第二章、金屬焊接與切割基礎(chǔ)知識(shí)

1、圖圖21 機(jī)械聯(lián)接機(jī)械聯(lián)接(a)螺栓聯(lián)接(b)鉚釘聯(lián)接概念：焊接就是通過加熱或加壓（或兩者并用），用（或不用）填充材料，使工件達(dá)到結(jié)合的方法。圖圖22 永久性聯(lián)接永久性聯(lián)接 焊接焊接（二）、焊接方法的分類1、熔化焊：是利用局部加熱的方法將聯(lián)接處的金屬加熱至熔化狀態(tài)而完成的焊接方法。如：氣焊、電弧焊、電渣焊、氣體保護(hù)焊、等離子弧焊 。2、壓力焊：是利用焊接時(shí)施加一定壓力而完成焊接的方法。如：鍛焊、摩擦焊、冷壓焊、爆炸焊 。3、釬焊：是把比被焊金屬熔點(diǎn)低的釬料金屬加熱至熔化液態(tài)，然后使其滲透到被焊金屬接縫的間隙中而達(dá)到結(jié)合的方法。如：錫焊、銅焊 。 焊接方法的分類 見圖23示。 圖圖23 焊接的分

2、類焊接的分類 （三）、切割的方法和種類切割火焰切割電弧切割冷切割氣 割液化石油氣割氫氧源切割氧熔劑切割等離子弧切割碳弧切割激光切割水射流切割 焊接是一種應(yīng)用范圍很廣的金屬加工方法，與其它熱加工方法相比，它具有生產(chǎn)周期短、成本低，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活，用材合理及能夠以小拼大等一系列優(yōu)點(diǎn)。在工業(yè)部門中，采用金屬型材、板材和管材等，通過焊接技術(shù)制造各種金屬結(jié)構(gòu)件。例如：鍋爐、壓力容器、管道、船舶、橋梁、汽車、飛機(jī)、火箭、起重機(jī)、海洋結(jié)構(gòu)、冶金設(shè)備等 ,焊接已成為不可缺少的加工手段。因此，在現(xiàn)代工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。 三、學(xué)習(xí)焊接切割安全技術(shù)的必要性三、學(xué)習(xí)焊接切割安全技術(shù)的必要性隨著生產(chǎn)的發(fā)展，焊接技術(shù)的應(yīng)

3、用愈來愈廣泛。為切實(shí)保護(hù)工人的安全與健康，特種作業(yè)人員，必須進(jìn)行與工種相適應(yīng)的、專門的安全技術(shù)理論學(xué)習(xí)和實(shí)際操作訓(xùn)練，并經(jīng)考核合格取得國(guó)家經(jīng)貿(mào)委統(tǒng)一制作的安全技術(shù)操作證后方準(zhǔn)獨(dú)立作業(yè)。特種作業(yè)是指容易發(fā)生人員傷亡事故，對(duì)操作者本人、他人及周圍設(shè)施的安全有重大危害的作業(yè)。直接從事這些作業(yè)的人員，對(duì)于安全狀況是至關(guān)重要的，許多重大、特大事故就是因?yàn)檫@些作業(yè)人員的違章造成的。鑒于特種作業(yè)人員在安全生產(chǎn)工作中的重要性，勞動(dòng)法、礦山安全法、煤炭法等法律法規(guī)都對(duì)特種作業(yè)人員的培訓(xùn)、考核、管理提出了要求。特種作業(yè)人員的培訓(xùn)、考核發(fā)證工作，已經(jīng)成為安全生產(chǎn)監(jiān)督管理的一項(xiàng)基本內(nèi)容。 職工在焊接切割工作過程中需要

4、與各種易燃易爆氣體、壓力容器和電機(jī)電器接觸。焊接過程中會(huì)產(chǎn)生有毒氣體、有害粉塵、弧光輻射、高頻電磁場(chǎng)、噪聲和射線等。上述危害因素在一定條件下可能引起爆炸、火災(zāi)、燙傷、急性中毒(錳中毒)、血液疾病、電光性眼炎和皮膚病等職業(yè)病癥。此外還可能危及設(shè)備、廠房和周圍人員安全，給國(guó)家和企業(yè)帶來不應(yīng)有的損失。學(xué)習(xí)焊接安全技術(shù)的目的在于使有關(guān)的管理人員、操作工人掌握焊接操作的基本原理，操作安全及防護(hù)的方法，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)焊接與切割安全及各項(xiàng)有關(guān)安全操作規(guī)程，保證安全生產(chǎn)以及遇到緊急情況時(shí)能及時(shí)做出適當(dāng)?shù)奶幚?，從而保護(hù)操作者自己和周圍人員及廠房設(shè)備不遭到損害。焊接工人只有詳細(xì)地了解焊接生產(chǎn)過程的特點(diǎn)和焊接工藝

