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一、焊接接头的种类及接头型式

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，所以其接头型式以及坡口形式也是不一样的。焊接接头型式包含：对接接头，T形接头，角接接头，还有搭接接头等等。

(一)对接接头

接头，其两件表面所构成的夹角情况是这样，要大于或等于135°，再小于或等于180°。而这种接头，被叫做对接接头。还有哟，在各种焊接结构里头吧 ，它可算是采用数量最多的那当中的一种接头型式呢。

钢板厚度在6mm以下，除重要结构外，一般不开坡口。

厚度不一样的钢板对接，两板厚度存在差值（δ—δ1），当此差值不超过表1—2所规定的情况时，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；要是不然的话，那就需要在厚板上做出如同图1—8所展示的单面或者双面削薄；而且其削薄长度L要大于或等于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

表1-2

(二)角接接头

被称为角接接头的，是两焊件端面间构成夹角大于30°且小于135°的接头，可看图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

(三)T形接头

一类接头，其一件的端面跟另一件的表面形成直角或者差不多是直角，这样的接头，被称作T形接头，可查看图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。

图1—11 搭接接头

(a)I形坡口，　　(b)圆孔内塞焊；　　(c)长孔内角焊

搭接接头依据其结构形式以及对于强度提出的要求，去进行分类，分类结果为不开坡面方式，还有圆孔以内实施塞焊的方式，以及长孔内角处实施焊接的方式这三种形式，其具体见图示1—11。

一种被称作I形坡口的搭接接头，通常针对厚度小于12mm的钢板来使用，其重叠的部分要大于或等于2(δ1 δ2)，并且是采用双面焊接的方式，这种接头会被应用在一些并非很重要的结构当中的。

当碰到重叠部分面积比较大这种情况时，能够依据板厚以及强度方面的要求，分别运用不同大小还有数量的圆孔内塞焊类型或者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

因坡口形状各异，所以坡口被划分成多种情形 ，有I形（即不开坡口） ，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形这般众多的坡口形式。

V形坡口的加工以及施焊较为方便，不必翻转焊件，Y形坡口同样如此，然而焊后极易产生角变形。

双Y形坡口是基于V形坡口来发展成的，当焊件厚度有所增大时，会采用双Y形替V形坡口，在相同的厚度状况下，大约能削减焊缝金属量的二分之一，并且能够进行对称施焊，焊后所产生的残余变形相对较小，其缺点在于焊接进程中需要翻转焊件，在筒形焊件的内部实施焊接操作，进而致使劳动条件变差。

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，要少得多，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)坡口面角度以及坡口角度，有待加工的坡口的端面跟坡口面之间的夹角被称作坡口面角度，而两坡口面之间的夹角叫做坡口角度，可见图1—12。

接头根部之间在焊前预留的空隙被称作根部间隙，它还有个说法叫装配间隙，其作用是在打底焊时确保根部能够焊透，见图1—12。

制作焊件开坡口时，沿着焊件接头坡口根部的端面所处直边部分被称作钝边，其具体的样子可见图1—12 ，钝边所起到的作用是避免根部出现烧穿这种情况。

(5)根部半径，于J形、U形坡口底部处，那被称作根部半径的乃是圆角半径(可见图1—12)。其作用在于，使坡口根部空间得以增大，进而借此使根部能够被焊透。

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，也就是熔焊的时候，那里焊件接缝所处的那个空间位置，可以用焊缝倾角以及焊缝转角来进行表示这样。有着平焊的那种位置，还有立焊、横焊以及仰焊位置等等这些呀。

