焊接接头和焊缝形式精编版课件.ppt
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- 焊接 接头 焊缝 形式 精编 课件
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1、(1).为了保证电弧能深入接头根部,使根部焊透并便于清渣为了保证电弧能深入接头根部,使根部焊透并便于清渣 以以 获得较好的成形。获得较好的成形。(一一)坡口形式坡口形式1.坡口定义:坡口定义:根据设计或工艺需要,在焊件的待焊部位加工并装根据设计或工艺需要,在焊件的待焊部位加工并装配成的一定几何形状的沟槽。配成的一定几何形状的沟槽。开坡口:利用机械、火焰或电弧等加工坡口的过程开坡口:利用机械、火焰或电弧等加工坡口的过程2.开坡口的目的:开坡口的目的:(2).起到调节焊缝金属中母材金属与填充金属比例的作用。起到调节焊缝金属中母材金属与填充金属比例的作用。V形和形和Y形形坡口加工和施焊方便,但焊后容
2、易产生角变形。坡口加工和施焊方便,但焊后容易产生角变形。双双Y形形坡口是在坡口是在V形坡口的基础上发展的。当焊件厚度增大时,形坡口的基础上发展的。当焊件厚度增大时,采用双采用双Y形代替形代替V形坡口,在同样厚度下,可减少焊缝金属量约形坡口,在同样厚度下,可减少焊缝金属量约1/2,并且可对称施焊,焊后的残余变形较小。,并且可对称施焊,焊后的残余变形较小。U形坡口形坡口填充金属量在焊件厚度相同的条件下比填充金属量在焊件厚度相同的条件下比V形坡口小得多,形坡口小得多,但这种坡口的加工较复杂。但这种坡口的加工较复杂。3.坡口类型:坡口类型:由两种或两种以上的基本型组合而成,如由两种或两种以上的基本型组
3、合而成,如Y形、形、双双Y形、形、带钝边带钝边U形、形、双双U形、双形、双单边单边V形、形、双单边双单边Y形形.4.坡口的特点:坡口的特点:基本型基本型组合型组合型特殊型特殊型特点:形状简单,加工容易,应用普遍。特点:形状简单,加工容易,应用普遍。主要有主要有I、V、单边、单边V、U、J既不属于基本型也不同于组合型,如卷边、带垫板、锁既不属于基本型也不同于组合型,如卷边、带垫板、锁边、塞焊坡口、槽焊坡口边、塞焊坡口、槽焊坡口5.根部半径根部半径U 在在J形、形、U形坡口底部的圆角半径叫根部形坡口底部的圆角半径叫根部半径半径(见下图见下图)。它的作用是增大坡口根部的空间,以便。它的作用是增大坡口
4、根部的空间,以便焊透根部和减小坡口角度。焊透根部和减小坡口角度。(二二)坡口的几何尺寸坡口的几何尺寸1.坡口面坡口面 待焊件上的坡口表面叫坡口面。待焊件上的坡口表面叫坡口面。2.坡口面角度坡口面角度和坡口角度和坡口角度 待加工坡口的端面与坡口面之待加工坡口的端面与坡口面之间的夹角叫坡口面角度,两坡口面之间的夹角叫坡口角度,间的夹角叫坡口面角度,两坡口面之间的夹角叫坡口角度,见下图。见下图。3.根部间隙根部间隙b 焊前在接头根部之间预留的空隙叫根部间隙,焊前在接头根部之间预留的空隙叫根部间隙,见下图。其作用在于打底焊时能保证根部焊透。根部间隙见下图。其作用在于打底焊时能保证根部焊透。根部间隙又叫
5、装配间隙又叫装配间隙4.钝边钝边p 焊件开坡口时,沿焊件接头坡口根部的端面直边焊件开坡口时,沿焊件接头坡口根部的端面直边部分叫钝边,见下图。钝边的作用是防止根部烧穿。部分叫钝边,见下图。钝边的作用是防止根部烧穿。1.当钝边尺寸较大而根部间隙不变时,焊缝根部的熔透当钝边尺寸较大而根部间隙不变时,焊缝根部的熔透程度受到影响,这样,反面封底焊缝的焊接工作量加大;程度受到影响,这样,反面封底焊缝的焊接工作量加大;当钝边的尺寸较小而根部间隙较大时,焊缝根部可以熔当钝边的尺寸较小而根部间隙较大时,焊缝根部可以熔透,也可能烧穿。结果如何决定于焊工的技术水平。透,也可能烧穿。结果如何决定于焊工的技术水平。2.