5、、工具及操作方法，才能深刻地理解和掌握焊接安全技術(shù)的措施，嚴(yán)格地執(zhí)行安全規(guī)程和實(shí)施防護(hù)措施，從而保證安全生產(chǎn)，避免發(fā)生事故。1、生產(chǎn)和生活的需要2、安全和健康的需要3、法律和法規(guī)的需要一、金屬晶體結(jié)構(gòu)的一般知識(shí)一、金屬晶體結(jié)構(gòu)的一般知識(shí) 眾所周知，世界上的物質(zhì)都是由化學(xué)元素組成的，這些化學(xué)元素按性質(zhì)可分成兩大類： 第一大類是金屬，化學(xué)元素中有83種是金屬元素。固態(tài)金屬具有不透明、有光澤、有延展性、有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等特性，并且隨著溫度的升高，金屬的導(dǎo)電性降低，電阻率增大，這是金屬獨(dú)具的一個(gè)特點(diǎn)。常見的金屬元素有鐵、鋁、銅、鉻、鎳、鎢等。第二大類是非金屬，化學(xué)元素中有22種，非金屬元素不具備

6、金屬元素的特征。而且與金屬相反，隨著溫度的升高，非金屬的電阻率減小，導(dǎo)電性提高。常見的非金屬元素有碳、氧、氫、氮、硫、磷等。(一)晶體的特點(diǎn)對(duì)于晶體，大家并不生疏。食鹽、水結(jié)成的冰，都是晶體。一般的固態(tài)金屬及合金也都是晶體。并非所有固態(tài)物質(zhì)都是晶體。如玻璃、松香之類就不是晶體，而屬于非晶體。晶體與非晶體的區(qū)別不在外形，而在內(nèi)部的原子排列。在晶體中，原子按一定規(guī)律排列得很整齊。而在非晶體中，原子則是散亂分布著。(二)典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)金屬的原子按一定方式有規(guī)則地排列成一定空間幾何形狀的結(jié)晶格子，稱為晶格。見右圖：圖圖24 典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)(a)體心立方晶格(b)面心立方晶格

7、1、體心立方晶格：中心和八個(gè)頂點(diǎn)各有一個(gè)鐵原子。 2、面心立方晶格：八個(gè)頂點(diǎn)和六個(gè)面的中心各有一個(gè)鐵原子。金屬的晶格常見的有體心立方晶格和面心立方晶格，如圖24所示。 鐵屬于立方晶格，隨著溫度的變化，鐵可以由一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格。這種晶格的轉(zhuǎn)變，稱為同素異晶轉(zhuǎn)變。純鐵在常溫下是體心立方晶格(稱為-Fe)；當(dāng)溫度升高到910時(shí)，純鐵的晶格由體心立方晶格轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎骄Ц?稱為-Fe)；再升溫到1390時(shí)，面心立方晶格又重新轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方晶格(稱為-Fe)，然后一直保持到純鐵的熔化溫度。純鐵的這種特性非常重要，是鋼材所以能通過各種熱處理方法來改變其內(nèi)部組織，從而改善性能的內(nèi)在因素之一 。二、合

8、金的基本知識(shí)合金的基本知識(shí)1、合金概念：由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬與非金屬元素組成的、具有金屬特征的物質(zhì)稱為合金。 2、合金晶體結(jié)構(gòu)的類型固溶體 。一種物質(zhì)均勻地溶解在另一種固體物質(zhì)之中，所形成的熔合體叫固溶體。分為置換固溶體（某一元素晶格上的原子部分地被另一元素的原子所取代 ）和間隙固溶體（另一元素的原子擠入某元素晶格原子之間的空隙中 ）兩種：見下圖金屬化合物 合金中的兩種元素，按一定的原子數(shù)量之比相化合，而形成一種新的化合物，叫金屬化合物。如碳鋼中的Fe3C（滲碳體）。機(jī)械混合物（或稱共析體） 固溶體和化合物均為單相的合金，若合金是由兩種不同的晶體結(jié)構(gòu)彼此機(jī)械混合組成，稱為機(jī)械混合物

