1、金屬焊接與切割作業(yè),全國特種作業(yè)人員安全技術(shù)培訓(xùn)考核統(tǒng)編教材 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局安全技術(shù)培訓(xùn)中心,授課內(nèi)容 第二章 金屬焊接與切割基礎(chǔ)知識 第四節(jié) 焊接工藝基礎(chǔ)知識,第二章 金屬焊接與切割基礎(chǔ)知識,第四節(jié) 焊接工藝基礎(chǔ)知識,一、焊接接頭的種類及接頭形式,焊接中，由于焊件的厚度、結(jié)構(gòu)及使用條件的不同，其接頭形式及坡口形式也不同。焊接接頭形式有：對接接頭、T形接頭、角接接頭及搭接接頭等。,（一）對接接頭,兩焊件端面相對平行的接頭稱為對接接頭。（兩件表面構(gòu)成大于或等于135，小于或等于180夾角的接頭。）它是在焊接結(jié)構(gòu)中采用最多的一種接頭形式。根據(jù)焊件厚度、焊接方法和坡口準(zhǔn)備等條件，對接接頭可

2、分為：,厚度不同的鋼板對接的兩板厚度差（-1）不超過表2-2規(guī)定時，則焊縫坡口基本形式與尺寸按較厚鋼板的尺寸數(shù)據(jù)來選?。环駝t應(yīng)在厚板上作出如圖2-6所示的單面或雙面削薄，其削薄長度L3 （-1）.,將接頭開成一定角度叫做坡口角度。其目是使接頭根部焊透，及便于清除熔渣，獲得良好的焊縫成型。鈍邊，是為了防止燒穿，但鈍邊的尺寸應(yīng)保證第一層能焊透。根部間隙也是為了保證接頭根部焊透。對接接頭的坡口形式可分為： 1.不開坡口的對接接頭 當(dāng)鋼板厚度在6mm以下，一般不開坡口，只留1mm2mm的焊縫間隙，在較重要的結(jié)構(gòu)中，在板厚大于3mm就要求開坡口。 2.開坡口的對接接頭 開坡口就是用析械、火焰或電弧等方法

3、將捍接處先加工成坡口，再進(jìn)行焊接的接頭。,（二） 角接接頭,兩焊件端面構(gòu)成大于30，小于135平角的接頭，稱角接接頭。角接接頭一般用于不重要的焊接結(jié)構(gòu)中。開坡口的角接接頭在結(jié)構(gòu)中很少采用。這種接頭受力情況不大好，常用于不重要的結(jié)構(gòu)中。 見圖2-7,（三）T形接頭,兩焊件端面與平面構(gòu)成直角或近似直角的接頭，稱為T形接頭。 T形接頭在鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛，按照焊件厚度分有不開坡口單邊V形K形及雙U形四種形式。鋼板厚度在2mm30mm時，可不開坡口，但有特殊要求時，則應(yīng)按照鋼板厚度及結(jié)構(gòu)要求，選用適宜的坡口形狀， 以保證接頭強(qiáng)度。 見圖2-8,（四）搭接接頭,兩焊件部分重疊構(gòu)成的接頭稱為搭接接頭。搭接接

4、頭一般用于12mm以下鋼板，其重疊部分為35倍板厚，采用雙面焊接。因承載能力低，故只能用在不重要結(jié)構(gòu)中。 搭接接頭根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式和對強(qiáng)度的要求，分為不開坡口、圓孔內(nèi)塞焊和長孔內(nèi)角焊三種形式，見圖2-9。,I形坡口的搭接接頭，一般用于厚度12mm以下的鋼板，其重疊部分2 （1+2），雙面焊接。這種接頭用于不重要的結(jié)構(gòu)中。 當(dāng)遇到重疊部分的面積較大時，可根據(jù)厚板及強(qiáng)度要求，分別采用不同大小和數(shù)量的圓孔內(nèi)塞焊和長孔內(nèi)角焊的接頭形式。,（五）其它接頭形式,（1） 十字接頭：由兩個或三個焊件裝配而成的十字形接頭，稱十字接頭。 （2）端接頭：兩焊件重疊或兩焊件表面之間的夾角小于30構(gòu)成的端部焊縫接頭，稱端

