1、1第一章第一章 焊接基礎知識焊接基礎知識 2第一節第一節 焊接接頭與焊縫焊接接頭與焊縫 3電弧焊接頭包括電弧焊接頭包括4部分部分： 焊縫、熔合區、熱影響區、焊縫附近的母材。 熔化焊焊接接頭的組成a)對接接頭 b)搭接接頭1焊縫金屬 2熔和線 3熱影響區 4母材 4焊接過程使焊接接頭具有以下力學特點：力學特點：（1）焊接接頭力學性能不均勻 由于焊接接頭各區在焊接過程中進行著不同的焊接冶金過程，并經受不同的熱循環和應變循環的作用，各區的組織和性能存在較大的差異，焊接接頭組織的不均勻組織的不均勻，造成了整個接頭力學性能的不均勻力學性能的不均勻。 5（2）焊接接頭工作應力分布不均勻，存在應應力集中力集

2、中 由于焊接接頭存在幾何不連續性，致使其工作應力是不均勻的，存在應力集中。 當焊縫中存在工藝缺陷，焊縫外形不合理或接頭形式不合理時，將加劇應力集中程度，影響接頭強度，特別是疲勞強度。6（3）由于焊接的不均勻加熱，引起焊接殘余應焊接殘余應力及變形力及變形 焊接是局部加熱局部加熱的過程，電弧焊時，焊縫處最高溫度可達材料沸點，而離開焊縫處溫度急劇下降，直至室溫。這種不均勻溫度場將在焊件中產生殘余應力及變形。7（4）焊接接頭具有較大的剛性 通過焊接，焊縫與構件組成整體，所以與鉚接或脹接相比，焊接接頭具有較大的剛性。 8一、接頭的基本形式一、接頭的基本形式焊接接頭焊接接頭(簡稱接頭簡稱接頭)：用焊接方法

3、連接的接頭。常用的焊接接頭：常用的焊接接頭： 對接接頭、T形接頭、十字接頭、搭接接頭、角接接頭、端接接頭、套管接頭、斜對接接頭、卷邊接頭、鎖底對接接頭等。 9焊接接頭的基本類型焊接接頭的基本類型101、對接接頭、對接接頭 將同一平面上的兩個被焊工件的邊緣相對焊接起來而形成的接頭稱為對接接頭對接接頭。 它是各沖焊接結構中采用最多、也是最完善的一種接頭形式，具有受力好、強度大和節省金屬材料的特點。 但是，由于是兩焊件對接連接，被連接件邊緣加工及裝配要求則較高。在焊接生產中，通常使對接接頭的焊縫略高于母材板面。由于余高的存在造成構件表面的不光滑，在焊縫與母材的過渡處會引起應力集中。 11對接接頭的幾

4、種形式對接接頭的幾種形式 122、T形接頭形接頭 將相互垂直的被連接件用角焊縫角焊縫連接起來的接頭稱為T形(十字)接頭。T形(十字)接頭能承受各種方向的力和力矩。T形接頭是各種箱型結構中最常見的接頭形式，在壓力容器制造中，插入式管子與筒體的連接、人孔加強圈與筒體的連接等也都屬于這一類。 由于T形(十字)接頭焊縫向母材過渡較急劇，接頭在外力作用下力線扭曲很大，造成應力分布極不均勻、且比較復雜，在角焊縫根部和趾部都有很大的應應力集中力集中。保證焊透是降低T形接頭應力集中的重要措施之一。 T形接頭133、搭接接頭、搭接接頭 兩塊板料相疊，而在端部或側面進行角焊，或加上塞焊縫、槽焊縫連接的接頭稱為搭接

5、接頭。 由于搭接接頭中兩鋼板中心線不一致，受力時產生附加彎矩，會影響焊縫強度，因此，一般鍋爐、壓力容器的主要受壓元件的焊縫都不用搭接形式。 由于搭接接頭使構件形狀發生較大的變化，所以應力集中要比對接接頭的情況復雜得多，而且接頭的應力分布極不均勻。 在搭接接頭中，根據搭接角焊縫受力方向的不同，可以將搭接角焊縫分為正面角焊縫、側面角焊縫和斜向角焊縫。搭接接頭搭接接頭 14 搭接接頭除兩鋼板疊在端面或側面焊接外，還有開槽焊和塞焊(圓孔和長孔)等。 開槽焊搭接接頭開槽焊搭接接頭的構造如圖所示。先將被連接件沖切成槽，然后用焊縫金屬填滿該槽，槽焊焊縫斷面為矩形，其寬為被連接件厚度的兩倍，開槽長度應比搭接長

