01
焊接接头的种类及接头型式
在进行焊接的时候，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，所以其接头型式以及坡口形式也是不一样的。焊接接头型式包含有：对接接头 ，T形接头 ，角接接头以及搭接接头等等。
(1)对接接头
有两件接头，其表面所构成的夹角处于大于或者等于 135°，同时小于或者等于 180°的范围，这样的接头被称作对接接头。在各种各样的焊接结构里，它属于采用数量最多的那一种接头型式。
钢板厚度在6mm以下，除重要结构外，一般不开坡口。
钢板对接时，若两板厚度不同，即存在厚度差（δ – δ1），当此厚度差不超过表1 – 2规定时，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去选取；要是超过规定，也就是厚度差不符合要求时，那就得在厚板上作出如图1 – 8所示的削薄动作，削薄分为单面削薄或者双面削薄；并且削薄长度L要满足L≥3(y – δ1)。
图1-8 不同厚度板材的对接
(a)单面削薄，(b)双面削薄
表1-2
(2)角接接头
大于30°且小于135°夹角由两焊件端面间构成的接头，被称作角接接头，可看图1-9。这种接头受力情形不太理想，常被应用于不太重要的结构当中。
图1-9 角接接头
(a)I形坡口；(b)带钝边单边V形坡口
(3)T形接头
有这样一种接头，一件的端面和另一件的表面所形成的状况是直角或者接近直角，这种接头被称作T形接头，可参见图1-10。
图1-10 T形接头
(4)搭接接头
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
首先，搭接接头依据其结构形式以及对强度的要求来划分，接着，它被分为不开坡口这种形式，然后，又有圆孔内塞焊这种形式，最后，还有长孔内角焊这种形式，它们的情况见图1-11。
带I形坡口的搭接接头，通常是用于厚度在12mm以下的钢板，其重叠的部分要≥2(δ1 + δ2)，还要进行双面焊接，这种接头是运用在不重要的结构当中。
当碰到重叠部分面积比较大的情况时，按照板厚以及强度要求，能够分别运用不同大小和不同数量的圆孔内塞焊，或者长孔内角焊这种接头型式。
02
焊缝坡口的基本形式与尺寸
(1)坡口形式
根据坡口形状，坡口被划分成多种形式，其中包括I形，也就是不开坡口的那种，还有V形、Y形、双Y形、U形、双U形、单边V形、双单边Y形、J形等。
焊件不必翻转，V形坡口的加工方便，施焊也方便，Y形坡口同样如此，然而焊后会存在容易产生角变形这样的情况。
双Y形坡口借助V形坡口得以发展，焊件厚度加大时，用双Y形进行替代V形坡口。同样厚度条件下，能让焊缝金属量减少约二分之一，还能够对称进行施焊。如此一来，焊后的残余变形就会比较小。不过其存在缺点，焊接期间需要翻转焊件，于筒形焊件的内部开展施焊工作，进而致使劳动条件变差。
焊件厚度相同的情况下，U形坡口的填充金属量比V形坡口那种样式要少很多，然而，这种U形坡口的加工是比较复杂的。
(2)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、被加工坡口的端面跟坡口面之间所形成的那个夹角称作坡口面角度，而两个坡口面之间的夹角则被叫做坡口角度，相关情况可见图1-12。
3、那被称作根部间隙的，是焊前于接头根部之间所预留的空隙，它可见于图1-12 ，其具备的作用是在进行打底焊时能够确保根部实现焊透，而根部间隙又被叫做装配间隙。
4、焊件开坡口之际，在焊件接头坡口根部那儿，存在着沿其端面的直边部分，这就是钝边，可参考图1-12 ，钝边所起到的作用是避免根部出现烧穿情况。
5、被称作根部半径的，是在J形、U形坡口底部的圆角半径（见图1-12），其作用在于增大坡口根数的空间，借以达成焊透根部的目的。
图1-12 坡口的几何尺寸
03
焊接位置种类
依据GB／T 3375—94《焊接术语》给出的规定，焊接位置乃是熔焊之际，焊件接缝所处的那个空间位置，它能够借助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，还有仰焊位置等等。