5、接接頭。 （3）卷邊接頭：焊件端部預(yù)先卷邊的接頭，稱卷邊接頭。,（4）套管接頭：將一根直徑稍大的短管，套于要連接的兩根管子上構(gòu)成的接頭稱為套管接頭。 （5）斜對接接頭：焊縫在焊件平面上傾斜布置的對接接頭，稱斜對接接頭。,（6）鎖底對接接頭：一個焊件端部放在另一預(yù)留底邊的焊件上構(gòu) 成的對接接頭， 稱為鎖底對接接頭。,二、焊縫坡口的基本形式與尺寸,（一）坡口形式 根據(jù)坡口的形狀，坡口分為I形（不開坡口）、V形、Y形、雙Y形、U形、雙U形、雙單邊Y形、J形等各種坡口形式。 V形和Y形坡口的加工和焊接方便（不必翻轉(zhuǎn)焊接），但焊后容易產(chǎn)生角變形。 雙Y形坡口是在V形坡口的基礎(chǔ)上發(fā)展的。當(dāng)焊件厚度增大時，

6、采用雙Y形代替V形坡口，在同樣厚度下，可減少焊縫金屬量約1/2，并且可對稱施焊，使勞動條件變差。 U形坡口的填充金屬量在焊件厚度相同的條件下比V形坡口小得多，但這種坡口的加工較復(fù)雜。,（1）V型坡口：鋼板厚度在7mm40mm時, 常采用V形坡口。其形式有：V型鈍邊V型單邊V型單邊鈍邊V形坡口四種。V形坡口的特點(diǎn)是加工容易, 但焊后角變形較大。 （2）X形坡口：鋼板厚度為12mm16mm時可采用X形坡口也稱雙面V形坡口 （3）U形坡口：U形坡口有U形單邊U形 雙面U形。 U形坡口的特點(diǎn)是焊縫金屬量最少，焊件變形小，焊縫金屬中母材金屬占的比例也小。但這種坡口加工困難，一般應(yīng)用在較重要的焊接結(jié)構(gòu)中。

7、 X形坡口與V形坡口相比較，具有在相同厚度下，能減少焊縫金屬量約二分之一，焊后變形和內(nèi)應(yīng)力也較小些。多用于大厚度及要求控制焊件變形量的結(jié)構(gòu)中。,（二）坡口的幾何尺寸,（1）坡口面:待焊件上的坡口表面叫坡口面。 （2）坡口面角度:和坡口角度待加工坡口的端面與坡口面之間的夾角叫坡口面夾角，兩坡口面之間的夾角叫坡口角度。見圖2-10。 （3）根部間隙:焊前在接頭根部之間預(yù)留的間隙，見圖2-10其作用在于打底焊時能保證焊透，根部間隙又叫裝配間隙。 （4）鈍邊: 焊件開坡口時，沿焊件接頭坡口根部的端面直邊部分叫鈍邊。見圖2-10。 （5）根部半徑 :在J形、U形坡口底部的圓角半徑叫根部半徑（見圖2-10

8、）。它的作用是增大坡口根部的空間，以便焊透根部。,三、焊接位置種類,根據(jù)GB/T337594焊件術(shù)語的規(guī)定，焊件位置，即熔焊時，焊件接縫所處的空間位置，可用焊縫傾角和焊縫轉(zhuǎn)角來表示。有平焊、立焊、橫焊和仰焊位置等。（焊縫就是焊件經(jīng)焊接后形成的結(jié)合部分。）焊縫按不同方法可分下面幾種。 焊縫傾角即焊縫軸線與水平面之間的夾角，見圖2-11。 焊縫轉(zhuǎn)角即焊縫中心線焊根和蓋面層中心連線和水平參照面Y軸的夾角。見圖2-12。,(1)按焊縫結(jié)合形式，分為對接焊縫、角焊縫、塞焊縫、槽焊縫和端焊縫五種：,對接焊縫：在焊件的坡口面或一零件與另一零件表面間焊接的焊縫，稱對接焊縫。 角焊縫：沿兩直交或近似直交的交線所

