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焊接接頭的種類及接頭型式

焊接中，由于焊件的厚度、結(jié)構(gòu)及使用條件的不同，其接頭型式及坡口形式也不同。焊接接頭型式有：對(duì)接接頭、T形接頭、角接接頭及搭接接頭等。

（1）對(duì)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，叫做對(duì)接接頭。在各種焊接結(jié)構(gòu)中它是采用最多的一種接頭型式。

鋼板厚度在6mm以下，除重要結(jié)構(gòu)外，一般不開(kāi)坡口。

厚度不同的鋼板對(duì)接的兩板厚度差(δ-δ1)不超過(guò)表1-2規(guī)定時(shí)，則焊縫坡口的基本形式與尺寸按較厚板的尺寸數(shù)據(jù)來(lái)選?。环駝t，應(yīng)在厚板上作出如圖1-8所示的單面或雙面削??；其削薄長(zhǎng)度L≥3(δ-δ1)。

圖1-8 不同厚度板材的對(duì)接

表1-2

（2）角接接頭：兩焊件端面間構(gòu)成大于30°、小于135°夾角的接頭，叫做角接接頭，見(jiàn)圖1-9。這種接頭受力狀況不太好，常用于不重要的結(jié)構(gòu)中。

圖1-9 角接接頭

（3）T形接頭：一件之端面與另一件表面構(gòu)成直角或近似直角的接頭，叫做T形接頭。

（4）搭接接頭：兩件部分重疊構(gòu)成的接頭叫搭接接頭，見(jiàn)圖1-11。

圖1-11 搭接接頭

搭接接頭根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式和對(duì)強(qiáng)度的要求，分為不開(kāi)坡口、圓孔內(nèi)塞焊和長(zhǎng)孔內(nèi)角焊三種形式，見(jiàn)圖1-11。

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(δ1+δ2)，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(shí)，可根據(jù)板厚及強(qiáng)度要求，分別采用不同大小和數(shù)量的圓孔內(nèi)塞焊或長(zhǎng)孔內(nèi)角焊的接頭型式。

焊縫坡口的基本形式與尺寸

（1）坡口形式

根據(jù)坡口的形狀，坡口分成I形(不開(kāi)坡口)、V形、Y形、雙Y形、U形、雙U形、單邊V形、雙單邊Y形、J形等各種坡口形式。

V形和Y形坡口的加工和施焊方便(不必翻轉(zhuǎn)焊件)，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(shí)，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(duì)稱施焊，焊后的殘余變形較小。缺點(diǎn)是焊接過(guò)程中要翻轉(zhuǎn)焊件，在筒形焊件的內(nèi)部施焊，使勞動(dòng)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。

（2）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角度，兩坡口面之間的夾角叫坡口角度，見(jiàn)圖1-12。

3、根部間隙：焊前在接頭根部之間預(yù)留的空隙叫根部間隙，見(jiàn)圖1-12。其作用在于打底焊時(shí)能保證根部焊透。根部間隙又叫裝配間隙。

4、鈍邊：焊件開(kāi)坡口時(shí)，沿焊件接頭坡口根部的端面直邊部分叫鈍邊，見(jiàn)圖1-12。鈍邊的作用是防止根部燒穿。

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(jiàn)圖1-12)。它的作用是增大坡口根部的空間，以便焊透根部。

圖1-12 坡口的幾何尺寸

焊接工藝參數(shù)及其對(duì)焊縫形狀的影響

焊接時(shí)，為保證焊接質(zhì)量而選定的各項(xiàng)參數(shù)(例如焊接電流、電弧電壓、焊接速度、線能量等)的總稱叫焊接工藝參數(shù)。所謂線能量是指熔焊時(shí)，由焊接熱源輸入給單位長(zhǎng)度焊縫上的能量焦?fàn)?厘米或焦?fàn)?毫米(J/cm或J/mm)，亦稱熱輸入。

線能量的計(jì)算公式為：

式中：Q——線能量，J/cm或J/mm;

I——焊接電流，A;

U——電弧電壓，V;

V——焊接速度，cm/s或mm/s。

（1）焊接電流

當(dāng)其它條件不變時(shí)，增加焊接電流，則焊縫厚度和余高都增加，而焊縫寬度則幾乎保持不變(或略有增加)，這是埋弧自動(dòng)焊時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。分析這些現(xiàn)象的原因是：

1)焊接電流增加時(shí)，電弧的熱量增加，因此熔池體積和弧坑深度都隨電流而增加，所以冷卻下來(lái)后，焊縫厚度就增加。

2)焊接電流增加時(shí)，焊絲的熔化量也增加，因此焊縫的余高也隨之增加。如果采用不填絲的鎢極氬弧焊，則余高就不會(huì)增加。

3)焊接電流增加時(shí)，一方面是電弧截面略有增加，導(dǎo)致熔寬增加;另一方面是電流增加促使弧坑深度增加。由于電壓沒(méi)有改變，所以弧長(zhǎng)也不變，導(dǎo)致電弧潛入熔池，使電弧擺動(dòng)范圍縮小，則就促使熔寬減少。由于兩者共同的作用，所以實(shí)際上熔寬幾乎保持不變。

（2）電弧電壓

當(dāng)其它條件不變時(shí)，電弧電壓增長(zhǎng)，焊縫寬度顯著增加而焊縫厚度和余高將略有減少，見(jiàn)圖1-30。這是因?yàn)殡娀‰妷涸黾右馕吨娀度的增加，因此電弧擺動(dòng)范圍擴(kuò)大而導(dǎo)致焊縫寬度增加。其次，弧長(zhǎng)增加后，電弧的熱量損失加大，所以用來(lái)熔化母材和焊絲的熱量減少，相應(yīng)焊縫厚度和余高就略有減小。

圖1-30 電弧電壓對(duì)焊縫形狀的影響

由此可見(jiàn)，電流是決定焊縫厚度的主要因素，而電壓則是影響焊縫寬度的主要因素。因此，為得到良好的焊縫形狀，即得到符合要求的焊縫成形系數(shù)，這兩個(gè)因素是互相制約的，即一定的電流要配合一定的電壓，不應(yīng)該將一個(gè)參數(shù)在大范圍內(nèi)任意變動(dòng)。

（3）焊接速度

焊接速度對(duì)焊縫厚度和焊縫寬度有明顯的影響。當(dāng)焊接速度增加時(shí)，焊縫厚度和焊縫寬度都大為下降，見(jiàn)圖1-31。這是因?yàn)楹附铀俣仍黾訒r(shí)，焊縫中單位時(shí)間內(nèi)輸入的熱量減少了。

圖1-31 焊接速度對(duì)焊縫形狀的影響

從焊接生產(chǎn)率考慮，焊接速度愈快愈好。但當(dāng)焊縫厚度要求一定時(shí)，為提高焊接速度，就得進(jìn)一步提高焊接電流和電弧電壓，所以，這三個(gè)工藝參數(shù)應(yīng)該綜合在一起進(jìn)行選用。