焊接坡口標(biāo)準(zhǔn)

培訓(xùn)內(nèi)容：焊接坡口與焊接變形

2021/5/91焊接接頭形式及坡口選用焊接變形產(chǎn)生的原因焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與坡口設(shè)計(jì)焊接變形的控制與矯正2021/5/92接頭型式與坡口的準(zhǔn)備1、焊接接頭的型式接頭主要有對(duì)接、角接、T形接和搭接等4種。1.1對(duì)接接頭兩焊件端面相對(duì)平行的接頭，稱為對(duì)接接頭。是焊接結(jié)構(gòu)中采用最多的一種型式。根據(jù)坡口形式的不同，可分為I形、V形、X形、U形和雙U形等一、焊接接頭形式及坡口選用2021/5/93（a）I形坡口（b）V形坡口（c）X坡口（d）U形坡口（e）雙U形墳口

2021/5/941.2角接接頭兩焊件端面間構(gòu)成300－1350夾角的接頭，稱為角接接頭。根據(jù)坡口型式的不同，分為不開(kāi)坡口、單邊V形、V形及K形等4種型式（a）不開(kāi)坡口（b）單邊V形坡口（c）V形坡口（d）K形坡口2021/5/951.3T形接頭一焊件端面與另一焊件表面構(gòu)成復(fù)角或近似直角的接頭，稱為T(mén)形接頭。其應(yīng)用范圍僅次于對(duì)接接頭。根據(jù)坡口形式不同，分為不開(kāi)坡口、單邊V形、K形和雙U形等4種（a）I形坡口（b）單邊V形坡口（c）K形坡口（d）雙U形坡口

以T形接頭連接焊縫時(shí)，板厚小于3mm可不開(kāi)放口。3個(gè)焊件裝配成“十”字形接頭，叫十字接頭。實(shí)際上是兩T形接頭的組合。2021/5/961.4搭接接頭兩焊件部分重疊構(gòu)成的接頭，叫搭接接頭。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和對(duì)強(qiáng)度要求不同，分為不開(kāi)坡口、圓孔內(nèi)塞焊和長(zhǎng)孔內(nèi)角焊等3種圖（a）為不開(kāi)坡口的搭接接頭，用于厚度12mm以下的焊件，有時(shí)可采用雙面焊接。這類接頭承載能力低，用于不重要結(jié)構(gòu)，遇到重疊面積較大時(shí)，為保證焊接強(qiáng)度，可分別選用圖(b)、(c)兩種形式。

2021/5/972、坡口的準(zhǔn)備2.1坡口的定義及作用根據(jù)設(shè)計(jì)或工藝要求，在焊件的待焊部位加工成一定幾何形狀和尺寸的溝槽，叫坡口。作用是：(1)使熱源(電弧或火焰)能到達(dá)焊縫根部，保證根部焊透。(2)便于操作和清理焊渣。(3)調(diào)整焊縫成型系數(shù)，獲得較好的焊縫成型。(4)調(diào)節(jié)基本金屬與填充金屬的比例。2021/5/982.2選擇坡口的原則為獲得高質(zhì)量的焊接接頭，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)钠驴谛褪?。坡口的選擇，主要取決于母材厚度、焊接方法和工藝要求。選擇時(shí)，應(yīng)注意以下問(wèn)題：(1)盡量減少填充金屬量。(2)坡口形狀容易加工。(3)便于焊工操作和清渣.

(4)焊后應(yīng)力和變形盡可能小。2021/5/99V、U、X型坡口的比較坡口形式 比較條件加工 焊縫填充金屬量 焊件翻轉(zhuǎn) 焊后變形V 方便 較多 不需要 較大U 復(fù)雜 少 不需要 小X 方便 較少 需要 較小2021/5/9102.3坡口制備采取的方法，根據(jù)焊件的尺寸、形狀及加工條件確定。有以下方法：(1)剪邊：以剪板機(jī)剪切加工，常用于I形坡口。(2)刨邊：用刨床或刨邊機(jī)加工，常用于板件加工。(3)車削：用車床或車管機(jī)加工，適用于管子加工。(4)切割：用氧一乙快火焰手工切割或自動(dòng)切割機(jī)切割加工成I形、V形、X形和K形坡口。(5)碳弧氣刨：主要用于清理焊根時(shí)的開(kāi)槽，效率較高、勞動(dòng)條件較差。(6)鏟削或磨削：用手工或風(fēng)動(dòng)、電動(dòng)工具鏟削或使用砂輪機(jī)(或角向磨光機(jī))磨削加工，效率較低，多用于焊接缺陷返修部位的開(kāi)槽。坡口加工質(zhì)量對(duì)焊接過(guò)程有很大影響，應(yīng)符合圖紙或技術(shù)條件要求2021/5/9111焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇

焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇原則：1.1滿足使用要求，選易焊材；

1.2高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，盡量?jī)?yōu)先選；

1.3重要結(jié)構(gòu)應(yīng)選用：鎮(zhèn)靜鋼；

1.4異種鋼材互焊時(shí)偏弱者跟措施；

1.5多用鍛、壓、型材，減少焊縫。二、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與坡口設(shè)計(jì)2021/5/9122焊接接頭的工藝設(shè)計(jì)焊縫的布置焊縫布置的一般原則：

2.1避開(kāi)應(yīng)力最大處；

2.2焊縫遠(yuǎn)離加工面；

2.3對(duì)稱布置變形??；

2.4焊縫布置求分散；

2.5便于操作想周到；

2.6盡量平焊效率高。2021/5/9132021/5/9142021/5/9152021/5/9162021/5/9172021/5/9182021/5/9192021/5/9203坡口設(shè)計(jì)原則3.1在設(shè)計(jì)焊縫尺寸大小及其接頭形式時(shí)，首先要確定是工作焊縫還是聯(lián)系焊縫。

工作焊縫：與被連接的元件是串聯(lián)的，它承擔(dān)著傳遞全部載荷的作用，一旦斷裂，結(jié)構(gòu)就會(huì)失效，其應(yīng)力稱為工作應(yīng)力。2021/5/921聯(lián)系焊縫：焊縫與被連接件是并聯(lián)的，它傳遞很小的載荷，主要起元件之間的相互聯(lián)系的作用，焊縫一旦斷裂，結(jié)構(gòu)不會(huì)立即失效，其應(yīng)力稱為聯(lián)系應(yīng)力。工作焊縫必須進(jìn)行焊縫強(qiáng)度計(jì)算；聯(lián)系焊縫則需考慮經(jīng)濟(jì)性而減小、減短焊縫；具有雙重性的焊縫，既有工作應(yīng)力又有聯(lián)系應(yīng)力，則只計(jì)算工作應(yīng)力，而不考慮聯(lián)系應(yīng)力；2021/5/9223.2坡口的設(shè)計(jì)(1)坡口作用：主要是增大熔深，提高焊縫截面的有效厚度。以對(duì)接Y形坡口為例：坡口角度α：35～60°，α太大增加加工余量、焊接成本和變形；鈍邊高度p：需要熔透時(shí)一般為1～3mm；根部間隙b：保證鈍邊熔透，一般2～4mm，過(guò)大容易形成虛焊；坡口深度H：根據(jù)需要的焊縫厚度來(lái)設(shè)定。2021/5/923(2)坡口形式：對(duì)接焊縫的焊接邊緣可分為卷邊、平對(duì)或加工成V形、X形、K形和U形等。方形對(duì)接：無(wú)間隙適合于板厚小于3mm；有間隙或帶墊板的對(duì)接適合于厚小于16mm。加工的經(jīng)濟(jì)性最好。單面V型：適合于板厚在16mm左右；雙面V型：適合于板厚在在32mm以下；單面U型：加工難度增加，但比單V型坡口節(jié)省焊接材料；雙面U型：加工難度增加，但比雙V型坡口節(jié)省焊接材料；2021/5/924（3）角焊縫的坡口形式主要有以下3種：

根據(jù)受力情況決定是否需要焊透：圖a為不開(kāi)坡口的焊縫，加工的經(jīng)濟(jì)性最好；對(duì)于較厚的板，可采用圖b所示K形坡口，這樣做比不開(kāi)坡口用大尺寸的角焊縫經(jīng)濟(jì)，而且疲勞強(qiáng)度高；對(duì)要求完全焊透的丁字接頭，采用半V形坡口從一面焊，焊后清根焊滿，如圖c，比采用K形坡口施焊可靠。2021/5/925坡口設(shè)計(jì)原則：a.經(jīng)濟(jì)性原則：在滿足強(qiáng)度要求的前提下，選擇合理的接頭和坡口，減少焊材的填充量，提高焊接效率。b.考慮坡口加工：優(yōu)先選擇便于加工的坡口，如V形、X形。U形和雙U形坡口，加工相對(duì)困難。c.避免焊接缺陷：采用不適當(dāng)?shù)钠驴谛问饺菀桩a(chǎn)生焊接缺陷。比如：坡口角度過(guò)大，致使焊接熱輸入大，工件變形；鈍邊過(guò)高，不能完全熔透，殘留的鈍邊即成了缺陷源。2021/5/9263.3焊縫大小的的設(shè)計(jì)對(duì)接焊縫的有效厚度S如下圖：根據(jù)焊縫強(qiáng)度要求設(shè)計(jì)，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性；重要焊縫應(yīng)當(dāng)采取等強(qiáng)原則，S=δ(較薄板厚)。2021/5/927最小焊腳尺寸2021/5/928考慮可操作性×√√×√×√√2021/5/929三、焊接變形產(chǎn)生的原因復(fù)合板修補(bǔ)時(shí)主要是收縮變形、彎曲變形和波浪變形2021/5/930焊接變形產(chǎn)生的原因焊接時(shí)，由于局部高溫加熱而造成焊件上溫度分布不均勻，最終導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生了焊接應(yīng)力與變形。（內(nèi)變形）焊縫金屬冷卻時(shí)，當(dāng)它由液態(tài)轉(zhuǎn)為固態(tài)時(shí)，其體積要收縮。由于焊縫金屬與母材是緊密聯(lián)系的，因此，焊縫金屬并不能自由收縮，這將引起整個(gè)焊件的變形，同時(shí)在焊縫中引起殘余應(yīng)力。(縮邊)2021/5/931四、焊接變形的控制與矯正1.設(shè)計(jì)措施（1）合理地選擇焊縫的尺寸和形狀（如圖）