9、。如：常溫下鐵素體（ -Fe ）和滲碳體（ Fe3C），是互相不溶解的兩種晶體結(jié)構(gòu)，它們?cè)阡撝行纬梢环N共析體，稱為珠光體。三、鋼的熱處理 1、概念：將金屬加熱到某一溫度，在該溫度下保持一定的時(shí)間。然后按一定的冷卻速度冷卻到室溫。這一過程稱為熱處理。 2、熱處理的方法（1）退火 A 、概念 ：將鋼加熱到A3以上或A1左右一定范圍的溫度，保溫一段時(shí)間后，隨爐緩慢而均勻地冷卻，稱為退火。 B、目的：細(xì)化晶粒。 降低硬度。 消除內(nèi)應(yīng)力。（）回火 A、概念：將已經(jīng)淬火的鋼重新加熱到一定溫度，再用一定方法冷卻稱為回火。 B、目的：消除內(nèi)應(yīng)力。降低鋼的強(qiáng)度和硬度。提高鋼的塑性和韌性。 C、分類：高溫回火(5

10、00650) 。 中溫回火(350450) 。 低溫回火(150250) 。 鋼在淬火后再進(jìn)行高溫回火，這一復(fù)合熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)。 （3）淬火 A、概念：將鋼(高碳鋼和中碳鋼等)加熱到A1(對(duì)過共析鋼)或A3(對(duì)亞共析鋼)以上3070，在此溫度下保持一段時(shí)間，使鋼的組織全部變成奧氏體，然后快速冷卻(水冷或油冷)，使奧氏體來不及分解和合金元素的擴(kuò)散而形成馬氏體組織，稱為淬火。 B目的：提高鋼的硬度及耐磨性。減少塑性。常用的淬火劑：水、油、堿水和鹽類溶液等。（ 4 ）正火 A、概念：將鋼加熱到A3或Acm以上5070，保溫后，在空氣中冷卻，稱為正火。 B、目的：消除過共析鋼的網(wǎng)狀滲碳體。 細(xì)

11、化鋼的晶粒，提高鋼的強(qiáng)度和硬度。能改善焊接接頭性能 。第三節(jié)常用金屬材料的一般知識(shí) 金屬材料的性能可分為使用性能和工藝性能（又稱加工性能）。1、材料的使用性能包括：物理性能物理性能（如：密度、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熱膨脹性等）、化學(xué)性能化學(xué)性能（如：耐腐蝕性、抗氧化性），力學(xué)性能力學(xué)性能（又稱機(jī)械性能）（如：強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性等）。2、材料的工藝性能指材料適應(yīng)冷、熱加工方法的能力。包括：鑄造性能；焊接性能；切削加工性能等。（一）、金屬材料的物理化學(xué)性能 1、密度 物質(zhì)單位體積所具有的質(zhì)量稱為密度。用符號(hào)表示，單位：克/厘米。 常用金屬的密度如下：鑄鋼7.8g/cm3 ，灰鑄鐵7.2克/厘米，鋼8

12、.9克/厘米，黃銅8.63克/厘米，鋁2.7克/厘米。 2、導(dǎo)電性 金屬傳導(dǎo)電流的能力叫做導(dǎo)電性。銀的導(dǎo)電性最好，其次是銅和鋁。、導(dǎo)熱性 金屬傳導(dǎo)熱量的性能叫導(dǎo)熱性。 在金屬中銀和銅的導(dǎo)熱性最好。 4、熱膨脹性 金屬溫度升高時(shí)，體積發(fā)生脹大的現(xiàn)象，稱為金屬的熱膨脹。如：被焊的工件由于受熱不均勻而產(chǎn)生不均勻的熱膨脹，就會(huì)導(dǎo)致焊件的變形和焊接應(yīng)力。 5、抗氧化性 金屬材料在高溫條件下抵抗空氣、水蒸汽、爐氣等氧化的能力，叫抗氧化性。 熱力設(shè)備中的高溫部件，如鍋爐的過熱器、水冷壁管等，易產(chǎn)生氧化腐蝕。 6、耐腐蝕性 金屬材料抵抗各種介質(zhì)（如大氣、水蒸汽、酸、堿、鹽等）侵蝕的能力，叫做耐腐蝕性。 （二）

