一、焊接接头-种类及接头形式
在进行焊接操作时，由于焊件自身的厚度不一样，结构存在差异，并且使用条件也并非相同，所以其接头的具体形式以及坡口的形式也会有所不同。焊接接头形式包含了：对接接头，T形接头，角接接头以及搭接接头等。
（一）对接接头
有两件接头，其表面所构成的夹角，大于或者等于一百三十五度，且小于或者等于一百八十度，这样的接头，被称作对接接头。在各类焊接结构当中，它属于采用数量最多的那一种接头形式。
钢板厚度在6mm以下，除重要结构外，一般不开坡口。
当厚度不一样的钢板对接时，若两板厚度差是δ减去δ1的值，此值不超过表1 – 2所规定的范围，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挑选，不然的话，应该在厚板上做出像图1 – 8所显示的单面或者双面削薄，其削薄的长度L要大于或等于3乘以δ减去δ1的差值。
（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
一种接头，是由两焊件端面间构成的，其夹角大于30°，且小于135°，被叫做角接接头，此接头可参照图1—9。这种接头的受力状况并非十分良好，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
接头是这样一种情况，一件的端面，和另一件的表面，它们构成了直角，或者是近似直角，这种接头，就叫做T形接头，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。
I形坡口的那种搭接接头，通常是用在厚度是12mm以下的钢板之上的，它的重叠部分要大于或等于2（δ1加上δ2），是进行双面焊接。这种接头是被应用在不重要的结构当中的。
若是遭遇重叠部分面积较大的情形，那么按照板厚以及强度要求，能够分别运用不同大小以及数量的圆孔内塞焊，或者长孔内角焊，的接头形式。
二、焊缝坡口的基本形式与尺寸
（一）坡口形式
依据坡口的形状，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。
施焊以及加工V形坡口较为便利，Y形坡口同样如此，而且不必翻转焊件，然而焊后极易产生角变形。
双Y形坡口是在V形坡口基础上得以发展的，当焊件厚度有所增大时，会采用双Y形去替代V形坡口，在同样的焊件厚度情形下，能够减少焊缝金属量大概1/2，并且还可以进行对称施焊，焊后的残余变形相对较小，其缺点是在焊接过程中需要翻转焊件，在筒形焊件的内部开展施焊工作，进而使得劳动条件变差。
填充金属量在焊件厚度相同的条件下，U形坡口比V形坡口小得多，可是这种坡口的加工较为复杂。
（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）存在着这样一种情况，叫做坡口面角度，它具体指的是，会有那么一个待加工坡口，其端面与坡口面之间所形成的夹角，这个夹角就被称作坡口面角度，同时呢，还有一种情况叫做坡口角度，它是指两坡口面之间所形成的夹角 ，并且还给出了相关图示，见图1—12。
（3）接头根部之间焊前预留的空隙被称作是根部间隙，它能在打底焊的时候确保根部焊透，其作用就在于此，看图 1—12，根部间隙又叫做装配间隙。
（4）焊件进行开坡口作业时，沿焊件接头坡口根部之处的端面直边部分被称作钝边，它可以在图1—12中看到，钝边所具有的作用是防止根部出现烧穿的情况。
（5）有一种半径，被称作根部半径，它存在于J形、U形坡口底部，呈现为圆角半径（见图1—12），其作用在于使坡口根部的空间得以增大，进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》所做的规定，焊接位置是什么呢，它指的是熔焊的时候，焊件接缝处于的空间位置，而这个位置能够用焊缝倾角以及焊缝转角来进行表示。焊接位置存在平焊位置，存在立焊位置，存在横焊位置，还存在仰焊位置等。
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，那个夹角是焊缝中心线，也就是焊根和盖面层中心连线，与水平参照面 Y 轴形成的夹角，见图 1—14。