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

构成焊缝转角的，乃是焊缝中心线，而此焊缝中心线指的是焊根和盖面层中心的连线，它与水平参照面Y轴所形成的夹角，如图1—14所示。

图1—14 焊缝转角

对于平焊位置，其焊缝倾角为0°，并且焊缝转角是90°的那种焊接位置，如图1—15(a)所示。

图1—15 各种焊接位置

(2)处于横焊位点，焊缝倾斜角度能够是0°，也能够是180°；焊缝转折角度呈现0°，还呈现180°的这种对接位点处模样，可见图1—15(b)。

处于立焊位置时，焊缝倾角呈现为90°（立向上）的那种焊接位置，还有焊缝倾角呈现为270°（立向下）的那种焊接位置，可以去查看图1—15(c)。

(4)处于仰焊位置，对接焊缝的倾角为0°以及180°，转角是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）平角焊所处位置，角焊缝的倾角为0°以及180° ，转角为45° 并且135°的那个进行角焊的位置 ，参照图1—15(e)。

仰角焊所处的位置，其倾角为0°以及180°的情况，转角属于225°、315°的角焊位置，呈现于此，具体可见图1—15(f)。

在平焊的位置开展的焊接，被称作平焊，于横焊位置进行的焊接，叫做横焊，在立焊位置实施的焊接，称为立焊，处于仰焊位置所做的焊接，称作仰焊 ，T形接头处于平焊位置开展的焊接，称作船形焊，十字形接头处于平焊位置进行的焊接，叫做船形焊，角接接头处于平焊位置实施的焊接，称为船形焊。工程上常用的水平固定管的焊接，因在管子360°的焊接里，存在仰焊、立焊以及平焊，故而称作全位置焊接。当焊件接缝放置在倾斜位置（除平、横、立、仰焊位置之外） 时进行的焊接，叫做倾斜焊。

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：

依据GB／T 3375—94的相关规定，按照焊缝结合的形式来划分，被分成对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝以及端接焊缝这五种。

1)对接焊缝，是在焊件的坡口面间实施焊接的焊缝，或者是在一零件的坡口面与另一零件表面间进行焊接的焊缝。

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：两块零件相互重叠，其中有一块上面开了圆孔，在这个圆孔当中焊接两块板子，通过焊接所形成的焊缝，仅仅在孔内进行焊角焊缝的这种情况不叫做塞焊。

5)槽焊缝：两块板相互迭置，其中有一块开设长孔，在这个长孔里面对两块板进行焊接所形成的焊缝，仅仅焊接角焊缝的情况不称作槽焊。

㈡施焊之际，焊缝于空间的所处位置进行区分，可分成平焊缝，立焊缝，横焊缝以及需仰焊之焊缝等四种形式。

(3)按焊缝断续情况分为连续焊缝和断续焊缝两种形式。

被划分出交错式以及并列式这两种类型的断续焊缝，是会依据图1—16所示的，其焊缝尺寸，除去已经加以标明的焊脚K之外，还会对于间断继焊缝当中每一段焊缝所具的长度l以及间距e予以标明，并且会使用符号“Z”去表示成交错式的那些焊缝。

图1—16 断续角焊缝

(a)交错式 (b)并列式

(二)焊缝的形状尺寸

用于表示焊缝形状的，是一系列几何尺寸，不同形式的焊缝当中，其形状参数并非相同。

1．焊缝宽度

所称作焊趾的，乃是焊缝表面跟母材相交接的那个部位。被叫做焊缝宽度的，是焊缝表面处于两焊趾之间那一段的距离，情形如同图1—17所示。

图1—17焊缝宽度

2．余高

那种超出母材表面焊趾连线之上的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的加强作用，因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，反倒由于焊趾处应力集中易于促使脆断，所以余高不能够低于母材但也不可以过高，手弧焊的时候余高值是0～3mm。

图1—18 余高

3．熔深

焊接接头的横载面之上，母材或者前一道焊缝熔化的深度被称作熔深，可查看图1 – 19。对应见图1—19表明熔深的指示。

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

在焊缝的横截面那儿，有一种距离，是从焊缝的正面一直到焊缝的背面的距离，这个距离称为焊缝厚度呀，有相关图形展示，也就是图1—20。

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，是设计焊缝所要用到的焊缝厚度，对接焊缝焊透之际，它等同于焊件的厚度，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，从直角顶点投向斜边的垂线长度，习惯上也称作喉厚，如图1—20所示。