13、金屬材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能 金屬材料受外部負(fù)荷時(shí)，從開始受力直到材料破壞的全部過程中所呈現(xiàn)的力學(xué)特征，稱為力學(xué)性能。 它是衡量金屬材料使用性能的重要指標(biāo)。1、強(qiáng)度強(qiáng)度 指金屬在靜載荷作用下，抵抗變形和斷裂 的能力。 分為：屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度 單位（兆帕） 屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度：表示材料發(fā)生明顯塑性變形時(shí)的最低應(yīng)力值。 【抗拉強(qiáng)度】：金屬材料受外力拉伸過程中發(fā)生斷裂前的最大應(yīng)力值 。代表材料抵抗拉斷的能力 。 2、塑性塑性 金屬材料在外力作用下發(fā)生永久變形而不斷裂的能力。 常用的塑性指標(biāo)：延伸率和斷面收縮率 。 3、沖擊韌性 金屬材料抵抗動(dòng)載荷或沖擊力的能力?！緞?dòng)載荷】：力的大小和方向隨時(shí)間而

14、發(fā)生改變。 4、硬度 金屬材料抵抗表面變形的能力。 常用的硬度有：布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）和維氏硬度（HV）三種。 指材料承受各種冷熱加工的能力。2、分類切削加工性能 ：材料的切削加工性能是指接材料受各種切削加工的難易程度。 一般灰口鑄鐵具有良好的切削性能。 鑄造性能：指金屬在液態(tài)時(shí)的流動(dòng)性以及液態(tài)金屬在凝固過程中的收縮和偏析程度。焊接性能：指金屬材料通過加熱或加熱和加壓焊接方法，把兩個(gè)或兩個(gè)以上金屬材料焊接到一起，接口處能滿足使用目的的特性。焊接性評(píng)定方法焊接性評(píng)定方法碳當(dāng)量法。碳當(dāng)量法。碳當(dāng)量越高，鋼的焊接性越差碳當(dāng)量越高，鋼的焊接性越差。 二、鋼材和有色金屬的分類和編號(hào)（一）2

15、.11%的鐵碳合金稱為鋼。含碳量2.11%的鐵碳合金稱為鐵。含碳量2.11%6.77 %的鐵碳合金稱為鑄鐵。按化學(xué)成份分類按化學(xué)成份分類 (1)碳素鋼： a.低碳鋼（C0.25%）； b.中碳鋼（ 0.25 % C 0.60% ）； c.高碳鋼（ C0.60% ）。(2)合金鋼： a.低合金鋼（合金元素總含量5%） b.中合金鋼（合金元素總含量5 10%） c.高合金鋼（合金元素總含量10%） 2、按用途分類、按用途分類 (1)結(jié)構(gòu)鋼a.機(jī)械制造用 b.彈簧鋼 c.軸承鋼 (2)工具鋼 a.碳素工具鋼 b.合金工具鋼 c.高速工具鋼 (3)特殊用途鋼 a.不銹鋼；b.耐熱鋼； c.耐酸鋼；d.

16、耐磨鋼；e.低溫用鋼； f.電工用鋼。 (4)專業(yè)用鋼 a.橋梁用鋼； b.船舶用鋼； c.鍋爐用鋼； d.壓力容器用鋼。 (5)建筑及工程用鋼 a.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼； b.低合金結(jié)構(gòu)鋼； c.鋼筋鋼。3、按品質(zhì)分類、按品質(zhì)分類 按照鋼中硫（S）和磷（P）的含量可分為普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。(1)普通鋼 S 0.045% 0.050% P 0.045%(2)優(yōu)質(zhì)鋼 S 0.030% 0.035% P 0.035% (3)高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼 S 0.020% 0.030% P0.025% 0.030%(二)鋼材的編號(hào) 我國(guó) 的鋼材編號(hào)方法，是采用國(guó)際化學(xué)元素符號(hào)、漢語(yǔ)拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的方法表

17、示。鋼號(hào)中化學(xué)元素采用國(guó)際化學(xué)符號(hào)表示，如：Si、Mn、Cr等。鋼材名稱、用途、冶煉和澆注方法等，采用漢語(yǔ)拼音字母表示。如：沸騰鋼用“F，”鍋爐鋼用“g”，焊接用鋼用“H”，高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼用“A”， 容器用鋼用“R”表示。鋼中主要化學(xué)元素含量（%）采用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。如：20 g表示平均含碳量為0.20%的鍋爐鋼用。1、碳素鋼的編號(hào)、碳素鋼的編號(hào)（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼）碳素結(jié)構(gòu)鋼由Q+數(shù)字+質(zhì)量等級(jí)符號(hào)+脫氧方法符號(hào)四部分組成。 “Q” 代表鋼材的屈服點(diǎn)（屈服強(qiáng)度），后面的數(shù)字表示屈服點(diǎn)數(shù)值，單位是Mpa。例如：Q235 表示屈服點(diǎn)為235MPa 的碳素結(jié)構(gòu)鋼。必要時(shí)鋼號(hào)后面可標(biāo)出表示質(zhì)量等級(jí)和脫氧方法