6、度稍短一些。15 塞焊塞焊是在被連接的鋼板上鉆孔來代替槽焊的槽，用焊縫金屬將孔填滿使兩板連接起來，塞焊可分為圓孔內塞焊和長孔內塞焊兩種，如圖所示。 164、角接接頭、角接接頭 兩鋼板成一定角度，在鋼板邊緣焊接的接頭稱為角接接頭。角接頭多用于箱形構件，騎座式管接頭和筒體的連接，小型鍋爐中火筒和封頭連接也屬于這種形式。 與T形接頭類似，單面焊的角接接頭承受反向彎矩的能力極低，除了鋼板很薄或不重要的結構外，一般都應開坡口兩面焊，否則不能保證質量。 角接接頭17 選擇接頭形式時，主要根據產品的結構，并綜合考慮受力條件、加工成本等因素。 例如： 對接接頭對接接頭具有受力均勻、節省金屬等優點，故應用最多。

7、但是，對接接頭對下料尺寸和組裝的要求比較嚴格。 T形接頭形接頭焊縫大多數情況下只承受較小的切應力或僅作為聯系焊縫。 搭接接頭搭接接頭對裝配要求不高，也易于裝配，但接頭承載能力低，一般用在不重要的結構中。18 焊接接頭的設計中對焊縫質量的要求、焊縫尺寸大小、焊縫位置、工件厚度、幾何尺寸、施工條件等不同，決定了在選擇焊接方法和制定工藝時的多樣性。合理的焊接接頭設計與選擇不僅能保證鋼結構的焊縫和整體的強度，還可以簡化生產工藝，節省制造成本。 19設計和選擇焊接接頭的主要因素：主要因素：（1）保證焊接接頭滿足使用要求；（2）接頭形式能保證選擇的焊接方法正常施焊；（3）接頭形式應盡量簡單，盡量采用平焊和

8、自動焊焊接方法，少采用仰焊和立焊，且最大應力盡量不設在焊縫上；（4）焊接工藝能保證焊接接頭在設計溫度和腐蝕介質中正常工作；20（5）焊接變形和應力小，能滿足施工要求所需的技術、人員和設備的條件；（6）盡量使焊縫設計成聯系焊縫；（7）焊接接頭便于檢驗；（8）焊接前的準備和焊接所需費用低；（9）對角焊縫不宜選擇和設計過大的焊角尺寸，試驗證明，大尺寸角焊縫的單位面積承載能力較低等。212223二、焊縫的基本形式二、焊縫的基本形式焊縫：焊縫：焊件經焊接后所形成的結合部分。分類：分類：1、按空間位置可分為：平焊縫、橫焊縫、立焊縫、仰焊縫；2、按結合方式可分為：對接焊縫、角焊縫、塞焊縫；3、按焊縫斷續情況

9、可分為：連續焊縫、斷續焊縫；4、按承載方式可分為：工作焊縫、聯系焊縫。 焊縫是構成焊接接頭的主體部分，對接接頭焊縫、角接接頭焊縫是焊縫的基本形式。241對接焊縫對接焊縫 對接焊縫是沿著兩個焊件之間形成的，有不開坡口（或開I形坡口）和開坡口的兩種。焊縫表面形狀有上凸的和與表面平齊的。252角焊縫角焊縫角焊縫截面形狀 263工作焊縫和聯系焊縫工作焊縫和聯系焊縫工作焊縫(又稱承載焊縫) 焊縫與焊件串聯成整體主要承擔載荷的作用。焊縫一旦斷裂，鋼結構就立即受到嚴重破壞。27聯系焊縫(又稱非承載焊縫) 焊縫與兩個或兩個以上的焊件并聯成整體(即連接作用)，焊縫不直接承擔載荷，工作中受力很小，焊縫一旦斷裂，結

10、構不會立即失效。28三、坡口的基本形式三、坡口的基本形式1坡口類型坡口：根據設計或工藝需要，在焊件的待焊部位加工成一定幾何形狀并經裝配后構成的溝槽。開坡口：用機械、火焰或電弧等加工坡口的過程。開坡口的目的：（1）是為保證電弧能深入到焊縫根部使其焊透，并獲得良好的焊縫成形以及便于清渣。（2）對于合金鋼來說，坡口還能起到調節母材金屬和填充金屬比例(即熔合比)的作用。 29 （1）根據板厚不同，對接焊縫的焊接邊緣可分為卷邊、平對或加工成為V形、X形、K形和U形等坡口。對接焊縫坡口型式 30 （2）根據焊件厚度、結構形式及承載情況不同，角接接頭和T形接頭的坡口形式可分為I形、帶鈍邊的單邊V形坡口和K形