9、焊的焊縫，稱為角焊縫。 端接焊縫：構(gòu)成端接接頭所形成的焊縫。 塞焊縫：兩零件相疊，其中一塊開圓孔，在圓孔中焊接兩板所形成的焊縫。只在孔內(nèi)焊角焊縫者不稱塞焊。 槽焊縫：兩板相疊，其中一塊開長孔，在長孔中焊接兩板的焊縫，只焊角焊縫者不稱為槽焊。,（2）按焊縫在空間位置的不同分類 平焊縫：焊縫傾角為05，焊縫轉(zhuǎn)角為010的水平位置施焊的焊縫，稱為平焊縫。 立焊縫：焊縫傾角為8090，焊縫轉(zhuǎn)角為0180的立向位置施焊的焊縫，稱為立焊縫。 橫焊縫：焊縫傾角為05，焊縫轉(zhuǎn)角為7090的橫向位置施焊的焊縫，禾稱橫焊縫。 仰焊縫：焊縫傾角為05，焊縫轉(zhuǎn)角為165180；角焊縫的焊縫傾角05，焊縫轉(zhuǎn)角11518

10、0的向上位置施焊的焊縫，稱仰焊縫。,（3）按焊縫斷續(xù)情況分類可分為, 定位焊縫：焊前，為裝配和固定焊件位置而焊接的短焊縫，稱定位焊縫。 連續(xù)焊縫：沿接頭全長不間斷焊接的焊縫，稱連續(xù)焊縫。 斷續(xù)焊縫：沿焊縫全長焊接具有一定間隔的焊縫。又分有并列式和交錯式兩種焊縫。 斷續(xù)焊又分為交錯式和并列式兩種（圖2-14），焊縫尺寸除明焊角K外，還注明斷續(xù)焊中每一段焊縫的長度l和間距e，并以符號“Z”表示交錯式焊縫。,（二）焊接的形狀尺寸,焊縫的形狀用一系列幾何尺寸來表示，不同形狀的焊縫，其形狀參數(shù)也不一樣。 1、焊縫寬度 焊縫表面與母材交界處叫焊趾。焊縫表面兩焊趾之間的距離叫焊縫寬度。如圖2-15。,2、余

11、高 超出母材表面焊趾連線上面的那部分焊縫金屬的最大高度，見圖2-16。 3、熔深 在焊接接頭橫截面上，母材或前道焊縫熔化的深度叫熔深，見圖2-17。,4、焊縫厚度 在焊接接頭橫截面中，從焊縫到焊縫背面的距離，叫焊縫厚度，見圖2-18。 5、焊角 角焊縫的橫截面中，從一個直角面上的焊趾到另一個直角面表面的最小距離。在角焊縫的橫截面中畫出的最大等腰直角三角形中直角邊的長度叫焊角尺寸，見圖2-18。,6、焊縫成形系數(shù) 熔焊時，在單道焊縫橫截面上焊縫寬度（B）與焊縫計算厚度（H）的比值（=B/H），叫焊縫成形系數(shù)。見圖2-19。該系數(shù)小則表示焊縫窄而深，這樣的焊縫容易產(chǎn)生氣孔和裂紋，所以焊縫成形系數(shù)應(yīng)