18、的符號(hào)。質(zhì)量等級(jí)符號(hào)分別為A、B、C、D。 脫氧方法符號(hào)：F 表示沸騰鋼； b 表示半鎮(zhèn)靜鋼：例如Q235-AF 表示A級(jí)沸騰鋼。（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 鋼號(hào)開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，表示平均碳含量的萬分之幾。 如： 45 號(hào)鋼表示鋼中平均碳含量為0.45%，鋼號(hào)為“45”，它不是順序號(hào)，所以不能讀成45 號(hào)鋼。 08鋼表示鋼中平均碳含量為0.08%。 錳含量較高的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，應(yīng)將錳元素標(biāo)出。 如：50Mn表示平均碳含量0.50%錳含量為0.7% 1.0%的鋼。 沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼及專門用途的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在鋼號(hào)最后特別標(biāo)出。如：平均碳含量為0.1%的半鎮(zhèn)靜鋼，其鋼號(hào)為1

19、0b。 “20R”表示平均碳含量為0.20%的壓力容器用鋼。2、合金結(jié)構(gòu)鋼的編號(hào)、合金結(jié)構(gòu)鋼的編號(hào) 合金結(jié)構(gòu)鋼的鋼號(hào)有三部分組成：合金結(jié)構(gòu)鋼的鋼號(hào)有三部分組成： 數(shù)字?jǐn)?shù)字+ +化學(xué)元素符號(hào)化學(xué)元素符號(hào)+ +數(shù)字?jǐn)?shù)字 如：如：20Cr12鋼號(hào)開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，平均碳含量的萬分之幾表示。上述含碳0.2%。鋼中主要合金元素，用化學(xué)元素符號(hào)化學(xué)元素符號(hào)表示。后面的數(shù)字表示合金元素的百分含量。當(dāng)平均合金含量1.5%時(shí)，鋼號(hào)中只標(biāo)出元素符號(hào)，而不標(biāo)注含量。當(dāng)合金元素平均含量1.5%、2.5%、3.5% 時(shí)，在元素符號(hào)后面相應(yīng)標(biāo)出2、3、4 等。如：“1Mn”鋼。C為0. 1%Mn1.5%鋼中的

20、釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B(yǎng)等合金元素，雖然含量很低，仍應(yīng)在鋼號(hào)中標(biāo)出。如：20MnVB 鋼。C為0.2%， Mn1.5%釩為0.070.12%，硼為0.0010.005%。高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼應(yīng)在鋼號(hào)最后加“A”，以區(qū)別于一般優(yōu)質(zhì)鋼。如：18Cr2Ni4WA、不銹鋼和耐熱鋼的編號(hào)、不銹鋼和耐熱鋼的編號(hào)化學(xué)元素符號(hào)前面的數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾。 如：“2Cr13”鋼。表示平均含碳量為0.2%；平均含鉻量13%左右。當(dāng)含碳量0.03%時(shí)，在鋼號(hào)前標(biāo)以“00”。如：00Cr1Ni1鋼。表示平均含碳量小于0. 03%，平均含鉻量1%左右，平均含鎳量1%左右。當(dāng)含碳量0.08%時(shí)，在鋼號(hào)前標(biāo)以“0”。如：0

21、Cr18Ni9 鋼。表示平均含碳量小于0.08%，平均含鉻量18%左右，平均含鎳量%左右。定義 焊接接頭:指兩個(gè)或兩個(gè)以上零件用焊接方法連接的接頭。（二）焊接接頭型式主要有對(duì)接接頭、T形接頭、角接接頭、搭接接頭四種。、對(duì)接接頭 概念：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。 說明：鋼板厚度在6mm以下，除重要結(jié)構(gòu)外，一般不開坡口。 厚度不同的鋼板對(duì)接的兩板厚度差(1)不超過表21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)來選??；否則，應(yīng)在厚板上作出如圖25所示的單面或雙面削?。黄湎鞅￠L(zhǎng)度L3(1) 表2-1較薄板厚度1255991212允許厚度差(1