5．焊脚

于角焊缝的横截面里头，从一个直角面那儿的焊趾抵达另一个直角面表面的最小距离，被称作焊脚。于角焊缝的横截面之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。比如图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，焊缝宽度用(B符号表示)，与焊缝计算厚度用(H符号表示)，两者的比值(该比值用ф表示，且ф的具体计算公式为ф＝B／H)，被称作焊缝成形系数，这里可以参考图1—21查看。该系数的数值要是小，那就意味着焊缝呈现出窄而且深的状态，在这样的焊缝当中很容易产生气孔以及裂纹，所以焊缝成形系数应当维持在一定的数值范围，就好比埋弧自动焊的焊缝成形系数ф需要大于1．3 ，是这样的情况，标点符号就这样标注处理。

7．熔合比

在熔焊的时候，所指的是，被熔化掉的母材其在焊道金属里所占的比例是百分之多少。各种各样的接头，各种各样的坡口，以及各种各样焊缝的形式，你去查看表1—3就能够看到。

表1—3 各种坡口、接头及焊缝形式

五、焊缝符号表示法

一般而言，焊缝符号是由基本符号以及指引线所构成的。在必要的情况下，还能够加添辅助符号、补充符号以及焊缝尺寸符号等等。

(一)符号

依据GB324 – 88《焊缝符号表示法》所给出的规定，焊缝符号能够划分成以下几种类型。

(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

辅助符号是用于表示焊缝表面形状特质的符号，呈现于表1—5之中。应用示例展示在表1—6里面。

(3)补充符号

补充符号，乃是为了对焊缝的某些特征予以补充说明才采用的符号，这可见于表1—7 ，其应用示例则可见于表1—8。

表1—4基本符号

注：1)卷边焊缝若不完全熔化，那么用I形焊缝符号去表示它，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

(二)符号在图纸上的位置

1．基本要求

除了上述提到的基本符号，还有辅助符号，以及补充符号，这些之外的完整焊缝表示方式，包括指引线，还有焊缝尺寸符号，以及数据。

指示引导的线通常是由带有箭头指示的引导线（也就是简称为箭头线的那种）以及两条基准线（其中的一条是实的线，另外有条是虚的线）这两个部分共同构建而成。就如同图1—22所呈现出来的那样。

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

箭头线相对焊缝所处位置，通常并无特殊要求，可参看图1—25(a)、(b)。然而，于标注单边V、单边Y、J形焊缝之际，箭头线应当指向存有坡口那一侧的工件，可参看图1—25(c)、(d)。在必要的情形下，准许箭头线弯折一回，恰似图1—26那般。

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。

通常情况下，基准线一般是要跟图样的底边保持相平行的状态，然而呢，在处于特殊条件的情形下，它也是能够与底边呈现相垂直的状况的。

5．基本符号相对基准线的位置

相对基准线而言，基本符号所处的位置，参照图1—27(a)、(b)、(c)、(d)；当对对称焊缝以及双面焊缝进行标注时，虚设线条不得添加。

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) 坡口角度这类尺寸，坡口面角度这类尺寸，根部间隙这类尺寸，标在基本符号的上侧或者标在基本符号的下侧。

4)相同焊缝数量符号标在尾部；

当对尺寸数据实行标注的情形下，若出现数量较多且难以分辨清楚的状况时，能够于数据的前方增添与之对应的尺寸符号。在箭头线方向产生变化的那些时候，上述所提到的原则并不会发生改变，是不存在变化情况的。

(3)关于尺寸符号的说明

当基本符号处在最右侧，并且不存在任何标注在内，同时也没有其他方面的说明之际，这意味着那条焊缝于工件从起始到末尾的整个长度范围之内，都是处于不间断连续的情形。

第二，当基本符号处于左侧，并且没有任何一类标注，同时又不存在其他方面说明的时候，这意味着对接焊缝需要达成完全焊透的状态。

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

进行焊接操作时，为了能够确保焊接作业的质量从而挑选确定出来的各个参数，像是焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等，它们的统称被叫做焊接工艺参数。而所谓的线能量，指的是在熔焊过程当中，经由焊接热源传递给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)，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。