6、当坡口角度太大时,缩小根部间隙和加大钝边,用小当坡口角度太大时,缩小根部间隙和加大钝边,用小直径焊条也可以保证焊缝根部熔透;当坡口角度太小时,直径焊条也可以保证焊缝根部熔透;当坡口角度太小时,应加大根部间隙,适当减小钝边,用小直径焊条也可以应加大根部间隙,适当减小钝边,用小直径焊条也可以将焊缝概况熔透。焊前还要清除坡口表面的铁锈、油污、将焊缝概况熔透。焊前还要清除坡口表面的铁锈、油污、水分,目的是提高焊缝金属强度。水分,目的是提高焊缝金属强度。6.坡口深度坡口深度坡口深度越大,焊透程度越大,焊缝消耗坡口深度越大,焊透程度越大,焊缝消耗的焊接材料越多,焊接变形也大。的焊接材料越多,焊接变形也大。
7、坡口尺寸对焊缝质量影响很大。坡口角度、根部间隙、坡口尺寸对焊缝质量影响很大。坡口角度、根部间隙、钝边被称为钝边被称为“坡口三要素坡口三要素”。其相互关系如下:。其相互关系如下:(三)、加工坡口的方法:(三)、加工坡口的方法:剪切、刨边、车削加工剪切、刨边、车削加工的坡口质量最好,坡口各尺寸误差极小,机的坡口质量最好,坡口各尺寸误差极小,机械化生产效率高,适合批量加工,不适宜施工现场加工坡口。械化生产效率高,适合批量加工,不适宜施工现场加工坡口。热切割热切割适宜在施工现场加工,坡口尺寸的加工误差较大。加工机动适宜在施工现场加工,坡口尺寸的加工误差较大。加工机动性比剪切、刨边、车削好。性比剪切、刨
8、边、车削好。碳弧气刨碳弧气刨主要用于焊接缺陷返修开坡口,效率较高,但工人劳动条主要用于焊接缺陷返修开坡口,效率较高,但工人劳动条件较差,既有噪声又有气刨熔渣飞溅,容易烫伤人。件较差,既有噪声又有气刨熔渣飞溅,容易烫伤人。铲削或磨削加铲削或磨削加工的坡口尺寸不稳定,全由操作者的技术水平决定,工的坡口尺寸不稳定,全由操作者的技术水平决定,工人劳动强度大,只适用焊缝缺陷返修开坡口。工人劳动强度大,只适用焊缝缺陷返修开坡口。1.剪切剪切2.刨削刨削3.车削车削4.热切割热切割5.碳弧气刨碳弧气刨6.铲削或磨削铲削或磨削I形坡口可在剪板机上剪切加工形坡口可在剪板机上剪切加工用刨床或刨边机加工,有时也可采
9、用铣削用刨床或刨边机加工,有时也可采用铣削用车床加工,适用于加工管子的坡口用车床加工,适用于加工管子的坡口用气体火焰或等离子弧,加工用气体火焰或等离子弧,加工V形、形、Y形、双形、双Y形形主要用于清焊根时的开坡口及主要用于清焊根时的开坡口及U形坡口形坡口用手工或风动工具铲削或使用砂轮机磨削。效率较用手工或风动工具铲削或使用砂轮机磨削。效率较低,多用于缺陷返修时的开坡口低,多用于缺陷返修时的开坡口。(四)、选择坡口的原则:(四)、选择坡口的原则:1.保证焊接质量保证焊接质量2.便于焊接施工便于焊接施工3.坡口加工简单坡口加工简单4.坡口的断面面积尽可能小坡口的断面面积尽可能小5.便于控制焊接变形
10、便于控制焊接变形这是选择坡口这是选择坡口的最基本要求的最基本要求两件表面构成大于或等于两件表面构成大于或等于135,小于或等于,小于或等于180夹角的夹角的接头,叫做对接接头。接头,叫做对接接头。应力集中相对较小,且易于降低和应力集中相对较小,且易于降低和消除(例如将余高去除)。所以从力学角度看对接接头是消除(例如将余高去除)。所以从力学角度看对接接头是比较理想的接头形式,不但静载荷可靠,而且抗疲劳强度比较理想的接头形式,不但静载荷可靠,而且抗疲劳强度也高。如图也高。如图1所示。所示。二、焊接接头的类型及特点二、焊接接头的类型及特点焊接中,由于焊件的厚度、结构及使用条件的不同,其接头型式由于焊