图1—14 焊缝转角
（1）有一种焊接位置，被称作平焊位置，其焊缝倾角是要为0°的，并且焊缝转角得是90°，这种焊接位置的图示在图1—15（a）中。
（a）进行平焊，（b）实施横焊，（c）开展立焊，（d）执行仰焊，（e）进行那个平角焊，（f）执行仰角焊。
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°还有180°，焊缝的转角也是0°以及180°，处于这样的对接位置的具体情况，可见图1—15（b）。
（3）立焊位置，是焊缝倾角为90°（该角度为立向上）的焊接位置，同时也是焊缝倾角为270°（此为立向下）的焊接位置，其具体情况见图1—15（c）。
（4）在焊接时，处于仰焊的位置，其对接焊缝的倾角是0°以及180°，转角是270°而成的这样一种焊接位置，就如同图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）符合角焊缝倾角为0°与180°的平角焊位置，再有其转角为45°以及135°的角焊位置，可查看图1—15（e）。
（6）仰角焊的位置，其倾角是0°以及180°，转角为225°还有315°的角焊位置，可见于图1—15（）f）。
在平焊的位置开展的焊接称作平焊，于横焊的位置实施的焊接叫做横焊，在立焊的位置进行的焊接称为立焊，处于仰焊的位置予以的焊接称作仰焊，在该些位置进行的焊接分别被如此称呼。T形、十字形以及角接接头处在平焊位置所作的焊接叫做船形焊。工程里常用的水平固定管的焊接，鉴于在管子360°的整个焊接进程中，存在仰焊、立焊和平焊的情况，故而称作全位置焊接。当焊件的接缝放置于倾斜的位置（除开平、横、立、仰焊位置之外）时开展的焊接称作倾斜焊。
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）依照GB／T 3375—94的规定，按照焊缝结合形式来分，有对接焊缝，有角焊缝，有塞焊缝，有槽焊缝，还有端接焊缝，这五种。
1）接头焊缝，是于焊件的坡口面缝隙之间，或者是一个零件的坡口面跟另一个零件的表面之间，所进行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）塞焊缝情况是这样的。两零件相互叠放，其中一块上面开了圆孔，在这个圆孔里面焊接两块板从而形成的焊缝，要是仅仅在孔内焊接角焊缝的话，那就不能称作塞焊。
5）槽焊缝，是两板相叠的情况，其中一块板开了长孔，在这个长孔里面进行焊接两板的焊缝，只是单纯焊角焊缝的不称作槽焊。
（2）施焊的时候，焊缝在空间所处的位置，被划分成了平焊缝，立焊缝，还有横焊缝以及仰焊缝这四种不同的形式。
（3）按焊缝断续情况分为连续焊缝和断续焊缝两种形式。
断续焊缝被分成两种，分别是交错式的，还有并列式的（图1—16），焊缝尺寸里，除了注明焊脚K之外，另外注明了断续焊缝中每一段焊缝的长度l，以及间距e，并且用符号“Z”去表示交错式焊缝。
（a）交错式（b）并列式
图1—16 断续角焊缝
（二）焊缝的形状尺寸
焊缝的形状，是通过一系列几何尺寸予以表示的，不同形式的焊缝，其形状参数，并不相同。
（1）焊缝宽度
那个被称作焊趾的部分，是焊缝表面跟母材相交接的地方。而所谓焊缝宽度，指的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
部分焊缝那金属，其最大高度超母材表面焊趾连线之上，此被称作余高，可查看图1—18。于静载状况时，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情形下，它不但没起到加强作用，反而因焊趾位置应力集中，特别容易促使脆断。所以余高既不能低于母材，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
对于焊接接头的横截面而言，其中母材或者前道焊缝所熔化的深度，这个被称作熔深，可参见图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，就如图1—20所示。
（a）凸形角焊缝（b）凹形角焊缝
图1—20 焊缝厚度及焊脚