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，呈现这样一种情况，它是焊缝中心线，而焊缝中心线是焊根和盖面层中心连起来的线，并且它与水平参照面Y轴存在夹角，这种夹角的情况所见为图1-14。
图1-14 焊缝转角
(1)将焊缝倾角为0°，焊缝转角呈现90°的态势的焊接位置，称作平焊位置，具体情况见于图1-15(a)。
图1-15 各种焊接位置
先是(a)平焊，接着是(b)横焊，然后是(c)立焊 ，后来是(d)仰焊，再之后是(e)平角焊，最后是(f)仰角焊。
(2)位置处于横焊时，焊缝的倾角为0°以及180°，焊缝的转角也是0°以及180°，此为对接的位置，其图示可见于图1-15(b)。
(3)焊接位置为立焊，处于该位置时，焊缝倾角呈90°，此为立向上的情况，还有焊缝倾角为270°的，这是立向下的状况，具体可见图1-15(c)中的相关显示。
(4)此时处于仰焊位置，对接焊缝的倾角呈现为0°以及180°，而转角则是270°的这种焊接位置，具体情况如图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)平角焊所处位置为这样的情况，角焊缝的倾角是0°以及180°，转角是45°还有135°的这种角焊所在位置，可查看图1-15(e)。
(6)这是该位置：倾角为0°，还有180°，转角是225°，并且315°的那种角焊位置，可观看图1-15(f)。
平焊位置所进行的焊接，被称作平焊，横焊位置开展的焊接，叫做横焊，立焊位置实施的焊接，称为立焊，仰焊位置进行焊接，就叫仰焊。T 形接头处于平焊位置开展焊接，称作船形焊，十字形接头于平焊位置进行焊接，也叫船形焊，角接接头位于平焊位置实施焊接，同样称为船形焊。工程上常用的水平固定管焊接，因在管子 360°焊接里，存在仰焊，还有立焊，并且有平焊，故而称全位置焊接。焊件接缝处在倾斜位置（除平、横、立、仰焊位置之外）时进行的焊接，叫做倾斜焊。
04
焊缝形式及形状尺寸
(1)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，依据焊缝结合形式来分，将其分成对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝以及端接焊缝这五种。
1)对接焊缝，是在焊件的坡口面之间，或者是一个零件的坡口面与另一个零件表面之间，所进行焊接而形成的焊缝。
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，两零件相互交叠在一起，其中一块上面开设了圆形的孔，在这个圆孔之内对两板进行焊接从而形成的那种焊缝，仅仅只是在孔内焊接角焊缝的情况并不称作塞焊。
5)两板相叠，其中一块开长孔，在长孔中焊接两板的这种焊缝被称作槽焊缝，只焊角焊缝者不被叫做槽焊。
2、按照施焊的时候，焊缝在空间当中所处的位置来进行划分，分为平焊缝，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。
在又被分成交错式以及并列式这两种的断续焊缝当中（参照图1-16），焊缝尺寸除了对焊脚K进行标明之外的情况下，还对断续焊缝里每一段焊缝的长度l以及间距e予以标明，并且用符号“Z”来表示交错式焊缝。
图1-16 断续角焊缝
(a)交错式，(b)并列式
(2)焊缝的形状尺寸
可用来表示焊缝形状的是一系列几何尺寸，焊缝存在不同的形式，其形状参数并非一样。
1、焊缝宽度
被称作焊趾的，是焊缝表面跟母材相交接的地方。而被叫做焊缝宽度的，则是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
超出母材表面焊趾连线之上的，那部分焊缝金属的最大高度，被称作余高，可查看图1-18。在静载状况下，它存在一定的加强功效，故而它又被叫做加强高。然而在动载或者交变载荷情形下，它不但起不到加强作用，反倒由于焊趾部位应力集中，易于促使出现脆断。所以余高不能够低于母材，同时也不能过高。手弧焊的时候，余高的值是0至3mm。
图1-18 余高
3、熔深
对于焊接接头的横截面而言，将母材或者前道焊缝熔化所达到的深度称作熔深，此情况可见图1-19。
图1-19 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