22、)1234圖圖25 不同厚度板材的對(duì)接不同厚度板材的對(duì)接(a)單面削薄，(b)雙面削薄 2、角接接頭 概念：兩焊件端面間構(gòu)成大于30、小于135夾角的接頭。 種類：不開坡口的角接接頭開坡口的角接接頭圖圖26 角接接頭角接接頭(a) I形坡口(b)帶鈍邊單邊V形坡口 3、T形接頭 概念：一焊件端面與另一焊件表面構(gòu)成直角或近似直角的接頭。 3、T形接頭 概念：一焊件端面與另一焊件表面構(gòu)成直角或近似直角的接頭。 不開坡口的T形接頭 開坡口的T形接頭種類2-300-255224-305510-402240-6022R1520 4、搭接接頭 概念： 兩焊件部分重疊構(gòu)成的接頭。 種類：3-5 I形坡口 圓

23、孔內(nèi)塞焊 長(zhǎng)孔內(nèi)角焊 二、焊縫坡口的基本形式與尺寸二、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，坡口分成I形(不開坡口)、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。 (

24、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角度，兩坡口面之間的夾角叫坡口角度，見圖27。 (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，見圖:27。 其作用在于打底焊時(shí)能保證根部焊透。 (4)鈍邊 焊件開坡口時(shí)，沿焊件接頭坡口根部的端面直邊部分叫鈍邊，見圖27。 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。見圖27作用是增大坡口根部的空間，以便焊透根部。作用是增大坡口根部的空間，以便焊透根部。圖圖27 坡口的幾何尺寸坡口的幾何尺寸三、焊接位置種類

25、三、焊接位置種類 焊接位置，即熔焊時(shí)，焊件接縫所處的焊接位置，即熔焊時(shí)，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。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。有平焊、立焊、橫焊和仰焊位置等。1、 焊縫傾角：指焊縫軸線與水平面之間的焊縫傾角：指焊縫軸線與水平面之間的夾角。見圖夾角。見圖28 焊縫傾角焊縫傾角2、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。見下圖圖圖29 焊縫轉(zhuǎn)角焊縫轉(zhuǎn)角3、種類、種類 見下圖見下圖圖圖210 各種焊接位置各種焊接位置 (a)平焊 (b)橫焊 (c)立焊 (d)仰焊 (e)平角焊 (f)仰角焊 四、焊

26、縫形式及形狀尺寸 (一)焊縫形式焊縫按不同分類方法可分為下列幾種形式： 1、按焊縫結(jié)合形式。分為對(duì)接焊縫、角焊 縫、塞焊縫、槽焊縫和端接焊縫五種： 對(duì)接焊縫：在焊件的坡口面間或一零件的坡口面與另一零件表面間焊接的焊縫。 角焊縫：沿兩直交或近直交零件的交線所焊接的焊縫。 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(zhǎng)孔，在長(zhǎng)孔中焊接兩板的焊縫，只焊角焊縫者不稱槽焊。 2、按施焊時(shí)焊縫在空間所處位置分為平焊縫、立焊縫、橫焊縫及仰焊縫四種形式。 平焊縫：在水平面上任何方向上的焊縫，叫

27、平焊縫。 立焊縫；在垂直平面上垂直方向上的焊縫，叫立焊縫。 橫焊縫：在垂直平面上水平方向上的焊縫，叫橫焊縫。 仰焊縫 ：在水平面底部任何方向上的焊縫，叫仰焊縫。3、按焊縫斷續(xù)情況分為連續(xù)焊縫和斷續(xù)焊縫兩種形式。 斷續(xù)焊縫又分為交錯(cuò)式和并列式兩種(圖211)。焊縫尺寸除注明焊腳K外，還注明斷續(xù)焊縫中每一段焊縫的長(zhǎng)度l和間距e，并以符號(hào)“Z”表示交錯(cuò)式焊縫。圖211 斷續(xù)角焊縫(a)交錯(cuò)式 (b)并列式 (二)焊縫的形狀尺寸 焊縫的形狀用一系列幾何尺寸來表示，不同形式的焊縫，其形狀參數(shù)也不一樣。 1焊縫寬度 如圖212。 焊縫表面與母材的交界處叫焊趾。 焊縫表面兩焊趾之間的距離叫焊縫寬度，圖212