例：某焊接性试验的焊接工艺参数如下：焊条直径4mm，焊接

导线中的电流数值为180A，电弧所具有的电压是24V，焊接时的速度是150mm／min。尝试对其线能进行计算。

量。

解：线能量

答：该试验的线能量为1728J／mm。

(一)焊接电流

当其他条件处于不变状态时，对焊接电流予以增加，如此一来，焊缝的厚度和余高都会出现增加的情况，然而焊缝的宽度几乎会维持不变（或者稍微有所增加），可参照图1—29，这是埋弧自动焊期间所产生的实验结果。剖析这些现象背后原因的是：

焊接电流增大之际，电弧的热量跟着增多，故而熔池体积以及弧坑深度皆随电流而加大，于是冷却之后，焊缝厚度便会增加。

（2）当焊接电流呈现增加态势时，焊丝的熔化量同样会出现增加的情况，如此一来，焊缝的余高进而也会随之出现增加之事。要是采用不填丝的钨极氩弧焊这种方式，那么余高便不会出现增加的状况。

当焊接电流增大时，一方面，电弧截面会稍有增加，进而致使熔宽增大；另一方面，电流增大能够促使弧坑深度加大。因为电压未曾改变，所以弧长也维持恒定，致使电弧潜入熔池，让电弧摆动范围缩小，进而促使熔宽减小。鉴于两者共同发挥作用，所以实际上熔宽基本保持不变。

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

在其他条件保持不变的情况下，电弧电压出现增长，焊缝宽度显著加大，期间焊缝厚度以及余高将会有略微的减少，如图1—30所示 电弧电压增加意味着电弧长度在增强以，，此，电弧摆动范围扩展从而致使焊缝宽度加大 并且。弧长增添后，电弧热量消耗增大那所以，用于熔化母材以及焊丝的热量变少相应地于是焊缝厚度还有那么，；余高就微弱变小些。

图1—30 电弧电压对焊缝形状的影响

由此能够看出，电流属于决定焊缝厚度的主要相关因素了，而电压又成了影响焊缝宽度的主要有关因素。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，这两个元素有所相互制约，就是一定的电流需搭配一定的电压，不能把一个参数在较大范围之内随意去变动。

(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，当加快焊接速度时，焊缝厚度与焊缝宽度普遍大幅降低，具体可见图1—31，之所以出现这种情况，是由于焊接速度提升后，焊缝里单位时间内所输入的热量有所减少。

图1—31 焊接速度对焊缝形状的影响

从利于焊接生产率的角度去思量，焊接的速度越快就越好。然而当对于焊缝厚度有着确定的要求之时，为了能够提升焊接的速度，就必须要进一步地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一同进行选用。

(四)其它工艺参数及因素对焊缝形状的影响

电弧焊有上述三个主要工艺参数为前提之外，又存在着其他一些工艺参数，这些参数所关联的因素，对于焊缝形状而言，也具备着一定程度的影响作用。

当其它条件保持不变时，电极直径以及焊丝外伸长，若减小电极那也就是焊丝直径，这不单会让电弧截面减小，并且且同样会减小电弧的摆动范围，所以焊缝厚度以及焊缝宽度都会减小这无疑是确定的。