位于焊缝横截面里，自焊缝正面朝着焊缝背面的距离，称作焊缝厚度，如图1-20所示。
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，是设计焊缝之际所运用的焊缝厚度，对接焊缝焊透之时，它等同于焊件的厚度，角焊缝的情况下，它等于于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，通常习惯上也称作喉厚，可见图1-20。
5、焊脚
在角焊缝的横截面那儿，从一个直角面之上的焊趾朝着另一个直角面的表面的最小距离，被称作焊脚。于角焊缝的横截面当中所画出的最大等腰直角三角形里直角边的长度称作焊脚尺寸，可见图1-20。
6、焊缝成形系数
图1-21 焊缝成形系数的计算
熔焊的时候，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 (ф＝B／H)，这个比值称呼为焊缝成形系数，可查看图1-21哟。该系数的数值要是过小，那就意味着焊缝呈现出窄且深的状态，处于这样的焊缝之中，气孔以及裂纹较容易产生，故而焊缝成形系数应当维持一定的数值，就好比埋弧自动焊的焊缝成形系数ф得大于1.3。
7、熔合比
在熔焊的时候，所指的是，熔融状态下的母材，于焊道金属里，所占据的比例为百分比。各种各样的接头，以及坡口，还有焊缝的形式，在表1-3中呈现。
表1-3 各种坡口、接头及焊缝形式
05
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的。在有必要的情况下呢，还能够增添辅助符号、补充符号以及焊缝尺寸符号等等。
(1)符号
按照GB324—88《焊缝符号表示法》所给出的规定，焊缝符号能够划分成下列几种：
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。
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。
3)补充符号
用于补充说明焊缝某些特征而采用的符号是补充符号，其见表1-7 ，应用示例见表1-8。
表1-4 基本符号
注：1) 卷边焊缝存在不完全熔化的情况，这种情况使用I形焊缝符号予以表示，并且还要加注焊缝有效厚度S。
表1-5 辅助符号
表1-6 辅助符号的应用示例
表1-7 补充符号
表1-8 补充符号应用示例
(2)符号在图纸上的位置
1、基本要求
焊缝表示方法中，完整的那种，除了上述提到的基本符号、辅助符号、补充符号之外，还涵盖指引线、焊缝尺寸符号以及数据。
指引线通常是由带有箭头的那部分指引线（简称为箭头线）以及两条基准线所构成，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：
图1-23 带单角焊缝的T型接头
(a)焊缝在箭头侧， (b)焊缝在非箭头侧
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
对于箭头线相对焊缝所处的位置，一般来讲并没有特殊的要求，可参照图1-25(a)、(b)。然而当标注单边V、单边Y、J形焊缝的时候，箭头线应当指向带有坡口一侧的工件，可参照图1-25(c)、(d)。如果有必要，允许箭头线弯折一次，就如同图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，能够画在基准线实线下侧 ，或者基准线实线上侧。基准线通常应当与图样底边相平行，然而在特殊条件之下，也能够与底边相垂直。
5、基本符号相对基准线的位置
基本符号与基准线相比较的位置，可查看图1-27(a)， 图1-27(b)， 图1-27(c)， 图1-27(d)；当对对称焊缝以及双面焊缝进行标注时，不添加虚线。
图1-27 基本符号相对基准线的位置
(3)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)标明尺寸的位置，是在基本符号的上侧或者下侧，这些尺寸包含坡口角度、还有坡口面角度、以及根部间隙等。
4)相同焊缝数量符号标在尾部；
5)在所需要进行标注的尺寸数据比较多，并且不容易分辨清楚的时候，能够在对数据前面增添相应的尺寸符号。在箭头线方向产生变化的情况下，上面所说的原则是不会改变的。
3、关于尺寸符号的说明
