焊接坡口標準課件

1、培訓(xùn)內(nèi)容：焊接坡口和焊接變形、焊接接頭形式和坡口的選擇、焊接變形的原因、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計和坡口設(shè)計、焊接變形的控制和校正、接頭類型和坡口的準備1。焊接接頭有四種類型：對接接頭、轉(zhuǎn)角接頭、T形接頭和搭接接頭。1.1對接接頭兩個焊件端面相對平行的接頭稱為對接接頭。它是應(yīng)用最廣泛的焊接結(jié)構(gòu)之一。根據(jù)凹槽形式的不同，可分為工字型、V字型、X字型、U字型和雙U字型等。(一)工字槽(二)V形槽(三)X形槽(四)U形槽(五)雙U形槽(五)1.2角接兩個焊件根據(jù)不同的槽型，可分為四種類型：無槽、單側(cè)V形、V形和K形。(a)無凹槽，(b)單側(cè)V形凹槽，(c)V形凹槽和(d)K形凹槽。1.3T形接頭與另一個焊件的表面

2、形成一個復(fù)合角或近似直角的接頭，稱為T形接頭。其適用范圍僅次于對接接頭。根據(jù)不同的凹槽形式，可分為四種類型，即無凹槽、單側(cè)V形、K形和雙U形。(一)工字形凹槽，(二)單側(cè)V形凹槽，(三)K形凹槽和雙U形凹槽。當(dāng)焊縫與丁字接頭連接時，板厚小于3毫米，不開坡口。三個焊件組裝成一個十字接頭，稱為十字接頭。實際上是兩個丁字接頭的組合。1.4搭接由兩個焊件重疊形成的接頭稱為搭接。根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式和強度要求，可分為三種類型：無坡口、圓孔塞焊和長孔角焊。圖(a)顯示了無凹槽的搭接接頭，用于厚度小于12毫米的焊接件，有時可以使用雙面焊接。這種接頭承載力低，用于不重要的結(jié)構(gòu)。當(dāng)搭接面積較大時，為了保證焊接強度

3、，可分別選擇圖(b)和圖(c)。2.坡口的準備2.1坡口的定義和功能根據(jù)設(shè)計或工藝要求，在被焊部位加工出一定幾何形狀和尺寸的坡口，稱為坡口。功能是：(1)使熱源(電弧或火焰)到達焊縫根部，并確保根部熔透。(2)操作簡單，清除焊渣。(3)調(diào)整焊縫成形系數(shù)，獲得更好的焊縫成形。(4)調(diào)整賤金屬與填充金屬的比例。2.2坡口選擇原則為了獲得高質(zhì)量的焊接接頭，應(yīng)選擇合適的坡口類型。坡口的選擇主要取決于母材的厚度、焊接方法和工藝要求。在選擇時，我們應(yīng)該注意以下問題：(1)盡量減少填充金屬的數(shù)量。(2)槽形易于加工。(3)方便焊工操作和清渣。(4)焊接后的應(yīng)力和變形應(yīng)盡可能小。V型、U型和X型坡口的比較坡口

4、形式的比較坡口形式的比較坡口形式的比較坡口形式的比較坡口形式的比較坡口形式的比較坡口形式的比較坡口形式的比較坡口形式的比較坡口形式的比較坡口形式的比較坡口形式的比較坡口形式的比較坡口形式的比較坡口形式的比較坡口形式的比較坡口形式的比較坡口形式的比較坡口形式的比較坡口形式的比較坡口形式的比較坡口形式的比較坡口有以下幾種方法：(1)切邊：用剪切機切割，通常用于工字槽。(2)刨邊：用刨床或刨邊加工，常用于板材加工。(3)車削：用車床或車床加工管材，適用于管材加工。(4)切割：用氧乙烯快速火焰手工切割或用自動切割機切割工字形、V形、X形和K形凹槽。(5)碳弧氣刨：主要用于焊接根部時清理開槽，效率高，工

