焊接基礎(chǔ)知識(shí)講義（PPT 圖文并茂）

1、焊接基礎(chǔ)知識(shí)講義1、焊接接頭與焊縫2、焊接接頭的表示方法3、焊接應(yīng)力及變形4、焊接缺陷的產(chǎn)生及防止5、焊接質(zhì)量檢驗(yàn)第一節(jié) 焊接接頭與焊縫 電弧焊接頭包括4部分： 焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)、焊縫附近的母材。 熔化焊焊接接頭的組成a)對(duì)接接頭 b)搭接接頭1焊縫金屬 2熔和線 3熱影響區(qū) 4母材 焊接過(guò)程使焊接接頭具有以下力學(xué)特點(diǎn)：（1）焊接接頭力學(xué)性能不均勻 由于焊接接頭各區(qū)在焊接過(guò)程中進(jìn)行著不同的焊接冶金過(guò)程，并經(jīng)受不同的熱循環(huán)和應(yīng)變循環(huán)的作用，各區(qū)的組織和性能存在較大的差異，焊接接頭組織的不均勻，造成了整個(gè)接頭力學(xué)性能的不均勻。 （2）焊接接頭工作應(yīng)力分布不均勻，存在應(yīng)力集中 由于焊接接頭存在

2、幾何不連續(xù)性，致使其工作應(yīng)力是不均勻的，存在應(yīng)力集中。 當(dāng)焊縫中存在工藝缺陷，焊縫外形不合理或接頭形式不合理時(shí)，將加劇應(yīng)力集中程度，影響接頭強(qiáng)度，特別是疲勞強(qiáng)度。（3）由于焊接的不均勻加熱，引起焊接殘余應(yīng)力及變形 焊接是局部加熱的過(guò)程，電弧焊時(shí)，焊縫處最高溫度可達(dá)材料沸點(diǎn)，而離開焊縫處溫度急劇下降，直至室溫。這種不均勻溫度場(chǎng)將在焊件中產(chǎn)生殘余應(yīng)力及變形。（4）焊接接頭具有較大的剛性 通過(guò)焊接，焊縫與構(gòu)件組成整體，所以與鉚接或脹接相比，焊接接頭具有較大的剛性。 一、焊縫的基本形式焊縫：焊件經(jīng)焊接后所形成的結(jié)合部分。分類：1、按空間位置可分為：平焊縫、橫焊縫、立焊縫、仰焊縫；2、按結(jié)合方式可分為：

3、對(duì)接焊縫、角焊縫、塞焊縫；3、按焊縫斷續(xù)情況可分為：連續(xù)焊縫、斷續(xù)焊縫；4、按承載方式可分為：工作焊縫、聯(lián)系焊縫。 焊縫是構(gòu)成焊接接頭的主體部分，對(duì)接接頭焊縫、角接接頭焊縫是焊縫的基本形式。1、對(duì)接焊縫 對(duì)接焊縫是沿著兩個(gè)焊件之間形成的，有不開坡口（或開I形坡口）和開坡口的兩種。焊縫表面形狀有上凸的和與表面平齊的。2、角焊縫角焊縫截面形狀 3、工作焊縫和聯(lián)系焊縫工作焊縫(又稱承載焊縫)： 焊縫與焊件串聯(lián)成整體主要承擔(dān)載荷的作用。焊縫一旦斷裂，鋼結(jié)構(gòu)就立即受到嚴(yán)重破壞。聯(lián)系焊縫(又稱非承載焊縫) 焊縫與兩個(gè)或兩個(gè)以上的焊件并聯(lián)成整體(即連接作用)，焊縫不直接承擔(dān)載荷，工作中受力很小，焊縫一旦斷裂

4、，結(jié)構(gòu)不會(huì)立即失效。二、接頭的基本形式焊接接頭(簡(jiǎn)稱接頭)：用焊接方法連接的接頭。常用的焊接接頭： 對(duì)接接頭、T形接頭、十字接頭、搭接接頭、角接接頭、端接接頭、套管接頭、斜對(duì)接接頭、卷邊接頭、鎖底對(duì)接接頭等。 焊接接頭的基本類型1、對(duì)接接頭 它是各沖焊接結(jié)構(gòu)中采用最多、也是最完善的一種接頭形式，具有受力好、強(qiáng)度大和節(jié)省金屬材料的特點(diǎn)。 但是，由于是兩焊件對(duì)接連接，被連接件邊緣加工及裝配要求則較高。在焊接生產(chǎn)中，通常使對(duì)接接頭的焊縫略高于母材板面。由于余高的存在造成構(gòu)件表面的不光滑，在焊縫與母材的過(guò)渡處會(huì)引起應(yīng)力集中。 對(duì)接接頭的幾種形式 2、T形接頭 將相互垂直的被連接件用角焊縫連接起來(lái)的接頭

5、稱為T形(十字)接頭。 T形(十字)接頭能承受各種方向的力和力矩。T形接頭是各種箱型結(jié)構(gòu)中最常見(jiàn)的接頭形式，在壓力容器制造中，插入式管子與筒體的連接、人孔加強(qiáng)圈與筒體的連接等也都屬于這一類。 由于T形(十字)接頭焊縫向母材過(guò)渡較急劇，接頭在外力作用下力線扭曲很大，造成應(yīng)力分布極不均勻、且比較復(fù)雜，在角焊縫根部和趾部都有很大的應(yīng)力集中。保證焊透是降低T形接頭應(yīng)力集中的重要措施之一。T形接頭3、搭接接頭 兩塊板料相疊，而在端部或側(cè)面進(jìn)行角焊，或加上塞焊縫、槽焊縫連接的接頭稱為搭接接頭。 由于搭接接頭中兩鋼板中心線不一致，受力時(shí)產(chǎn)生附加彎矩，會(huì)影響焊縫強(qiáng)度，因此，一般鍋爐、壓力容器的主要受壓元件的焊

