第四章起重机械焊接工艺及设备

第四章 焊接工艺及设备

第一节 焊接接头形式及焊接符号

由两个或两个以上零件用焊接组合或已经焊合的接头，称为 焊接接头 。 焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区。

一、焊接接头及坡口形式

焊接接头形式主要有对接接头、 T 型接头、角接接头、搭接接头 4 种。

其次还有十字接头、卷边接头、端接接头、锁接接头、套管接头等。应用 较多的主要是对接接头（如板—板对接、管—管对接） ，其次是 T 形接头， 压力容器的裙式支座与筒体的连接，多属于搭接。

两焊件表面构成夹角在 135?180°之间的接头，称为对接接头。连接 对接接头的焊缝形式可以是对接焊缝，也可以是角焊缝或对接与角接组合 焊缝，但以对接焊缝居多。对接焊缝的坡口形式主要有 I 型、 V 型、 U 型、 X 型坡口等。常见对接接头形式如图 4-1 所示。

为保证厚度较大的焊件能够焊透， 常将焊件接头边缘加工成一定形状的 坡口。坡口除保证焊透外，还能起到调节母材金属和填充金属比例的作用， 由此可以调整焊缝的性能。坡口型式的选择主要根据板厚和采用的焊接方 法确定，同时兼顾焊接工作量大小、焊接材料消耗、坡口加工成本和焊接 施工条件等， 以提高生产率和降低成本。 根据 GB985-88 规定，焊条电弧焊 常采用的坡口形式有不开坡口（ I形坡口）、Y形坡口、双Y形坡口、U形 坡口等。

手工电弧焊板厚6mn以上对接时，一般要开设坡口，对于重要结构，板

厚超过3mn就要开设坡口。厚度相同的工件常有几种坡口型式可供选择， Y 型和U型坡口只需一面焊，可焊性较好，但焊后角变形大，焊条消耗量也 大些。双丫型和双面U型坡口两面施焊，受热均匀，变形较小，焊条消耗 量较小，在板厚相同的情况下，双

丫形坡口比Y形坡口节省焊接材料1/2

左右，但必须两面都可焊到，所以有时受到结构形状限制。

U型和双面U

型坡口根部较宽，容易焊透，且焊条消耗量也较小，但坡口制备成本较高, 般只在重要的受动载的厚板结构中采用。表

4-1例举了气焊、手工电弧

焊和气体保护焊焊缝坡口几种形式和尺寸的规定。

较大的静载荷或动载荷，接头效率高，是焊接结构应用最多的接头形式。

为保证焊接质量，减少焊接变形和焊接材料的消耗，需要把焊件的对接边 缘加工成各种形式的坡口。一般钢板厚度在 6mm以下，可开I型坡口（即 不开坡口，但重要结构厚度 3mm时，就应开坡口）。厚度6?26mm时, 采用V型或Y型坡口。厚度12?60mm,可开V型或双面Y型坡口，它

可比单面V型或丫型坡口减少填充金属将近一半，焊后变形也较小。 双面U型坡口的填充金属量更少，焊后变形更小，但加工困难。

U型 或

T型接头是将一个焊件的端面与另一焊件的表面构成直角或近似直角 的接头，为T型接头。连接T型接头的焊缝形式有角焊缝、对接焊缝和组

合焊缝。坡口形式为单边V型、I型、

K型、U型及带钝边J型坡口等。T

型接头如图4-2。

对接接头 对烽锻

S

r形接头

对搂isa

角接％ 对

a

对《揍头

角焊

S

接头在外力作用下内部应力分布

T型接头由于焊缝向母材过渡较急剧,

极不均匀，特别是角焊缝，其根部和过渡处都有很大的应力集中。因此这 种接头承受载荷尤其是动载荷的能力较低。对于重要的 坡口并焊透，或采用深熔焊接,

两焊件端部构成大于30 焊缝形式有对接焊缝、角焊缝,

坡口（双面单边V型坡口）。

搭接接头是指两焊件部分重叠在一起所构成的接头。 其焊缝形式有角焊 缝、钎焊焊缝。坡口形式有I型坡口、钎焊坡口。这种接头的强度较低, 尤其是疲劳强度，只用于不重要的结构。不开坡口的搭接接头一般用于厚

度12mm以下的钢板，其重叠部分长度由设计决定（通常 L>2bi+2b2）。当 重叠钢板面积较大时，为保证强度可分别选用圆孔内塞焊或长孔内角焊的 形式。 为了满足焊接工艺的需要，保证接头的质量，焊件需要用机械、火焰或 电弧等方法开坡口。选择坡口应注意焊接材料的消耗量、可焊到程度、坡 口加工条件、焊接变形等。同厚度的工件，采用双面 V 型坡口或 Y 型坡口 比 V 型或 Y 型坡口可节省较多的

方可大大降低应力集中。

、小于135°夹角的接头，为角接接头。其 坡口形式有 I型、丫型、单边丫型及K型

T型接头，必须开

焊接材料、电能和工时。选择适当的坡口 形式，配合合理的工艺，还可有效地减小焊接变形。

坡口的加工方法可根据工件尺寸、 形状及加工条件选择， 一般有几种方 法。一是 I 型坡口可在剪板机上剪切加工，然后用刨边机进行细加工。

是用刨床或刨边机加工坡口，有时也可铣削加工。三是车削，用车床或车 管机加工坡口，适用于加工管子坡口。四是热切割，用气体火焰或等离子 弧手工切割或自动切割机加工坡口。 可切割出 V 型或 Y 型、双面 Y 型坡口， 如球罐的球壳板坡口加工。碳弧气刨，主要用于清理焊根时的开坡口，效 率高，但劳动条件差。铲削或磨削，用手工或风动工具铲削或使用砂轮机 磨削加工坡口，效率很低，多用于缺陷返修时的开坡口。

二、焊缝与焊缝符号

焊缝是指焊件经焊接后所构成的结合部分。组成焊缝的金属即焊缝金 属。焊缝的形状和质量将直接影响焊件或结构的性能。按焊缝结合形式可 分为对接焊缝和角焊缝两大类。主要尺寸以焊缝高度、焊缝宽度和熔池深 度来表示。角焊缝是沿两直角或近直角零件的交线所焊接焊缝，主要尺寸 以焊脚高度和焊缝厚度表示。按焊缝在空间的位置，可分为平焊缝、立焊 缝、横焊缝和仰焊缝 4 种。