在保證結(jié)構(gòu)承載力的情況下,盡可能采用較小的焊縫尺寸,減少熱輸入對(duì)材料性能的影響,并降低成本。相同承載力的十字接頭箱形梁的不同接頭形式2021/5/932（2）合理選擇焊縫長(zhǎng)度和數(shù)量

只要允許，多采用型材、沖壓件；焊縫多且密集處，可以采用鑄—焊聯(lián)合結(jié)構(gòu)，就可以減少焊縫數(shù)量。此外，適當(dāng)增加壁板厚度，以減少肋板數(shù)量，或者采用壓型結(jié)構(gòu)代替肋板結(jié)構(gòu)，都對(duì)防止薄板結(jié)構(gòu)的變形有利。某加強(qiáng)筋狀況2021/5/933（3）合理地安排焊縫的位置

安排焊縫盡可能對(duì)稱與截面中性軸,或使焊縫接近中性軸,這對(duì)減少梁柱的撓曲變形有良好的效果。箱形和工字梁的焊縫布置（后者較好）2021/5/9342.工藝措施（1）反變形法(如圖)

幾種反變形措施2021/5/935（2）留余量法在下料時(shí)，將零件的實(shí)際長(zhǎng)度或?qū)挾瘸叽绫仍O(shè)計(jì)尺寸適當(dāng)加大，以補(bǔ)償焊件的收縮。留余量法主要用于防止焊件的收縮變形。2021/5/936（3）剛性固定法1）將焊件固定在剛性平臺(tái)上。薄板拼接時(shí)的剛性固定2021/5/937

2）將焊件組合成剛性更大或?qū)ΨQ的結(jié)構(gòu)。T形梁的剛性固定和反變形2021/5/9383）利用焊接夾具增加結(jié)構(gòu)的剛性和拘束。對(duì)接拼板時(shí)的剛性固定2021/5/939（4）選擇合理的裝配焊接順序。裝配焊接順序?qū)附咏Y(jié)構(gòu)變形的影響很大。

1）大型而復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)，只要條件允許，把它分成若干個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的部件，單獨(dú)進(jìn)行焊接，然后再總裝成整體。

2）正在施焊的焊縫應(yīng)晝靠近結(jié)構(gòu)截面的中性軸。主梁裝配焊接2021/5/9403）對(duì)于焊縫非對(duì)稱布置的結(jié)構(gòu)，裝配焊接時(shí)應(yīng)先焊焊縫少的一側(cè)。壓力機(jī)壓型上模的焊接順序2021/5/9414）焊縫對(duì)稱布置的結(jié)構(gòu)，應(yīng)由偶數(shù)焊工對(duì)稱地施焊。圓筒體對(duì)接焊縫焊接順序2021/5/9425）長(zhǎng)焊縫（1m以上）焊接時(shí)，可采用下圖所示的方向和順序進(jìn)行焊接，以減小其焊后的收縮變形。2021/5/943矯正焊接變形的措施1.手工矯正法

2.機(jī)械矯正法用機(jī)械方法矯正變形的原理就是將縮短的尺寸拉長(zhǎng)，使之與較長(zhǎng)的部分相適應(yīng)，從而恢復(fù)到原來(lái)的尺寸，或達(dá)到技術(shù)條件對(duì)幾何尺寸的要求。機(jī)械矯正法會(huì)使金屬材料因冷作硬化而變脆，并產(chǎn)生附加應(yīng)力，因此一般適用于變形不大的小型結(jié)構(gòu)件。機(jī)械矯正法矯正梁的彎曲變形2021/5/944矯正焊接變形的措施3.火焰加熱矯正法火焰矯正的原理與機(jī)械矯正相反，它是通過(guò)局部加熱并隨之快冷，使焊件伸長(zhǎng)的部位縮短，達(dá)到矯正變形的目的。火焰加熱的方式有點(diǎn)狀加熱、線狀加熱和三角