焊接接头与坡口形式
焊接接头形式可分为:对接接头、T形接头、角接接头和搭接接
头。
一、对接接头
将两块钢板对在一起焊接,称为对接;一块钢板卷成圆筒后对在一
起焊接,也属对接。对接接头容易焊透,受力情况好,应力分布均
匀,联接强度高,因而焊接接头质量容易保证。 为了保证焊接质量,必须在焊接接头处开适当的坡口。坡口的主要
作用是保证焊透,此外,坡口的存在还可形成足够容积的金属液熔
池,以便焊渣浮起,不致造成夹渣。坡口的几何尺寸必须设计好,
以便减少金属填充量、减少焊接工作量和减少变形。
对接接头形式如图2-14所示。对于钢板厚度在6 mm以下的双面焊,因其手工焊的熔深可达4 mm,故可以不开坡口,如图2-14(a)所示。
对于厚度在6-40 mm 的钢板,可采用如图2-14(b)所示的V形坡口,进行双面焊。在无法进行双面焊时,也可采用带垫板(厚
度?3mm)的单面焊。由于垫板的存在,不易被烧穿。
当板厚为12-60mm时,可采用如图2-14(c)示的X形坡口。在板厚相同的情况下,采用X形坡口可减少焊条金属量二分之一左右,
而且焊件的变形及所产生的内应力相应小些,因此它多用于厚度较
大并变形要求较小的工件。X形坡口有对称的;还有不对称的,即
一侧深另一侧浅。较浅的一侧焊接工作量小些 图2-14(d)(e)分别为单U形坡口及双U形坡口,这类坡口的填敷金属量均较V形坡口少些,焊件变形也较小,但其坡口加工较困
难,故一般只在较重要的焊接结构时采用。 当对接的两块钢板厚度不相等时,为了防止焊接时薄的一边金属过
热,而厚的一边金属难于熔化的现象,避免焊不透或烧穿;为了减
少由于接头处厚度不等、刚度不一而产生焊接变形与裂纹的可能
性,应采用如图2-15所示的厚度过渡开坡口的形式。
在考虑焊接接头时采用等厚度焊接是一条很重要的原则。当薄板厚
度?10mm,两板厚度差?3mm;或当薄板厚度>10mm而两板厚度差大于薄板厚度的30%,或超过5mm时,均应按图2-15的要求削薄厚度边缘。
焊接接头形式可分为:对接接头、T形接头、角接接头和搭接接
头。
二、T形接头和角接接头
根据焊接工件厚度的不同,将两块钢板互成直角连接在一起的
焊缝接头称为T形接头和角接接头。接头可分为不开坡口、单边V
形坡口、双边V形坡口以及K形坡口,如图2-16所示。根据厚薄不同可采用单面焊或双面焊。
图2-17示出不允许的角接焊缝结构。 这些角焊缝应力分布不均,在焊缝的根部有较大的应力集中,在压力容器的受压件上是禁
止采用的。
图2-18示出搭接接头,接头不开坡口。焊缝均属角焊缝。根据焊缝
所在位置,有端焊缝与侧焊缝之分。
表
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2-10为手工电弧焊和埋弧自动焊的焊缝坡口形式举例,供选用时
参考。
表2-10 焊缝坡口形式和尺寸示例
第三节 焊接材料
一、手工电弧焊用焊接材料
手工焊的焊接材料为电焊条,它由钢芯和包在钢芯外的药皮组
成。
(一)钢芯
钢芯(焊芯)的作用主要是导电,并在焊条端部形成具有一定
成分的熔敷金属。焊芯可用各种不同的钢材制造。焊芯的成分直接
影响熔敷金属的成分和性能,因此,要求焊芯尽量减少有害元素的
含量,除了限制S、P外,有些焊条已要求焊芯控制As 、Sb、Sn等
元素。
(二)药皮
焊条药皮又可称为涂料,把它涂在焊芯上主要是为了便于焊接
操作,以及保证熔敷金属具有一定的成分和性能。焊条药皮可以采
用氧化物、碳酸盐、硅酸盐、有机物、氟化物、铁合金及化工产品
等上百种原料粉末,按照一定的配方比例混合而成。各种原料根据
其在焊条药皮中的作用,可分成下列几类:
1.稳定剂 使焊条容易引弧及在焊接过程中能保持电弧稳定燃
烧。凡易电离的物质均能稳弧。一般采用碱金属及碱土金属的化合
物,如碳酸钾、碳酸钠、大理石等。
2.造渣剂 焊接时能形成具有一定物理化学性能的溶渣,覆盖在
熔化金属表面,保护焊接熔池及改善焊缝成形。
3.脱氧剂 通过焊接过程中进行的冶金化学反应,以降低焊缝金
属中的含氧量,提高焊缝机械性能。主要脱氧剂有锰铁、硅铁、钛
铁等。
4.造气剂 在电弧高温作用下,能进行分解放出气体,以保护电
弧及熔池,防止周围空气中的氧和氮的侵入。
5.合金剂 用来补偿焊接过程中合金元素的烧损及向焊缝过渡合
金元素,以保证焊缝金属获得必要的化学成分及性能等。
6.增塑润滑剂 增加药皮粉料在焊条压涂过程的塑性、滑性及流
动性,以提高焊条的压涂质量,减小偏心度。
7.粘接剂 使药皮粉料在压涂过程中具有一定的粘性,能与焊芯
牢固地粘接,并使焊条药皮在烘干后具有一定的强度。