28、焊縫寬度 2余高 見圖213 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叫余高。手弧焊時(shí)的余高值為03mm。 圖213 余高 3熔深 見圖214 在焊接接頭橫載面上，母材或前道焊縫熔化的深度叫熔深。圖214 熔深(a)對(duì)接接頭熔深 (b)搭接接頭熔深 (c)T形接頭熔深 4焊縫厚度 見圖215 在焊縫橫截面中，從焊縫正面到焊縫背面的距離，叫焊縫厚度。圖圖215 焊縫厚度及焊腳焊縫厚度及焊腳(a)凸形角焊縫 (b)凹形角焊縫 5焊腳 角焊縫的橫截面中，從一個(gè)直角面上的焊趾到另一個(gè)直角面表面的最小距離，叫做焊腳。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(zhǎng)度叫焊腳尺寸。見上圖21

29、5 6焊縫成形系數(shù) 見圖216 熔焊時(shí)，在單道焊縫橫截面上焊縫寬度(B)與焊縫計(jì)算厚度(H)的比值(BH)，叫焊縫成形系數(shù)。圖216 焊縫成形系數(shù)的計(jì)算 7熔合比 是指熔焊時(shí)，被熔化的母材在焊道金屬中所占的百分比。表表22 各種坡口、接頭及焊縫形式各種坡口、接頭及焊縫形式五、焊縫符號(hào)表示法 焊縫符號(hào)一般由基本符號(hào)和指引線組成。必要時(shí)還可以加上輔助符號(hào)、補(bǔ)充符號(hào)和焊縫尺寸符號(hào)等。（一）符號(hào)分為：基本符號(hào)、輔助符號(hào)、補(bǔ)充符號(hào)1、基本符號(hào)(表示焊縫橫截面形狀的符號(hào)) 表23基本符號(hào)基本符號(hào) 2、輔助符號(hào) 輔助符號(hào)是表示焊縫表面形狀特征的符號(hào)。表24輔助符號(hào) 表2525 輔助符號(hào)的應(yīng)用示例 3、補(bǔ)充符

30、號(hào) 補(bǔ)充符號(hào)是為了補(bǔ)充說明焊縫的某些特征而采用的符號(hào)。 表2626補(bǔ)充符號(hào) 表2727補(bǔ)充符號(hào)的應(yīng)用示例 1、基本要求 完整的焊縫表示方法除了基本符號(hào)、輔助符號(hào)、補(bǔ)充符號(hào)以外，還包括指引線、焊縫尺寸符號(hào)及數(shù)據(jù)。引出線一般由帶有箭頭的指引線(簡(jiǎn)稱箭頭線)和兩條基準(zhǔn)線(一條為實(shí)線，另一條為虛線)兩部分組成。如圖217217所示（二）符號(hào)在圖紙上的位置圖圖217 指引線指引線2、箭頭線和接頭的關(guān)系 見下圖圖218 帶單角焊縫的T型接頭(a)焊縫在箭頭側(cè) (b)焊縫在非箭頭側(cè)圖219 雙角焊縫的十字接頭 3箭頭線的位置箭頭線相對(duì)焊縫的位置一般沒有特殊要求，見圖220(a)、(b)。但是在標(biāo)注單邊V、單

31、邊Y、J形焊縫時(shí)，箭頭線應(yīng)指向帶有坡口一側(cè)的工件，見圖220(c)、(d)。必要時(shí)，允許箭頭線彎折一次，如圖212。 圖圖220箭頭線的位置箭頭線的位置圖圖221 彎折的箭頭線彎折的箭頭線5、基本符號(hào)相對(duì)基準(zhǔn)線的位置 見下圖 標(biāo)注對(duì)稱焊縫及雙面焊縫時(shí)，不加虛線。4基準(zhǔn)線的位置 基準(zhǔn)線的虛線可以畫在基準(zhǔn)線的實(shí)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。 圖圖222基本符號(hào)相對(duì)基準(zhǔn)線的位置基本符號(hào)相對(duì)基準(zhǔn)線的位置(三)焊縫尺寸符號(hào)及其標(biāo)注原則 1、焊縫尺寸符號(hào)標(biāo)注，見下表表28 28 焊縫尺寸符號(hào)焊縫尺寸符號(hào)2、焊縫尺寸符號(hào)及數(shù)據(jù)的標(biāo)注原則 見下圖 圖圖223 焊縫尺寸的標(biāo)注原則焊縫尺寸的標(biāo)注原