1)于基本符号之右侧，不存在任何标注，并且也没有其他说明的情形下，意味着焊缝在工件的整个长度范围之内是连续不断的。
2)于基本符号位居左侧，不存在任何标注，并且没有其他说明这种情况下，提示对接焊缝要全部深度焊透。
3)塞焊缝、槽焊缝带有斜边时，应该标注孔底部的尺寸。
06
焊接工艺参数及其对焊缝形状的影响
那焊接之时呀，为确保焊接质量从而进行选定的各项参数，像焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等这些参数，它们的总称被叫做焊接工艺参数。而所谓的线能量呢，是涉及熔焊的情况，也就是此时由焊接热源输入给单位长度焊缝上的能量，单位是焦尔／厘米或者焦尔／毫米，用符号表示就是(J／cm或J／mm)，它也被称作热输入。
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。
（1）焊接电流
若其他条件维持不变，此时增加焊接电流，那么焊缝厚度会增加，并且余高也会增加，然而焊缝宽度基本上保持不变（或者稍有增加），可查看图1—29，这属于埋弧自动焊时的实验结果。对这些现象原因进行分析，情况是：
1)焊接电流加大时，电弧的热量会增多，于是熔池体积跟着电流增大，弧坑深度也随电流而加大，故而冷却之后，焊缝厚度便会增加。
2)当焊接电流有所增加时，焊丝的熔化量会跟着增加，所以焊缝的余高也会随之而增加。要是采用不填丝的钨极氩弧焊那么余高就不会出现增加的情况。
3)当焊接电流增大时，一方面，电弧的截面会稍有增加，进而致使熔宽有所增加；另一方面呢，电流的增加会促使弧坑深度加大。因电压并未改变，所以弧长也维持不变，这就使得电弧潜入熔池，令电弧摆动的范围缩小，从而促使熔宽减小。鉴于两者共同发挥作用，故而实际上熔宽几乎处于不变状态。
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
(2)电弧电压
倘若其他条件维持不变，电弧电压出现增长之情形，焊缝宽度会显著增大，然而焊缝厚度以及余高将会稍有降低，可查看图1-30。这是由于电弧电压产生增加意味着电弧长度产生增加，故而电弧摆动范围得以扩大进而引发焊缝宽度增加。其次，弧长实现增加以后，电弧的热量损失呈现加大态势，所以用于熔化母材以及焊丝的热量出现减少，相应地焊缝厚度以及余高便稍有减小。
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，为获取优异的焊缝形态，也就是获取契合要求的焊缝成形系数，这两个因素彼此相互制约，也就是特定的电流需搭配特定的电压，不应当对一个参数在较大范围随意进行变动。
(3)焊接速度
对于焊缝厚度以及焊缝宽度而言，焊接速度有着显著影响。一旦焊接速度有所提升，焊缝厚度会大幅降低，同时焊缝宽度也会显著减小，相关情况可见图1-31。之所以会出现这种状况，在于当焊接速度提高时，焊缝里单位时间内所输入的热量出现了减少。
图1-31 焊接速度对焊缝形状的影响
当从焊接生产率方面予以考量时，焊接速度越快越好。然而，当焊缝厚度有着特定要求时，若要提升焊接速度，那就必须进一步提高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加以选用。
(4)其它工艺参数及因素对焊缝形状的影响
进行电弧焊之时，除了上述提及的三个主要工艺参数之外，其它一些工艺参数及种种因素，对于焊缝形状而言，也是具备一定影响作用的。
1)电极直径以及焊丝外伸长，在其它条件保持不变的情况下，倘若减小电极（也就是焊丝）直径，那么这不但会让电弧截面缩减，并且还会使电弧的摆动范围变小，故而焊缝厚度以及焊缝宽度都会减小。
焊丝外伸长，指的是从导电嘴与焊丝接触点，到焊丝末端的那段长度，也就是焊丝上通电部分的长度。电流在焊丝外伸长上通过时，会产生电阻热。所以，当焊丝外伸长增加，电阻热也会增加，焊丝熔化加快，于是余高增加。焊丝直径越小，或者材料电阻率越大，这种影响就越明显。实践表明，对于结构钢焊丝而言，直径5mm以上的粗焊丝，在焊丝外伸长于60至150mm范围内变动时，实际上其影响可忽略不计。当焊丝直径小于3mm，且焊丝外伸长波动范围超过5至10mm时，便有可能对焊缝成形产生显著影响。不锈钢焊丝的电阻率颇高，这种情况下影响更为突出如此，于是对于细焊丝，尤其是不锈钢熔化电极弧焊时，绝对得留意控住外伸长的稳定。