5、作條件差。(6)刮削或打磨：用手、氣動或電動工具刮削，或用砂輪機(或角磨機)打磨，效率低，主要用于焊接缺陷修復(fù)部位開槽。坡口加工質(zhì)量對焊接工藝有很大影響，應(yīng)滿足圖紙或技術(shù)條件的要求。1.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，選擇易焊接材料；1.2應(yīng)盡可能選用高強度結(jié)構(gòu)鋼；1.3重要結(jié)構(gòu)應(yīng)為s2.焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計和坡口設(shè)計；2.焊接接頭的工藝設(shè)計；2.焊縫布置的一般原則：2.1避開應(yīng)力最大的地方；2.2焊接遠離加工表面；2.3對稱布置變形??；2.4分散焊接布局；2.5操作簡單、周到；2.6盡可能平焊效率高。3坡口設(shè)計原則3.1在設(shè)計焊縫尺寸及其接頭形式時，我們應(yīng)首先確定它是工

6、作焊縫還是接觸焊縫。工作焊縫：與連接的部件串聯(lián)，承擔(dān)傳遞所有載荷的作用。一旦斷裂，結(jié)構(gòu)將會失效，其應(yīng)力被稱為工作應(yīng)力。接觸焊：焊縫和連接件并聯(lián)連接，傳遞較小的載荷，主要起部件之間互連的作用。一旦焊縫斷裂，結(jié)構(gòu)不會立即失效，其應(yīng)力稱為接觸應(yīng)力。工作焊縫必須進行強度計算；接觸焊應(yīng)考慮經(jīng)濟性，減少和縮短焊縫；如果對偶焊縫既有工作應(yīng)力又有接觸應(yīng)力，只計算工作應(yīng)力而不考慮接觸應(yīng)力。3.2坡口設(shè)計(1)坡口功能：主要是增加焊縫截面的熔深和有效厚度。以對接Y形坡口為例：坡口角度為3560，增加了加工余量、焊接成本和變形量；鈍邊高度p:當(dāng)需要穿透時，一般為13毫米；根部間隙b:保證鈍邊的穿透，一般為24毫米，

7、太大容易形成假焊；坡口深度h:根據(jù)要求的焊縫厚度設(shè)定。坡口形式：對接焊縫的焊接邊可分為卷邊、平對接或加工成V形、X形、K形和U形等。方形對接：板厚小于3毫米時，無縫隙；帶間隙或襯墊的對接接頭適用于厚度小于16毫米的情況。加工的經(jīng)濟性最好。單面V型：適用于厚度約16毫米的板材；雙面V型：適用于厚度32毫米以下的板材；單面U形：加工難度較大，但比單個V形坡口節(jié)省焊接材料；雙面U形：加工難度較大，但比雙V形坡口節(jié)省焊接材料；(3)角焊縫主要有三種坡口形式：(1)是否需要熔透根據(jù)受力情況確定：圖A為無坡口焊縫，加工經(jīng)濟性最好；對于較厚的板材，可采用圖B所示的K形坡口，比無坡口的大尺寸角焊縫更經(jīng)濟，具有

8、更高的疲勞強度；對于要求完全焊透的丁字接頭，從一側(cè)用半V形坡口進行焊接，焊接后，根部清理干凈，焊接完全，如圖C所示，比K形坡口焊接更可靠。坡口設(shè)計原則：a .經(jīng)濟原則：在滿足強度要求的前提下，選擇合理的接頭和坡口，減少焊接材料的填充量，提高焊接效率?？紤]凹槽加工：優(yōu)先考慮便于加工的凹槽，如V形和X形。U形和雙U形槽相對難以加工。避免焊接缺陷：不當(dāng)?shù)钠驴谛问饺菀桩a(chǎn)生焊接缺陷。例如，坡口角度過大，導(dǎo)致焊接熱輸入大和工件變形；鈍邊太高而不能完全穿透，殘留的鈍邊成為缺陷源。3.3設(shè)計焊縫尺寸對接焊縫的有效厚度S如下：根據(jù)焊縫強度要求設(shè)計，同時考慮經(jīng)濟性；重要焊縫應(yīng)采用等強度原則，S=(比薄板厚)。考慮