12、保持一定的數(shù)值，例如埋弧焊自動焊的焊縫成形系數(shù)1.3。 7、熔合比 是指熔合時，被熔化的母材在焊道金屬中所占的百分比。 各種接頭、坡口和焊縫的形式見表2-3。,五、焊縫符號表示法,在施工圖紙上，標(biāo)注焊接方法焊接形式和焊縫尺寸的符號，稱焊縫代號。,（一）焊縫符號,焊縫符號主要由基本符號輔助符號補(bǔ)充符號引出線和焊縫尺寸的符號等組成 （1）基本符號：是表示焊縫橫截面形狀的符號，見表24。 （2）輔助符號：是表示焊縫表面形狀特征的符號，見表25。應(yīng)用示例見表2-6。 （3）補(bǔ)充符號：是為了補(bǔ)充說明焊縫的某些特征而采用的符號，見表27。應(yīng)用示例見表2-8。,焊接和焊縫代號,（二）符號在圖紙上的位置,1、

13、基本要求 完整的焊縫表示方法除了上述基本符號、輔助符號、補(bǔ)充符號外，還包括指引線、焊縫尺寸符號及數(shù)據(jù)。 指引線一般由帶箭頭的指引線（簡稱箭頭線）和兩條基準(zhǔn)線（一條為實線、另一條為虛線）兩部分組成。如圖2-20所示。 2、箭頭線和箭頭的關(guān)系 圖2-21和圖2-22給出的示例說明下列術(shù)語的含義。,3、箭頭線的位置 其相對焊縫的位置一般沒有特殊要求，見圖2-23（a）、（b），但在標(biāo)注單邊V、J形焊縫時，箭頭線應(yīng)指向帶有坡口一側(cè)的工件，見圖2-23（c）、（d）必要時，允許箭頭線彎折一次，如圖2-24。 4、基準(zhǔn)線的位置 基準(zhǔn)線的虛線可用畫在基準(zhǔn)線的實線下側(cè)或上側(cè)。 基準(zhǔn)線一般應(yīng)與圖樣的底邊相平行，

14、但在特殊條件下亦可與底邊垂直。 5、基本符號相對基準(zhǔn)線的位置 基本符號相對基準(zhǔn)線的位置見圖2-25（a）、（b）、（c）、（d）；注對稱焊縫及雙面焊縫時不加虛線。,（三）焊縫尺寸符號及數(shù)據(jù)標(biāo)注原則,焊縫尺寸一般不標(biāo)注。如需要注明焊縫尺寸時，其尺寸符號見表29。 焊縫尺寸符號標(biāo)注時，應(yīng)注意標(biāo)注位置的正確性。標(biāo)注位置原則是： （1）焊縫橫截面上的尺寸標(biāo)在基本符號的左側(cè)，如鈍邊高度坡口高度焊腳高度焊縫余高熔透深度U形坡口圓弧半徑焊縫寬度焊點(diǎn)直徑等。 （2）焊縫長度方向尺寸標(biāo)注在基本符號的右側(cè)，如焊縫長度間距等。 （3） 坡口角度根部間隙等尺寸標(biāo)在基本符號的上側(cè)或下側(cè)。 （4）相同的焊縫數(shù)量符號標(biāo)在基準(zhǔn)線尾部。 （5）當(dāng)需要標(biāo)注的尺寸數(shù)據(jù)多又不易分辨時，可在數(shù)據(jù)前增加相應(yīng)尺寸符號。,（二）引出線,引出線一搬由帶箭頭的指引線和兩條基準(zhǔn)線（一條實線，一條虛線）兩部分組成，如圖223。 箭頭線相對焊縫的位置，一般沒有特殊要求，但在標(biāo)注VY形焊縫時，箭頭線應(yīng)指向帶有坡口一側(cè)的工件。必要時，允許箭頭線折彎一次。 基準(zhǔn)線的虛線可畫在基準(zhǔn)實線的上側(cè)或下側(cè)。基準(zhǔn)線一般應(yīng)與圖樣底邊平行，但特殊條件下，亦可與底邊相垂直。 焊縫基本符號在基準(zhǔn)線上的位置，規(guī)定如圖224所示。,注：1. 在同一圖形上，當(dāng)焊縫型式、剖面尺寸和輔助