焊缝计算厚度，是设计焊缝之际会采用的焊缝厚度。对于对接焊缝，当焊透时，它等同于焊件的厚度；而对于角焊缝，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所作垂线的长度，在习惯上也被称作喉厚，可参见图1—20。
（5）焊脚
首先，在角焊缝的横截面里，存在这样一种情况，即从一个直角面上的焊趾出发，到另一个直角面表面的距离，并且强调是最小距离，这个距离被称作焊脚。其次，在角焊缝的横截面中，有一个特定的最大等腰直角三角形，在这个三角形中，直角边的长度，被定义为焊脚尺寸，具体可见图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，于单道焊缝横截面上，有个焊缝宽度（B）与焊缝计算厚度（H）的比值（φ＝B／H），将其称作焊缝成形系数，再看一下图1—21。要是该系数值小，那就意味着焊缝窄且深，像这样的焊缝之中容易出现气孔以及裂纹，所以焊缝成形系数理应维持一定的数值，比如说埋弧自动焊的焊缝成形系数φ需超过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
焊缝符号通常是由基本符号跟指引线构成的。在必要的情形下，还能够添加辅助符号、补充符号以及焊缝尺寸符号等等。
（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
注释如下，其一，不完全熔化的卷边焊缝，采用I形焊缝符号予以表示，需加注焊缝有效厚度S，标点符号为句号。
（2）辅助符号
辅助符号，是用来表示焊缝表面形状特征的符号，其详细内容见表1—5。关于它的应用示例，具体情况请看表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
那些为了针对焊缝个别特征予以补充说明才被采用的符号，是补充符号，可查看表1—7。参照情况瞧瞧表1—8。
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
完整的焊缝表示方法，除了上述提到的基本符号，还有辅助符号，以及补充符号，除此之外，还涵盖指引线，还有焊缝尺寸符号以及数据。
指引线通常涵盖两部分，一部分是带有箭头的指引线，也就是简称的箭头线，另一部分是两条基准线，其中一条是实线，另外一条是虚线，它呈现如图1—22所示的样子。
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
箭头线相对焊缝的位置，通常没有特别要求，可见图1—25（a）、（b）。然而在标注单边V、单边Y、J形焊缝之际，箭头线需指向带有坡口一侧的工件，可见图1—25（c）、（d）。必要之时，允许箭头线弯折一次，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。
基准线通常是应该跟图样的底边相互处于平行状态的，然而在存在特殊状况的条件之下，它也是能够与底边相互呈现垂直状态的。
（5）基本符号相对基准线的位置
有关基本符号相对基准线究竟处于何种位置，可见于图1—27（a），且可见于图1—27（b），还可见于图1—27（c），更可见于图1—27（d）；当涉及标注对称焊缝以及双面焊缝的时候，是不会添加虚线的。
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）关于坡口角度的尺寸，还有坡口面角度的尺寸，以及根部间隙的尺寸，是被标在基本符号的上侧，或者，会被标在基本符号的下侧。
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，且这些数据不容易分辨，那么可于数据之前增添相应的尺寸符号。要是箭头线方向发生变化，上述原则不会改变。
（3）关于尺寸符号的说明
1）当处于基本符号的右侧，毫无任何标注的情形下，并且不存在其他说明的时候，这表明焊缝于工件的整个长度范围之内是连续不断的。
2）在基本符号处于左侧，不存在任何标注，而且并无其他类型的说明的状况下，意味着对接焊缝需要达成完全焊透才行。
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