9、到可操作性，復(fù)合材料板修復(fù)時焊接變形的原因主要是收縮變形、彎曲變形和波浪變形。在焊接過程中，由于局部高溫加熱，焊接件上的溫度分布不均勻，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部的焊接應(yīng)力和變形。(內(nèi)部變形)當(dāng)焊接金屬冷卻時，當(dāng)它從液態(tài)變成固態(tài)時，它的體積會收縮。由于焊縫金屬與母材密切相關(guān)，焊縫金屬不能自由收縮，這將導(dǎo)致整個焊件變形，并在焊縫中產(chǎn)生殘余應(yīng)力。4.焊接變形的控制和校正。1.設(shè)計措施(1)合理選擇焊縫尺寸和形狀(如圖所示)。在保證熊市的情況下具有相同承載力的十字接頭，不同的箱形梁接頭形式，(2)只要允許，合理選擇焊接長度和數(shù)量，經(jīng)常使用型材和沖壓件；焊縫多且密集的地方，可采用鑄造和焊接的連接結(jié)構(gòu)，以減少焊縫

10、數(shù)量。此外，適當(dāng)增加墻板厚度以減少肋的數(shù)量，或采用異型結(jié)構(gòu)代替肋結(jié)構(gòu)，都有利于防止薄板結(jié)構(gòu)的變形。(3)合理布置焊縫位置，焊縫應(yīng)盡可能與截面中性軸對稱布置，或使焊縫靠近中性軸，對減少梁柱彎曲變形有良好的效果。箱形梁和工字梁的焊接布局(工字梁更好)，2。工藝措施(1)防變形方法(如圖所示)，幾種防變形措施，(2)余量法下料時，零件的實際長度或?qū)挾葢?yīng)比設(shè)計尺寸適當(dāng)增加，以補償焊接件的收縮。余量法主要用于防止焊接件的收縮變形。(3)剛性固定方法1)將焊件固定在剛性平臺上。拼接薄板時的剛性固定、2)將焊件組合成更剛性或?qū)ΨQ的結(jié)構(gòu)。T型梁的剛性固定和抗變形、3)采用焊接夾具增加結(jié)構(gòu)的剛度和約束。對接拼接

11、時的剛性固定、(4)選擇合理的組裝焊接順序。裝配焊接順序?qū)附咏Y(jié)構(gòu)的變形影響很大。1)對于大型復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)，只要條件允許，可將其分成幾個結(jié)構(gòu)簡單的部分，分別焊接，然后組裝成一個整體。2)白天焊接的焊縫應(yīng)靠近結(jié)構(gòu)截面的中性軸。主梁的組裝和焊接、3)對于具有不對稱焊縫的結(jié)構(gòu)，組裝和焊接時應(yīng)先焊接焊縫較少的一側(cè)。4)對稱焊縫的結(jié)構(gòu)應(yīng)由偶數(shù)焊工對稱焊接。5)焊接長焊縫(1m以上)時，可采用下圖所示的焊接方向和順序，以減少焊接后的收縮變形。糾正焊接變形的措施1。手動校正2。機械校正通過機械手段校正變形的原理是延長縮短的尺寸，使其適應(yīng)較長的部分，從而使其恢復(fù)到原始尺寸或滿足幾何尺寸技術(shù)條件的要求。機械校正法會使金屬材料因冷加工硬化而變脆，并產(chǎn)生附加應(yīng)力，因此它一般適用于變形小的小型結(jié)構(gòu)件。機械校正法校正梁的彎曲變形，并采取措施校正焊接變形。3.火焰加熱矯正法火焰矯正的原理與機械矯正相反，它縮短了焊接件的細長部分，通過局部加熱和快速冷卻