11、件的厚度、结构及使用条件的不同,其接头型式及坡口形式也不同。焊接接头型式有:对接接头、及坡口形式也不同。焊接接头型式有:对接接头、T形接头、角形接头、角接接头、搭接接头和端接接头。接接头、搭接接头和端接接头。(一一)对接接头对接接头1.特点特点2.应用应用在各种焊接结构中它是采用最多的一种接头型式。一般钢在各种焊接结构中它是采用最多的一种接头型式。一般钢板厚度在板厚度在6mm以下,不开坡口;钢板厚度若大于以下,不开坡口;钢板厚度若大于6mm,则必须开坡口。对接接头常用的坡口形式有则必须开坡口。对接接头常用的坡口形式有V、Y、双、双Y、U形等。形等。两焊件端面成相对两焊件端面成相对平行的接头或两
12、焊平行的接头或两焊件端成成不同角度件端成成不同角度斜接斜接斜缝对接因浪费材斜缝对接因浪费材料和工时,目前一料和工时,目前一般很少采用。般很少采用。图:角接接头图:角接接头(a)I形坡口;形坡口;(b)带钝边单边带钝边单边V形坡口形坡口(二二)角接接头角接接头1.特点特点2.应用应用两焊件端面构成大于两焊件端面构成大于30,小于,小于135夹角的接头夹角的接头。见下。见下图。这种接头受力状况不太好。承载能力差,特别是当接图。这种接头受力状况不太好。承载能力差,特别是当接头承受弯曲力时,焊根易出现应力集中而造成根部开裂。头承受弯曲力时,焊根易出现应力集中而造成根部开裂。如果开如果开I形坡口单面焊,
13、其承载能力很差,因而多用于不形坡口单面焊,其承载能力很差,因而多用于不重要的结构或箱形构件上。重要的结构或箱形构件上。一般不开坡口;如需要也可根据焊件厚度开带钝边单边一般不开坡口;如需要也可根据焊件厚度开带钝边单边V形、形、Y形及带钝边双单边形及带钝边双单边V形等。形等。一焊件的端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头一焊件的端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头或十字接头均属于或十字接头均属于T形接头形接头。特点:焊缝向母材过渡较急。特点:焊缝向母材过渡较急剧,接头在外力作用下线扭曲很大,造成应力分布极不均剧,接头在外力作用下线扭曲很大,造成应力分布极不均匀,在角焊缝的根部和过渡处都有
14、很大的应力集中,所以匀,在角焊缝的根部和过渡处都有很大的应力集中,所以这种接头的这种接头的承载能力较差承载能力较差。图:图:T形接头形接头(三三)T接接头接接头1.特点特点2.应用应用是一种典型的电弧焊接头,能承受各个方向的力和力矩。是各类箱是一种典型的电弧焊接头,能承受各个方向的力和力矩。是各类箱形结构中最常见的结构形式。在一般情况下,可不开坡口,若焊缝形结构中最常见的结构形式。在一般情况下,可不开坡口,若焊缝要求承受载荷时,应选用带钝边单边要求承受载荷时,应选用带钝边单边V形、带钝边双单边形、带钝边双单边V 形或带形或带钝边双钝边双J形等形式,使接头焊透,以保证接头强度。形等形式,使接头焊
15、透,以保证接头强度。1.应避免采用单面角焊缝隙应避免采用单面角焊缝隙,因为,因为单面焊根部有很深缺口,承载时易单面焊根部有很深缺口,承载时易从此处开裂。从此处开裂。2.应尽量避免在板厚应尽量避免在板厚方向承受高拉应力方向承受高拉应力,因轧制板材有,因轧制板材有夹层缺陷,尤其厚板更易出现层状夹层缺陷,尤其厚板更易出现层状撕裂。撕裂。两焊件部分重叠构成的接头。两焊件部分重叠构成的接头。构件形状发生较大的变化,构件形状发生较大的变化,所以应力集中比对接接头情况复杂得多,所以应力集中比对接接头情况复杂得多,承载能力较低。承载能力较低。应力分布不均匀,疲劳强度较低应力分布不均匀,疲劳强度较低,不是理想的