从焊丝与导电嘴接触点到焊丝末端的长度就是焊丝外伸长，也就是焊丝上通电部分的长度。电流在焊丝外伸长上通过会产生电阻热。所以当焊丝外伸长增加，电阻热也增加，焊丝熔化加快，余高就增加。焊丝直径越小或者材料电阻率越大，这种影响越明显。实践证明，对于结构钢焊丝，直径5mm以上粗焊丝，在焊丝外伸长于60至150mm范围内变动时，实际上可忽略其影响。当焊丝直径小于3mm，且焊丝外伸长波动范围超过5至10mm，此时，就有可能对焊缝成形产生明显影响。不锈钢焊丝电阻率极大，这种情况下，影响更为显著。所以，针对细焊丝情形而言，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)焊接时，电极（焊丝）会相对焊接方向倾斜出一个角度，此为电极（焊丝）倾角。顺着焊接方向倾斜时称作后倾，逆着焊接方向倾斜时称作前倾，可见图1—32(a)、(b)显示的情况。电极（焊丝）前倾时，电弧力对熔池液体金属后排的作用减弱，熔池底部液体金属变厚，这阻碍了电弧对熔池底部母材的加热，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增强，于是焊缝宽度变大，余高变小，这是前倾角度造成的结果。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。

焊件相对水平面倾斜时，焊件存在倾角，此时，焊缝的形状会因焊接方向的不同出现明显的差别，又因焊件倾斜，焊接方法可分为两种，从高处往低处焊，这种情况叫作下坡焊，从低处往高处焊，这种情况则叫上坡焊，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)向上倾斜开展的焊接，(c)当下坡焊时，焊件所需倾斜角度所产生的影响，(d)在上坡焊时，焊件所需倾斜角度所带来的影响。

当上坡焊进行之际，熔池里头的液体金属，于重力以及电弧力的作用之下，流向熔池的尾部，电弧能够深入到对熔池底部金属加热的程度，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，电弧摆动的范围减小，所以焊缝宽度减小。上坡角度越大，影响也就越明显。当上坡角度大于6°至12°时，焊缝会因为余高过大，两侧出现咬边的情况致使成形变差，如图1—33(d)所示。所以，在自动电弧焊之时，实际上常常尽量避免去采用上坡焊。

与上坡焊不同，下坡焊呈现出别样状况，焊缝厚度会稍有缩减，余高也会略微变小，然而焊缝宽度却会稍有增大，所以存在倾角。

(4)坡口形状，在其它条件保持不变的情况下，若是增加坡口深度以及宽度，那么焊缝厚度会稍微有所增加，焊缝宽度也会稍微有所增加，然而余高会明显减小，可查看图1—34。

图1—34 坡口形状对焊缝形状的影响

在埋弧焊时，焊剂的成分会对焊缝形状产生一定影响。焊剂的密度也会在一定程度上影响焊缝形状。其颗粒度同样对焊缝形状有影响。堆积高度于埋弧焊时，也对焊缝形状存在一定影响。当其他条件都相同的时候，如果有稳弧性较差的焊剂，那么所形成的焊缝厚度会比较大。而该焊剂所形成的焊缝宽度会比较小。在焊剂密度小的情况下，或者颗粒度大的时候，又或者堆积高度减小之时，因为电弧四周压力降低了，所以弧柱体积会膨胀。进而导致电弧摆动范围扩大。于是焊缝厚度减小了。同时，焊缝宽度增加了。并且余高也略为减小了。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，那么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数量众多的凹坑，从而导致成形变差。

（6）保护气体的成分，在气体保护焊的时候，其成分与熔滴过渡形式紧密关联，这二者对焊缝形状有着显著影响，熔滴过渡形式与保护气体成分密切相关。进行熔化极气体保护焊直流反接，利用不一样的保护气体时，焊缝形状会出现变化，具体由图1-35展示。射流过渡氩弧焊常常会形成十分明显的蘑菇状焊缝，当在氩气里添加O2、CO2或者H2时，能够致使根部成形变宽，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又宽又浅。

图1—35 保护气体成分对焊缝形状的影响

由于母材的化学成分存在差异，当其他工艺因素保持不变的时候有这样的情况，那就是焊缝形状会不尽相同，仅就和不锈钢而言，三种产地各不一样的，在使用钨极氩弧焊方法进行焊接时，若采用相同的焊接工艺参数，所得到的焊缝形状会出现变化，这种变化就体现在表1—10中，并且这一点在氩弧焊时表现得尤为显著。

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，弧长以2mm为标准，电流设定为150A，焊接速度是300mm／min。