2)焊接之时，电极（焊丝）具备可以针对焊接方向倾斜成一个角度的特性，此即电极（焊丝）倾角焊接，当电极（焊丝）的那个倾角是顺着焊接方向的状况下就被称作后倾，而逆着焊接方向的时候则被叫做前倾，具体可见图1—32(a)、(b)这两种情况展示。当电极（焊丝）处于前倾状态时，电弧力对于熔池液体金属的后排作用呈现出减弱态势，熔池底部的液体金属出现了增厚现象，此增厚状况进而对电弧针对熔池底部母材的加热形成了阻碍，基于这样的原因焊缝厚度出现了减小情况。与此同时，电弧对于熔池前部尚未熔化的母材的预热作用得以加强，所以焊缝宽度增加了，余高减小了，这就是前倾角度所带来的一系列变化效果。愈小，这一影响愈明显，见图1-32(c)。
图1-32 电极(焊丝)倾角对焊缝形状的影响
(a)后倾，(b)前倾，(c)前倾倾角的影响
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，出现焊件倾角这个情况时，由于焊接方向不一样，焊缝的形状就会有明显的差别。焊件倾斜之后呢，焊接方法能够分成两种，一种是从高处往低处进行焊接，这种被称作下坡焊；另一种是从低处往高处焊接，这叫上坡焊，具体可见图1-33(a)(b)。
图1-33 焊件倾角对焊缝形状的影响
(a)向下倾斜进行的焊接，(b)向上倾斜进行的焊接，(c)向下倾斜焊接之时焊件倾斜角度所产生的影响，(d)向上倾斜焊接之时焊件倾斜角度所带来的影响。
处于上坡焊的状态时，熔池之中的液体金属基于重力以及电弧力的作用，朝着熔池尾部方向流动，电弧实现深入，加热熔池底部的金属，进而致使焊缝厚度以及余高均出现增加的情况。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，所以焊缝宽度减小。上坡的角度越大，相应影响越发显著。当该上坡角度大于6°～12°之际焊缝会因余高过度，两侧出现咬边现象，从而使成形的状况变差，具体可见图1-33(d)。所以，在自动电弧焊作业的时候，实际上一直都尽可能地避免采用上坡焊这种方式。
与之相反的是下坡焊的情形，也就是焊缝厚度以及余高会稍有减小，然而焊缝宽度却是稍有增加。所以存在倾角。
4)坡口形状，其它条件不变的情况下，增加坡口深度，同时，还有增加坡口宽度，此时，焊缝厚度会有略微增加，并且，焊缝宽度也会有略微增加，然而，余高会显著减小，可参见图1-34。
图1-34 坡口形状对焊缝形状的影响
5)埋弧焊时，焊剂有其自己的独特特点，其成分、密度、颗粒度以及堆积高度，这些方面都对焊缝形状存在一定的影响作用；当其他条件保持相同时，稳弧性比较差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；焊剂密度小，颗粒度大或者堆积高度减小的时候，因为电弧四周压力降低，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。此外，熔渣粘度对焊缝表面成形有着极大影响，要是粘度过大，就会致使熔渣的透气性欠佳，这样一来，熔池结晶时所排出的气体没办法经由熔渣排出，继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，焊时的成分，保护气体的成分，以及与之紧密关联的熔滴过渡形式，对焊缝形状有着显著影响。采用不一样的保护气体，在进行熔化极气体保护焊直流反接时，对于焊缝形状产生的变化，可看图一至三十五。射流过渡氩弧焊，总会形成较为明白的蘑菇状焊缝，当在氩气里添加氧气、二氧化碳或者氢气时，能够让根部成形变宽，焊缝厚度会稍微有所增加。颗粒状以及短路过渡电弧焊，则形成宽度较大并且深度较浅的焊缝形状。
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，当其他工艺因素保持不变时，焊缝形状会有所不同，这种情况在氩弧焊时尤为显著。比如说，有三种产地各异的不锈钢，运用钨极氩弧焊方法进行焊接，在采用相同焊接工艺参数的条件下，会出现焊缝形状上的变化，像表1-10里所呈现的那样。
表1-10 母材化学成分对焊缝形状的影响
请注意，钨棒的端部呈现为45°的角度，弧长是2mm，此时电流为150A，焊接速度是300mm／min。
