焊接接头的形式及焊接坡口的选取

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焊接接头是用焊接方法连接的接头。它由焊缝、熔化区和热影响区三部分组成。

1.焊接接头的形式

在钢结构焊接中，由于焊件厚度、结构形状和使用条件的不同，其接头形式也不同。焊接接头形式主要有：对接接头、角接接头、T形接头及搭接接头。

（1）对接接头 是指对放在同一平面上的工件相对的两端进行焊接所形成的接头。按坡口形式的不同，主要有以下几种：

1）不开坡口的对接接头。一般在厚度t≤6mm的钢板对接时采用（图1-5a）。

2）V形坡口对接接头。一般在厚度t=6～26mm的钢板对接时采用（图1-5b）。

3）X形坡口对接接头。一般在厚度t=12～26mm的钢板对接时采用（图1-5c）。

4）U形坡口对接接头。一般在厚度t≥20～60mm的钢板对接时采用（图1-5d）。

5）双U形坡口对接接头。当材料厚度t≥40mm时采用（图1-5e）。

图1-5 对接接头的不同坡口形式

a）不开坡口 b）V形坡口 c）X形坡口 d）单U形坡口 e）双U形坡口

（2）搭接接头 是指对两个相互搭置的工件端部进行角焊而形成的焊接接头（图1-6）。

（3）T形接头（丁字接头）是指对两个相互垂直（或近似垂直）而形成T形的工件进行角焊而形成的接头（图1-7）。

1）不开坡口的T形接头。在钢板厚度不超过10mm及结构不重要的部位采用（图1-7a）。

2）单面开V形坡口的T形接头。在垂直钢板厚度为4～15mm或无法进行双面焊接时的重要结构中采用（图1-7b）。

图1-6 搭接接头

图1-7 T形接头

a）不开坡口 b）单边V形坡口 c）双V形坡口

3）双面开V形坡口的T形接头。在垂直钢板厚度超过8mm的重要结构中采用（图1-7c）。

（4）角接接头 是指对相互成一定角度（通常为直角）的两工件端部进行角焊所形成的接头（图1-8）。

图1-8 角接接头

（5）卷边接头 卷边接头是对接接头的一种特殊形式。当焊接较薄工件时，可将工件卷边，在其端沿上焊接，这种接头形式称为卷边接头（图1-9）。卷边接头可分为卷边对接接头（图1-9a）和卷边端对接头（图1-9b）。

图1-9 卷边接头

2.焊接坡口的选取

在焊接件上开坡口是为了保证焊缝根部焊透，便于清除熔渣，获得较好的焊缝成形。此外，坡口能起调节母材和填充金属比例的作用。钝边是为了防止烧穿，钝边尺寸要保证第一层焊缝能焊透。间隙也是为了保证焊缝根部能焊透。

选择坡口形式时，主要考虑的因素是：能保证焊缝焊透，坡口形状容易加工，尽可能提高生产效率、节省焊条，焊后焊件变形尽可能小。

焊接厚度在6mm以下的钢板，一般不开坡口，但如果焊接的是重要结构，当钢板厚度为3mm时就要求开坡口。钢板厚度为6～26mm时，采用V形坡口，这种坡口便于加工，但焊后焊件容易变形。钢板厚度为12～60mm时，可采用X形坡口，这种坡口在同样厚度下，能比V形坡口减少焊着金属量1/2左右，焊件变形和内应力也比较小，主要用于大厚度钢板及要求变形较小的结构。单U形和双U形坡口的焊着金属量更少，焊后产生的变形也小，但这种坡口加工困难，一般用于较重要的焊接结构。

对于不同厚度的板材的焊接，如果厚度差（t-t1）未超过表1-2的规定，则焊接接头的基本形式与尺寸应按较厚板选取；否则，应在较厚的板上加工出单面或双面的斜边，如图1-10所示。其削薄长度L≥3（t-t1）。

表1-2 厚度差范围表（单位：mm）

图1-10 将较厚板的接头端加工成斜边

a）单面斜边 b）双面斜边

3.焊接坡口的加工

焊接坡口的加工方法主要有以下几种：

1）剪切。不开坡口的钢板可以在剪板机上剪切加工，但不能加工有角度的坡口。

2）氧气切割。用手工方法或自动和半自动切割机可以进行各种厚度、各种角度及曲线形状的坡口加工，但一般不能加工不锈钢和铜、铝等有色金属。

3）刨削。在刨边机上进行，能加工形状复杂的直线形坡口。

4）碳弧气刨。主要用于多层焊的正面或封底焊时的清根，可以进行全位置坡口加工。

5）錾削。用手工或风动工具进行操作，该法劳动强度大，生产效率较低。

6）铣销。在铣床上进行，能加工各种形状复杂的坡口。但加工成本较高。

此外，焊接坡口的清洁程度对焊接电弧的燃烧稳定性和焊缝质量影响很大，如果不对坡口进行清理，会产生气孔、夹渣和未焊透等缺陷。一般用钢丝刷、电动砂轮和气焊火焰等方法清除坡口上的铁锈、油污、水分和其他杂物。