16、接头形式,不是理想的接头形式,但其但其焊前准备和装配较简单焊前准备和装配较简单其其横向收缩量横向收缩量也比对接接头也比对接接头小小。见下图。见下图。图:图:搭接接头搭接接头(a)I形坡口,形坡口,(b)圆孔内塞焊;圆孔内塞焊;(c)长孔内角焊长孔内角焊(四四)搭接接头搭接接头1.特点特点2.应用应用有不开坡口、塞焊缝和槽焊缝等形式。不开坡口的,一般用于有不开坡口、塞焊缝和槽焊缝等形式。不开坡口的,一般用于12mm以下钢板,其重叠部分为以下钢板,其重叠部分为3-5倍板厚,常用在不重要的结倍板厚,常用在不重要的结构中。当结构重叠部分面积较大时,常选用圆孔塞焊缝和长孔构中。当结构重叠部分面积较大时,
17、常选用圆孔塞焊缝和长孔槽焊缝的接头形式。槽焊缝的接头形式。搭接接头根据其结构形式和对强度的要求,分为搭接接头根据其结构形式和对强度的要求,分为不开坡口、圆孔内塞焊和长孔内角焊三种形式,如上不开坡口、圆孔内塞焊和长孔内角焊三种形式,如上图。图。I形坡口的搭接接头,一般用于厚度形坡口的搭接接头,一般用于厚度12mm以下的以下的钢板,其重叠部分钢板,其重叠部分2(1+2)。这种接头用于不重要。这种接头用于不重要的结构中。的结构中。当遇到重叠部分的面积较大时,可根据板厚及强当遇到重叠部分的面积较大时,可根据板厚及强度要求,分别采用不同大小和数量的圆孔内塞焊或长度要求,分别采用不同大小和数量的圆孔内塞焊
18、或长孔内角焊的接头型式。孔内角焊的接头型式。容器主要受压部分的焊接接头分为容器主要受压部分的焊接接头分为A、B、C、D四四类,如下图所示。类,如下图所示。1.圆筒部分的纵向接头(多层包扎容器层板层纵向接头除外)、球圆筒部分的纵向接头(多层包扎容器层板层纵向接头除外)、球形封头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头中的所有拼焊接头以形封头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头,均属及嵌入式接管与壳体对接连接的接头,均属A类焊接接头。类焊接接头。2.壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长颈法壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长
19、颈法兰与接管连接的接头,均属兰与接管连接的接头,均属B类焊接接头类焊接接头,但已规定为但已规定为A、C、D类的类的焊接接头除外。焊接接头除外。(五)压力容器焊接接头种类划分及要求(五)压力容器焊接接头种类划分及要求4.接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头,均属接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头,均属D类焊接类焊接接头,但已规定为接头,但已规定为A、B类的焊接接头除外。类的焊接接头除外。(五)压力容器焊接接头种类划分及要求(五)压力容器焊接接头种类划分及要求3.平盖、管板与圆筒非对接连接的接头,法兰与壳体、接管连接的平盖、管板与圆筒非对接连接的接头,法兰与壳体、接管连接的接头,内封
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