符号，完整的焊缝表示方法还涵盖指引线，还包含焊缝尺寸符号及数据。
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，通常没啥特别要求，参考图1—25（a）、（b）。然而在标注单边V、单边Y、J形焊缝之际，箭头线得指向有坡口那一侧的工件，参照图1—25（c）、（d）。必要情形下，准许箭头线弯折一回，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。
那基准线，通常情况下是应当跟图样的底边保持相平行的状态的，然而，在那些特殊的条件之下，它也是能够跟底边呈现相垂直的情况的。
（5）基本符号相对基准线的位置
图1—27（a）、（b）、（c）、（d）展示了基本符号相对于基准线的位置；在标注对称焊缝以及双面焊缝的时候，不需要添加虚线。
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）在基本符号的上侧，或者下侧，标有坡口角度，且标有坡口面角度，还标有根部间隙等尺寸。
4）相同焊缝数量符号标在尾部；
5）若存在较多需标注的尺寸数据，且这些尺寸数据不容易分辨之时，能够在数据的前面增添相应的尺寸符号。要是箭头线方面发生了变化，此项上述原则不会改变。
（3）关于尺寸符号的说明
1）且又无其他说明时，在基本符号的右侧无任何标注，这表示焊缝在工件的整个长度上是连续的。
2）在基本符号处于左侧，不存在任何标注的情形下，并且又没有其他说明的时候，意味着要将对接焊缝完全焊透。
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
在进行焊接操作时由于要确保焊接质量从而选定的各项参数，像焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等，这些参数的总汇称呼便是焊接工艺参数。所谓线能量，是指在熔焊过程中，焊接热源给予单位长度焊缝上的能量，其单位是焦尔/厘米或者焦尔/毫米，也就是J/cm或J/mm，此也称热输入。
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。
如下是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
要是其他条件维持不变，增添焊接电流，那么焊缝厚度会增加，余高也会增加，然而焊缝宽度基本保持不变（或者稍有增加），如图1—29所示，这属于埋弧自动焊时的实验结果。剖析这些现象的缘由是：
（1）焊接电流加大之时，电弧的热量跟着增多，故而熔池体积以及弧坑深度都随电流而增大，于是冷却下来以后，焊缝厚度便增长。
（2）当焊接电流增大之际，焊丝的熔化数量也就增多，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，那么剩余高度就不会增长。
（3）当焊接电流增大时，一方面，电弧截面会稍有增添，进而致使熔宽加大；另一方面，电流的增加会促使弧坑的深度加深些。因为电压未曾变动，所以弧长也维持不变，这使得电弧潜入熔池当中，让电弧摆动的范围变小，于是就促使熔宽减小。鉴于两者共同产生的作用，所以实际上熔宽差不多保持不变。
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
处于其他条件维持不变的状况下，电弧电压出现增长之时，焊缝宽度会显著地增大，然而焊缝厚度以及余高将会稍微有所减少，可查看图1—30。这是由于电弧电压的增加表明电弧长度的增加，所以电弧摆动的范围得以扩大进而致使焊缝宽度增加。其次，弧长增加以后，电弧的热量损失会加大，故而用于熔化母材以及焊丝的热量会减少，相应地焊缝厚度和余高就会稍有减小。
图1—30 电弧电压对焊缝形状的影响
由此能够看出，电流乃是决定焊缝厚度的主要因素，然而电压却是影响焊缝宽度的主要因素。所以，为了获取良好的焊缝形状，也就是获取符合要求的焊缝成形系数，这两个因素是互为制约的，也就是一定的电流需要配合一定的电压，不应当把一个参数在较大范围内随意变动。最终得到符合要求的焊缝成形系数。
（三）焊接速度
焊缝厚度以及焊缝宽度会受到焊接速度的显著影响。 在焊接速度有所提升的情况下，焊缝厚度会大幅降低，焊缝宽度也会大幅降低，具体情况可见图1—31。引发这种现象的原因在于，当焊接速度增加的过程中，焊缝当中单位时间内所输入的热量出现了减少的状况。
图1—31 焊接速度对焊缝形状的影响
在考虑焊接生产率这个方面，焊接速度越快情况越好。可是一旦焊缝厚度要求处于一定状态时，为了能够提升焊接速度这么一件事，那就必须要进一步去提高焊接电流以及电弧电压，所以呀，这三个工艺参数应当综合一块来进行选用。