焊接的时候，为了保证焊接质量而挑选确定的各项参数，像焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等，它们的统称叫做焊接工艺参数。线能量是什么呢，它指的是熔焊的时候，焊接热源给位于单位长度焊缝上的能量，单位是焦尔/厘米或者焦尔/毫米，也就是J/cm或J/mm，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。
一种焊接性试验呈现出这样的焊接工艺参数，即焊条直径是4mm，焊接电流对应的数值为180A，电弧电压的数值是24V，焊接速度为150mm/min。要对其线能量进行计算。
解：线能量
答：该试验的线能量为1728J/mm。
（一）焊接电流
在其他条件维持恒定的情况下，如果加大焊接电流，那么焊缝厚度会增加，余高也会增加，然而焊缝宽度基本上会保持不变（或者稍微有所增加），如图1—29所示，这是埋弧自动焊时得到的实验结果 促使分析其中这些现象原因的是：
（1）当焊接电流增大之时，电弧所产生的热量会增多，于是熔池的体积跟着电流增大，弧坑的深度也随着电流增大，如此一来，在冷却之后，焊缝的厚度便会增加。
（2）当焊接电流增大之时，焊丝的熔化数量也会增多，因而焊缝的剩余高度也会跟着提升。要是运用不填充焊丝的钨极氩弧焊，那么剩余高度就不会出现增加的情况。
（3）焊接电流增大之际，一方面，电弧截面会稍有增大，进而使得熔宽增加；另一方面，电流增大促使弧坑深度增加。鉴于电压并无改变，故而弧长也不变，致使电弧潜入熔池，使电弧摆动范围缩小，于是就促使熔宽减小。因两者共同产生作用，所以实际上熔宽几乎维持不变。
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
除了其它条件维持不变的情况，电弧电压要是增长起来，焊缝宽度会显著地增加，然而焊缝厚度以及余高将会稍微有所减少，可查看图1—30。这究竟是为何呢，是因为电弧电压一旦增加，那就意味着电弧长度也跟着增加，所以电弧摆动范围会扩大，进而导致焊缝宽度增加。其次嘛，电弧长度增加以后，电弧的热量损失会加大，故而用来熔化母材以及焊丝的热量就会减少，相应地焊缝厚度和余高就会略微减小。
图1—30 电弧电压对焊缝形状的影响
由这可以看出，电流并非影响焊缝宽度的主要因素，主要会决定焊缝厚度，而电压不是决定焊缝厚度的主要参与者，主要能够影响焊缝宽度。所以，为了获得良好的焊缝形状，也就是获取符合要求的焊缝成形系数，这两个因素是彼此相互制约的，就是说一定的电流得配合一定的电压，不应当把一个参数在较大的范围之内随意变动。
（三）焊接速度
对焊缝厚度以及焊缝宽度而言，焊接速度有着显著影响，速度增强的时候，焊缝厚度与焊缝宽度均大幅下落，可查看图1—31。原因在于焊接速度提升之际，焊缝里单位时间中输入的热量变少了。
图1—31 焊接速度对焊缝形状的影响
仅仅从焊接生产率的角度予以考量，焊接的速度呢，是越高越好的。然而，当焊缝的厚度有着特定既定要求的时候，要是想要有效地提升焊接的速度，那就必然得进一步去提高焊接的电流以及电弧的电压，所以呀，这三个工艺参数是应当综合起来一并进行选用方可的。
（四）其他工艺参数及因素对焊缝形状的影响
对于电弧焊而言，除了那三个主要的工艺参数，其他的一些工艺参数，还有一些因素，对于焊缝的形状，也是有着一定的影响的。
（1）当其他条件维持不变的情况下，电极（焊丝）直径发生减小这一状态，不仅令电弧截面随之减小，并且还致使电弧的摆动范围有所减小，故而焊缝厚度会减小，焊缝宽度也会减小，其中电极直径和焊丝外伸长相关。
