三、焊接接头及坡口形式有哪些?
1.接头形式
焊接接头是指由两个或两个以上零件要用焊接组合或已经焊合的接点。一个焊接结构总是由若干个焊接接头所组成。焊接接头的类型有许多种。其中基本类型主要是对接接头、角接接头、T形接头、搭接接头、卷边接头。
1)对接接头
两件表面构成大于或等于135°,小于或等于180°夹角的接头称为对接接头。它是各种焊接结构中采用最多的一种接头形式。
按焊件厚度和坡口形式的不同,对接接头的坡口形式可分为I形、V形、双V形、U形、双U形、双单边V形、Y形、单边V形、J形、双J形及其组合和带垫板的坡口形式。
钢板厚度在6mm以下,除重要结构外,一般不开坡口(或I形坡口)。开坡口的对接接头,用于钢板较厚而需要全焊透的焊件。带垫板的V形坡口常用于要求全焊透而焊缝背面又无法焊接的焊件,如小直径管道的对接焊缝。对于一些重要的焊件,由于易形成夹渣,故不宜使用带垫板的接头。对于不同厚度钢板对接焊的重要受力接头,如果两板厚度差(δ-δ1)不超过如表1-2所示的规定时,接头坡口的基本形式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选取。
表1-2 板厚与厚度差的关系 (单位:mm)
如果两板厚度差(δ-δ1)超过此表规定,应在厚板上进行单面或双面削薄,如图1-1所示,其削薄长度为L≥3(δ-δ1)。
图1-1 不同厚度钢板对接接头设计
焊缝各部分名称如图1-2所示。
图1-2 两种不同焊缝
2)角接接头
两件端部构成大于30°,小于135°夹角的接头称为角接接头。这种接头受力状况不太好,常用于不重要的结构中。根据焊件厚度不同,其坡口形式可分为I形(不开坡口)、错边I形、带钝边J形、带钝边双单边V形(K形)及V形等。
3)T形接头
一件之端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头称为T形接头。根据垂直板厚度的不同,其坡口形式可分为I形(不开坡口)、K形(带钝边双单边V形)坡口等。
4)搭接接头
两件部分重叠构成的接头称为搭接接头。根据结构形式和对强度的要求不同,可分为不开坡口、圆孔内塞焊以及长孔内角焊三种形式。不开坡口的搭接接头一般用于厚度12mm以下钢板,其重叠部分大于或等于2(δ1+δ2),双面焊接,这种接头强度较差,用于不重要的结构中。当重叠部分面积较大时,可根据板厚及强度要求,分别选用不同大小和数量的圆孔内塞焊及长孔内角焊的接头形式。
5)卷边接头
待焊件端部预先卷边,焊后卷边只部分熔化的接头称卷边接头。这种接头主要用于薄板和有色金属的焊接。为防止焊接时焊件烧穿,卷边后可以增加连接头的厚度。
熔焊接头中焊缝类型如表1-3所示。
表1-3 熔焊接头中焊缝类型
设计与选择焊接接头应考虑以下因素:
① 各种焊接接头的特性。
② 接头承受载荷的性质及其大小,如拉伸、压缩、弯曲、疲劳和冲击等。
③ 产品结构的形状、尺寸和材质。
④ 焊接变形的控制和施焊的难易程度。
⑤ 接头焊前的准备和焊接所需费用。
2.坡口
(1)坡口的类型。如表1-4所示为不同坡口类型的图形和符号。
表1-4 坡口的类型
(2)坡口各部位的名称。坡口各部位的名称如图1-3所示。
α,α′,α″—坡口角度;β,β 1,β 2,β′,β″—坡口面角度
H,H′,H″—坡口深度;p—钝边高度;b—根部间隙;R—根部半径
图1-3 坡口各部位的名称
(3)选择坡口形式的原则。为了焊透等原因,选择坡口时应考虑被焊构件的厚度、焊接方法、焊接位置和焊接工艺过程。此外,还应符合以下几点要求。
① 填充材料应最少。例如,当同厚度平板对接时,采用双V形坡口省材料。
② 应具有良好的可达性。当不便或不能两面施工时,应选择V形或U形坡口。
③ 坡口加工容易,成本低。例如,V形和双V形坡口可采用气割加工,而U形坡口一般要采用机械加工,使成本增高。
④ 应利于控制焊接变形。