（四）其他工艺参数及因素对焊缝形状的影响
电弧焊存在其他一些工艺参数，这些工艺参数与某些因素皆已囊括在除上述三个主要工艺参数之外的范围内，它们对焊缝形状实际上是具备一定影响作用的。
（1）当其他条件保持不变的情况下，电极直径与焊丝外伸长，减小电极（焊丝）直径，这不仅会致使电弧截面变小，并且还会让电弧的摆动范围有所减小，所以焊缝厚度以及焊缝宽度都会减小。
导电嘴与焊丝接触点至焊丝末端的长度，就是焊丝外伸长，可表示焊丝通电部分的长度。电流于焊丝外伸长通过时，会产生电阻热。所以，焊丝外伸长增加，电阻热随之增加，焊丝熔化加快，余高增加。焊丝直径越小或者材料电阻率越大，这种影响越显著。实践表明，对于结构钢焊丝，直径5mm以上粗焊丝，焊丝外伸长在60至150mm范围变动时，其影响实际上可忽略。然而，当焊丝直径小于3mm之际，要是焊丝外伸长波动范围超出5至10mm之时，便极有可能对焊缝成形造成显著的影响。不锈钢焊丝的电阻率相当大，如此一来这种影响就更为突出。所以，针对细焊丝，尤其是进行不锈钢熔化电极弧焊的时候，务必要注意把控外伸长的稳定性。
（2）在进行焊接时，电极（焊丝）存在倾角这种情况，此时电极（焊丝）是能够相对于焊接方向倾斜出一个角度的。当电极(焊丝)的倾角顺着焊接方向的时候，这种状态被称作后倾；而当电极(焊丝)的倾角逆着焊接方向的时候，就被叫做前倾，具体可参考图1—32（a）、（b）。当处于电极（焊丝）前倾这种状况时，电弧力对于熔池液体金属后排所起到的作用会减弱，熔池底部的液体金属变厚了，进而对电弧对熔池底部母材的加热形成了阻碍，所以焊缝厚度会减小。与此同时，电弧对熔池前部未熔化的母材预热作用得到了加强，因而焊缝宽度增加，余高减小，这就是前倾角度所带来的影响。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）当焊件出现相对水平面倾斜这种倾角情况时，焊缝的形状会因为焊接方向存在不同而呈现出明显的差别，焊件一旦倾斜之后，焊接方法能够被划分成两种，一种是从高处朝着低处进行焊接的，这种被称作下坡焊，另一种为从低处往高处去焊的，叫做上坡焊，相关情况可见图 1—33（a）（b）。
图1—33 焊件倾角对焊缝形状的影响
进行上坡焊之际，熔池里头的液体金属，于重力以及电弧力的作用之下，朝着熔池尾部流淌，电弧能够深入到对熔池底部金属予以加热的程度，进而使得焊缝的厚度以及余高均有所增加。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，是以焊缝宽度减小。上坡的角度越大，所造成的影响就愈发显著。上坡角度大于6°～12°的时候，焊缝终将因为余高过大，两侧出现咬边的状况，从而致使成形变差，请看附图1—33（d）。所以，在自动电弧焊的情景下，实际上往往尽可能地规避采用上坡焊。
下坡焊时的状况恰好与之相反，也就是焊缝的厚度会稍有减小，并且余高也会稍有降低，然而焊缝的宽度却是稍有往上 。所以就产生了倾角。
（4）其它条件保持不变的情况下，当呈现出坡口形状时，若增加坡口深度，同时增加坡口宽度，此时焊缝厚度会稍微有所增加，焊缝宽度也会稍微增添一些，然而余高会明显显著地减小，可参考图1—34。
图1—34 坡口形状对焊缝形状的影响
（5）在埋弧焊时，焊剂会对焊缝形状产生一定作用，其成分、密度、颗粒度以及堆积高度都有影响。当其他条件保持一致时，稳弧性欠佳的焊剂所形成的焊缝，厚度会比较大，然而焊缝宽度却比较小。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。而且，熔渣的粘度对于焊缝表面的成形有着极大的影响，要是粘度过高，就会致使熔渣的透气性欠佳，在熔池结晶的时候所排出的气体没办法经由熔渣排出，进而让焊缝表面形成诸多凹坑，它的成形情况变差。
（6）气体保护焊时，保护气体成分会对焊缝形状产生明显影响，与之紧密相关的熔滴过渡形式同样如此，见图1—35，这是采用不同保护气体进行熔化极气体保护焊直流反接时焊缝形状的变化情况。射流过渡氩弧焊总会造就明显的蘑菇状焊缝，当氩气中添加O2、CO2或者H2时，能够让根部成形变宽等，焊缝厚度会稍有增加。颗粒状和短路过渡电弧焊所形成的焊缝形状是宽且浅的。
图1—35 保护气体成分对焊缝形状的影响
（7）母材的化学成分各异，成分不同，在其他工艺因素保持不变的情形下，焊缝形状会不一样，这一点在氩弧焊的时候尤为显著。比如说，有三种产地不一样的不锈钢，运用钨极氩弧焊的方法来焊接，在采用相同的焊接工艺参数时，最后所得的焊缝形状的变化情况，可见表1—10。
表1—10 母材化学成分对焊缝形状的影响
请注意，钨棒的端部呈现45°的角度，弧长为2毫米，电流是150安培，焊接速度为每分钟300毫米。