32、則焊縫橫截面上的尺寸標(biāo)在基本符號(hào)的左側(cè)； 焊縫長(zhǎng)度方向尺寸標(biāo)在基本符號(hào)的右側(cè)；坡口角度、坡口面角度、根部間隙等尺寸標(biāo)在基本符號(hào)的上側(cè)或下側(cè)；相同焊縫數(shù)量符號(hào)標(biāo)在尾部；當(dāng)需要標(biāo)注的尺寸數(shù)據(jù)較多又不易分辯時(shí)，可在數(shù)據(jù)前面增加相應(yīng)的尺寸符號(hào)。當(dāng)箭頭線方向變化時(shí)，上述原則不變 六、焊接工藝參數(shù)及其對(duì)焊縫形狀的影響六、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)。 (一)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)。 見圖224圖圖224 焊接電流對(duì)焊縫

33、形狀的影響焊接電流對(duì)焊縫形狀的影響 H焊縫厚度 B焊縫寬度 d余高 I焊接電流 分析上述現(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。 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，所以熔寬幾乎保持不變。(二)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。

34、因?yàn)殡娀‰妷涸黾右馕吨娀￠L(zhǎng)度的增加?；￠L(zhǎng)增加后，電弧的熱量損失加大，所以用來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。見圖225。 由此可見，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。圖圖225 電弧電壓對(duì)焊縫形狀的影響電弧電壓對(duì)焊縫形狀的影響(三)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。 見圖226。圖圖226 焊接速度對(duì)焊縫形狀的影響焊接速度對(duì)焊縫形狀的影響v v焊接速度焊接速度 H焊縫厚度焊縫厚度 B焊縫寬度焊縫寬度 (四)其它工藝參數(shù)及因素對(duì)焊縫形狀的影響1、電極直徑和焊絲外伸長(zhǎng) 當(dāng)其它條

35、件不變時(shí)，減小電極(焊絲)直徑不僅使電弧截面減小，而且還減小了電弧的擺動(dòng)范圍，所以焊縫厚度和焊縫寬度都將減小。焊絲外伸長(zhǎng)是指從焊絲與導(dǎo)電嘴的接觸點(diǎn)到焊絲末端的長(zhǎng)度。當(dāng)電流在焊絲的外伸長(zhǎng)上通過時(shí)，將產(chǎn)生電阻熱。因此，當(dāng)焊絲外伸長(zhǎng)增加時(shí)，電阻熱也將增加，焊絲熔化加快，因此余高增加。不銹鋼焊絲的電阻率很大，這種影響就更大。因此，對(duì)細(xì)焊絲，特別是不銹鋼熔化電極弧焊時(shí)，必須注意控制外伸長(zhǎng)的穩(wěn)定。 (2)電極(焊絲)傾角 焊接時(shí)，電極(焊絲)相對(duì)于焊接方向可以傾斜一個(gè)角度。當(dāng)電極(焊絲)的傾角順著焊接方向時(shí)叫后傾；逆著焊接方向時(shí)叫前傾，見圖227(a)、(b)。 圖圖227 電極電極(焊絲焊絲)傾角對(duì)焊縫

36、形狀的影響傾角對(duì)焊縫形狀的影響(a)后傾 (b)前傾 (c)前傾傾角的影響 電極(焊絲)前傾時(shí)，電弧力對(duì)熔池液體金屬后排作用減弱，熔池底部液體金屬增厚了，阻礙了電弧對(duì)熔池底部母材的加熱，故焊縫厚度減小。同時(shí)，電弧對(duì)熔池前部未熔化母材預(yù)熱作用加強(qiáng)，因此焊縫寬度增加，余高減小，前傾角度愈小，這一影響愈明顯，見圖227(c)。電極(焊絲)后傾時(shí)，情況與上述相反。 3、焊件傾角 焊件相對(duì)水平面傾斜時(shí)，焊縫的形狀可因焊接方向不同而有明顯差別。焊件傾斜后，焊接方法可分為兩種：從高處往低處焊叫下坡焊；從低處往高處焊叫上坡焊。見圖228 (a) (b)。圖圖228 焊件傾角對(duì)焊縫形狀的影響焊件傾角對(duì)焊縫形狀的影響(a)下坡焊 (b)上坡焊 (c)下坡焊時(shí)焊件傾角的影響(d)上坡焊時(shí)焊件傾角的影響 當(dāng)進(jìn)行上坡焊時(shí)，熔池液體金屬在重力和電弧力作用下流向熔池尾部，電弧能深入到加熱熔池底部的金屬，因而使焊縫厚度和余高都增加。同時(shí)，熔池前部加熱作用減弱，電弧擺動(dòng)范圍減小，因此焊縫寬度減小。上坡角度愈大，影響也愈明顯。上坡角度612時(shí)，焊縫就會(huì)因余高過大，兩側(cè)出現(xiàn)