焊丝外伸长，指的是从焊丝跟导电嘴的接触点，到焊丝末端的那段长度，也就是焊丝上通电的那部分长度。电流在焊丝外伸长那里通过，会产生电阻热。因而，当焊丝外伸长增加，电阻热也会增加，焊丝熔化变快，所以余高增加。焊丝直径越小，或者材料电阻率越大，这种影响就越明显。实践证明，对于结构钢焊丝而言，直径5mm以上的粗焊丝，焊丝外伸长在60至150mm范围内变动时，实际上可把这种影响忽略掉。在焊丝直径小于3mm的情况下，当焊丝外伸长波动范围超过5～10mm时，便有可能对焊缝成形造成明显的影响。不锈钢焊丝的电阻率极大，这种影响会更为显著。所以，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）电极（焊丝）在进行焊接时，电极（焊丝）能够相对于焊接方向倾斜出一个角度。当电极(焊丝)的倾角顺着焊接方向这一情况时，被称作是后倾；而当逆着焊接方向的时候，被叫作为前倾，可查看图1—32（a）、（b）。电极（焊丝）处于前倾状态时，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，对电弧对熔池底部母材的加热形成了阻碍，所以焊缝厚度减小。同时，电弧对熔池前部未熔化母材的预热作用得到增强，故而焊缝宽度增加，余高减小，呈现前倾角度。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）焊件出现倾角，也就是焊件相对于水平面处于倾斜状态时，焊缝的形状，会因为焊接方向存在不同，从而有着明显的差别。焊件倾斜之后，焊接方法能够被划分成两种，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）。
为（a）下坡焊，还有（b）上坡焊，存在（c）下坡焊时焊件倾角所带来的影响，以及（d）上坡焊时焊件倾角所产生的影响。
图1—33 焊件倾角对焊缝形状的影响
在进行上坡焊这个操作的时候，熔池之内的液体金属依靠重力以及电弧力的作用，朝着熔池尾部流动；电弧能够深入到对熔池底部金属进行加热的状态，所以焊缝的厚度以及余高都会有所增加；而且，熔池前部的加热作用出现减弱的情况，电弧摆动的范围变小，由此焊缝宽度减小；上坡的角度越大，所产生的影响越发的明显，具体就是上坡角度大于达到6°～12°这个范围时，焊缝会因为余高过于大的缘故，两侧出现咬边的状况，进而导致成形变得恶化的情况，就如同图1—33（d）所展示的一样；所以，在自动电弧焊实施的过程中，实际上一直是尽可能地去避免采用上坡焊这种方式。
下坡焊时的情形恰恰相反，就是焊缝的厚度会稍微有所减小，并且余高也会稍有降低，然而焊缝的宽度却会略微有所增加，所以存在倾角。
（4）在其它条件保持不变的情况下，有坡口形状问题。针对这，当增加了坡口深度，且同时增加了坡口宽度时，会出现焊缝厚度稍有增加的情况，并且焊缝宽度也稍有增加，此外，余高还会显著减小，可呈现出图1—34所示的状况。
图1—34 坡口形状对焊缝形状的影响
（5）进行埋弧焊时，焊剂的成分、密度、颗粒度以及堆积高度，这些方面均会对焊缝形状产生一定影响，当其他条件保持相同时，稳弧性不大理想的焊剂，其焊缝厚度会比较大，而焊缝宽度则会比较小，焊剂密度小，或是颗粒度大，又或者堆积高度减小的时候，因为电弧四周压力减弱，弧柱体积膨胀，电弧摆动的范围得到扩大，从而焊缝厚度减小，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，会致使熔渣的透气性变差，在熔池结晶的时候所排出的气体没办法经由熔渣排出去，进而让焊缝表面形成诸多凹坑，使得成形变得糟糕。
（6）在气体保护焊当中，存在着保护气体，且存在着其成分，此成分对于气体保护焊而言是重要因素，同时，还有与之紧密关联的熔滴过渡形式，这熔滴过渡形式以及保护气体成分一道，对焊缝形状产生显著影响。当运用不同保护气体实施熔化极气体保护焊直流反接操作时，焊缝形状随之出现变化，关于其变化情况，图 1—35 有所展示。射流过渡氩弧焊会持续形成呈现明显蘑菇状的焊缝，当在氩气里添加 O2、CO2 或者 H2 时，能够让根部成形得以展宽，并且焊缝厚度会有略微增加。颗粒状和短路过渡电弧焊所形成的焊缝形状则会是宽且浅的样子。
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别，在其他工艺因素维持不变的状况下，焊缝形状呈现出不同，这一情况在氩弧焊时尤为显著。像是三种产地各异的不锈钢，运用钨极氩弧焊方式进行焊接，当采用相同的焊接工艺参数时，所得到的焊缝形状出现的变化，可查看表1—10。
表1—10 母材化学成分对焊缝形状的影响
注意，钨棒的端部呈现为45°，弧长为2mm，电流是150A，焊接速度为300mm／min。