11、坡口等。角接和T形接頭的坡口a) I形 b) 單邊V形（帶鈍邊） c) K形（帶鈍邊） 312坡口的設計原則坡口的設計原則 坡口的形式和尺寸主要根據鋼結構的板厚、選用的焊接方法、焊接位置和焊接工藝等來選擇和設計。 1) 焊縫中填充的材料少；2) 具有好的可焊性；3) 坡口的形狀應容易加工；4) 便于調整焊接變形； 32 一般情況下，焊條電弧焊焊接6mm厚度的焊件和自動焊焊接14mm以下厚度的焊件時，可以不開坡口就可以得到合格的焊縫，但板間要留有一定的間隙，以保證熔敷金屬填滿熔池，確保焊透。 鋼板超過上述厚度時，電弧不能熔透鋼板，應考慮開坡口。 33第二節第二節 焊接接頭的表示方法焊接接頭的表示

12、方法 34 設計人員為使自己設計的結構或產品由制造人員準確無誤地加工制造出來，就必須把結構和產品的施工技術條件在設計圖樣和設計說明書等設計文件上詳盡地表述出來。 對于焊接接頭，設計人員一般采用有關標準規定的焊縫符號和焊接方法代號焊縫符號和焊接方法代號來表示。 也可以采用技術制圖方法來表示，但用圖形或文字詳細地說明焊接接頭的焊接加工要求和注意事項是非常繁瑣和復雜的。 采用標準規定的各種符號和代號簡單明了地指出焊接接頭的類型、形狀、尺寸、位置、表面狀況、焊接方法以及與焊接有關的各項條件是非常必要的。35一、焊縫符號與焊接方法代號一、焊縫符號與焊接方法代號焊縫符號：在圖紙上標注出焊縫形式、焊縫尺寸和

13、焊接方法的符號。 由GB/T3241998焊縫符號表示法(適用于金屬熔焊和電阻焊)和GB/T51851999金屬焊接及釬焊方法在圖樣上的表示代號進行了規定。 焊縫的符號組成：基本符號、輔助符號、補充符號、焊縫尺寸符號和指引線。 36 基本符號：是表示焊縫橫截面形狀的符號，它采用近似于焊縫橫截面形狀的符號表示。 37 輔助符號：是表示對焊縫表面形狀特征輔助要求的符號。輔助符號一般與焊縫基本符號配合使用，當對焊縫表面形狀有特殊要求時使用。38焊縫補充符號：是為了補充說明焊縫某些特征的符號。 39焊縫尺寸符號：是表示坡口和焊縫各特征尺寸的符號。 40 指引線：由帶箭頭的指引線、兩條基準線(橫線)(一

14、條為實線，另一條為虛線)和尾部組成。41 為了簡化焊接方法的標注和文字說明，可采用國家標準GB/T 51851999規定的用阿拉伯數字表示的金屬焊接及釬焊等各種焊接方法的代號。 焊接方法標注在指引線的尾部。 42二、焊接接頭在圖樣上的表示方法二、焊接接頭在圖樣上的表示方法（一）焊縫的圖示法（一）焊縫的圖示法 國家標準GB/Tl22121990技術制圖 焊接符號的尺寸、比例及簡化表示法規定，需要在圖樣中簡易地繪制焊縫時，可用視圖、剖視圖或剖面圖表示，也可以用軸測圖示意地表示。 在同一圖樣中，通常只允許采用一種畫法。4344454647（二）焊縫符號的標注（二）焊縫符號的標注 國家標準GB/T32

15、41988、GB/T51851999和GB/T122121990中分別對焊縫符號和焊接方法代號的標注方法作了規定。48 （1）焊縫符號和焊接方法代號必須通過指引線及有關規定才能準確無誤地表示焊縫。（2）標注焊縫時，首先將焊縫基本符號標注在基準線上邊或下邊，其他符號按規定標注在相應的位置上；（3）箭頭線相對焊縫的位置一般沒有特殊要求，但是在標注V形、單邊V形、J形等焊縫時，箭頭應指向帶有坡口一側的工件；（4）必要時允許箭頭線彎折一次；49（5）虛基準線可以畫在實基準線的上側或下側；（6）基準線一般應與圖樣的底邊相平行，但在特殊條件下亦可與底邊相垂直；（7）如果焊縫和箭頭線在接頭的同一側，則將焊縫基本符號標注在實基準線側；相反，如果焊縫和箭頭線不在接頭的同一側，則將焊縫基本符號標注在虛基準線側 。50 必要時焊縫基本符號可附帶有尺寸符號及數據。 51標注原則：標注原則：1) 焊縫橫截面上的尺寸標注在基本符號的左側，如：鈍邊高度p，坡口高