6、縫都不用搭接形式。 由于搭接接頭使構(gòu)件形狀發(fā)生較大的變化，所以應(yīng)力集中要比對(duì)接接頭的情況復(fù)雜得多，而且接頭的應(yīng)力分布極不均勻。 在搭接接頭中，根據(jù)搭接角焊縫受力方向的不同，可以將搭接角焊縫分為正面角焊縫、側(cè)面角焊縫和斜向角焊縫。 搭接接頭除兩鋼板疊在端面或側(cè)面焊接外，還有開槽焊和塞焊(圓孔和長(zhǎng)孔)等。 開槽焊搭接接頭：先將被連接件沖切成槽，然后用焊縫金屬填滿該槽，槽焊焊縫斷面為矩形，其寬為被連接件厚度的兩倍，開槽長(zhǎng)度應(yīng)比搭接長(zhǎng)度稍短一些。 塞焊：是在被連接的鋼板上鉆孔來(lái)代替槽焊的槽，用焊縫金屬將孔填滿使兩板連接起來(lái)，塞焊可分為圓孔內(nèi)塞焊和長(zhǎng)孔內(nèi)塞焊兩種。 4、角接接頭 角接頭多用于箱形構(gòu)件，騎

7、座式管接頭和筒體的連接，小型鍋爐中火筒和封頭連接也屬于這種形式。 與T形接頭類似，單面焊的角接接頭承受反向彎矩的能力極低，除了鋼板很薄或不重要的結(jié)構(gòu)外，一般都應(yīng)開坡口兩面焊，否則不能保證質(zhì)量。 選擇接頭形式時(shí)，主要根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，并綜合考慮受力條件、加工成本等因素。 例如： 對(duì)接接頭具有受力均勻、節(jié)省金屬等優(yōu)點(diǎn)，故應(yīng)用最多。但是，對(duì)接接頭對(duì)下料尺寸和組裝的要求比較嚴(yán)格。 T形接頭焊縫大多數(shù)情況下只承受較小的切應(yīng)力或僅作為聯(lián)系焊縫。 搭接接頭對(duì)裝配要求不高，也易于裝配，但接頭承載能力低，一般用在不重要的結(jié)構(gòu)中。 焊接接頭的設(shè)計(jì)中對(duì)焊縫質(zhì)量的要求、焊縫尺寸大小、焊縫位置、工件厚度、幾何尺寸、施工條

8、件等不同，決定了在選擇焊接方法和制定工藝時(shí)的多樣性。 合理的焊接接頭設(shè)計(jì)與選擇不僅能保證鋼結(jié)構(gòu)的焊縫和整體的強(qiáng)度，還可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，節(jié)省制造成本。 設(shè)計(jì)和選擇焊接接頭的主要因素：（1）保證焊接接頭滿足使用要求；（2）接頭形式能保證選擇的焊接方法正常施焊；（3）接頭形式應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，盡量采用平焊和自動(dòng)焊焊接方法，少采用仰焊和立焊，且最大應(yīng)力盡量不設(shè)在焊縫上；（4）焊接工藝能保證焊接接頭在設(shè)計(jì)溫度和腐蝕介質(zhì)中正常工作；（5）焊接變形和應(yīng)力小，能滿足施工要求所需的技術(shù)、人員和設(shè)備的條件；（6）盡量使焊縫設(shè)計(jì)成聯(lián)系焊縫；（7）焊接接頭便于檢驗(yàn)；（8）焊接前的準(zhǔn)備和焊接所需費(fèi)用低；（9）對(duì)角焊縫不宜選擇

9、和設(shè)計(jì)過(guò)大的焊角尺寸，試驗(yàn)證明，大尺寸角焊縫的單位面積承載能力較低等。焊縫布置的一般原則： 1.避開應(yīng)力最大處； 2.焊縫遠(yuǎn)離加工面； 3.對(duì)稱布置變形??； 4.焊縫布置求分散； 5.便于操作想周到； 6.盡量平焊效率高。三、坡口的基本形式坡口：根據(jù)設(shè)計(jì)或工藝需要，在焊件的待焊部位加工成一定幾何形狀并經(jīng)裝配后構(gòu)成的溝槽。開坡口：用機(jī)械、火焰或電弧等加工坡口的過(guò)程。開坡口的目的：（1）是為保證電弧能深入到焊縫根部使其焊透，并獲得良好的焊縫成形以及便于清渣。（2）對(duì)于合金鋼來(lái)說(shuō)，坡口還能起到調(diào)節(jié)母材金屬和填充金屬比例(即熔合比)的作用。 1、坡口類型（1）根據(jù)板厚不同，對(duì)接焊縫的焊接邊緣可分為卷邊、平對(duì)或加工成為V形、X形、K形和U形等坡口。對(duì)接焊縫坡口型式 （2）根據(jù)焊件厚度、結(jié)構(gòu)形式及承載情況不同，角接接頭和T形接頭的坡口形式可分為I形、帶鈍邊的單邊V形坡口和K形坡口等。角接和T形接頭的坡口a) I形 b) 單邊V形（帶鈍邊） c) K形（帶鈍邊） 2、坡口的設(shè)計(jì)原則 坡口的形式和尺寸主要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的板厚、選用的焊接方法、焊接位置和焊接工藝等來(lái)選擇和設(shè)計(jì)。 1) 焊縫中填充的材料少