焊接接头学习课件.pptx

1、钢结构防应力变形的焊接钢结构防应力变形的焊接厚皮管的焊缝间隙、坡口厚皮管的焊缝间隙、坡口管道接口做标识管道接口做标识大口径管的焊接大口径管的焊接第一节第一节 焊接接头的类型焊接接头的类型一、焊接接头的组成一、焊接接头的组成焊接接头由焊接接头由焊缝金属焊缝金属、熔合区熔合区、热影响区热影响区组成组成熔焊焊接接头的组成熔焊焊接接头的组成对接接头的断面图对接接头的断面图 搭接接头的断面图搭接接头的断面图低合金结构钢焊接接头宏观形貌低合金结构钢焊接接头宏观形貌焊趾焊趾焊根焊根熔合区熔合区焊缝焊缝热影响区热影响区母材区母材区变径大小头的焊接要控制焊速和层间温变径大小头的焊接要控制焊速和层间温度度储罐的灌

2、顶组对储罐的灌顶组对影响焊接接头性能的主要因素影响焊接接头性能的主要因素和和是焊接接头的两个基本属性。是焊接接头的两个基本属性。影响焊接接头性能的主要因素有以下两个方面：影响焊接接头性能的主要因素有以下两个方面：接头形状的不连续性：接头形状的不连续性(余高、接头余高、接头错边错边)、焊接缺陷（未焊透、裂纹）、残余应力和残、焊接缺陷（未焊透、裂纹）、残余应力和残余变形等。余变形等。：焊接热循环所引起的组织变化、：焊接热循环所引起的组织变化、焊接材料引起的焊缝化学成分的变化、焊后热处理所焊接材料引起的焊缝化学成分的变化、焊后热处理所引起的组织变化以及矫正变形所引起的加工硬化等。引起的组织变化以及矫

3、正变形所引起的加工硬化等。影响焊接接头性能的主要因素影响焊接接头性能的主要因素二、焊缝的基本形式 焊缝的形式应根据焊件的厚度、工作条件、受力情况等因素进行选择。焊缝是构成焊接接头的主体部分，是焊缝的基本形式。对接焊缝的典型坡口形式60202638331126012对接焊缝 对接焊缝的接头可采用卷边、平对接或加工成各种形式的坡口。对接焊缝开坡口的目的，是为了确保接头的质量，同时也从经济效益考虑。坡口形式的选择取决于板材厚度、焊接方法和工艺过程。通常必须考虑以下几个方面：1）可焊到性或便于施焊；2）降低焊接材料的消耗量；3）坡口易加工；4）减少或控制焊接变形。对接焊缝的大小与板厚和焊接方法有关，其

4、作用是使电弧能深入根部使根部焊透。坡口角度越大，焊缝金属量越多，焊接变形也会增大，一般坡口角度选60左右。采用是为了保证焊缝根部能焊透，一般情况下，坡口角度小，需要同时增加根部间隙；根部间隙较大时，又容易烧穿，为此，需要采用防止烧穿。根部间隙过大时，还需要加垫板。角焊缝截面形状及其计算断面KKaKKKaKKaKa当母材与焊接材料有较大差别或较多杂质时，一般选择较小的熔合比。因此手工钨极氩弧焊的焊缝和热影响区性能最好。加之钨极作为电极使氩弧焊热量集中，热输入小，接头高温停留时间短，焊缝和热影响区的组织细腻，热影响区很窄。当母材与焊接材料有较大差别或较多杂质时，一般选择较小的熔合比。焊条电弧焊的热

5、输入较小，接头高温停留时间短，焊缝和热影响区的组织较细，热影响区较窄。不等腰角焊缝，长边平行于载荷方向时，承受动载效果好。6正确选择焊后热处理焊条电弧焊机械保护效果好，合金元素烧损较少，焊缝中气体元素和杂质元素含量较低。采用气割时最好采用自动或半自动切割机，保证破口光滑平整，有利于焊接。除此之外，还有开槽焊、塞焊、锯齿状搭接等多种形式。4）焊件焊后变形尽可能的小（2）坡口面角度和坡口角度焊条电弧焊的热输入较小，接头高温停留时间短，焊缝和热影响区的组织较细，热影响区较窄。焊条电弧焊的热输入较小，接头高温停留时间短，焊缝和热影响区的组织较细，热影响区较窄。刨边机、坡口机、车床等。根部间隙过大时，还

6、需要加垫板。位置开始仰焊、上坡焊，一直到12点位置平焊，进行环形接缝的焊接。对接焊缝的典型坡口形式也是一种高效节能成本低的焊接方法。速度越大，熔池中的温度梯度大，此时容易形成脆弱的结合面，常在焊缝中心出现纵向裂纹。角焊缝 角焊缝按其截面形状可分为平角焊缝、凹角焊缝、凸角焊缝和不等焊脚角焊缝。各种截面形状角焊缝的承载能力与载荷性质有关。静载时，如母材金属塑性良好，则角焊缝的截面形状对承载能力没有明显影响；动载时，凹角焊缝比平角焊缝的承载能力高，凸角焊缝的承载能力最低。不等腰角焊缝，长边平行于载荷方向时，承受动载效果好。三、焊接接头的基本形式两焊件表面构成大于或等于135、小于或等于180夹角，即

7、两板件相对端面焊接而形成的接头。对接接头从强度角度看是比较理想的接头形式，也是广泛应用的接头形式之一。常见的对接接头的焊缝轴线与载荷方向相垂直，也有少数与载荷方向成斜角的斜焊缝对接接头。FF 对接接头对接接头 斜缝对接接头斜缝对接接头:两板件部分重叠起来进行焊接所形成的接两板件部分重叠起来进行焊接所形成的接头称为搭接接头。头称为搭接接头。搭接接头的应力分布不均匀，疲劳强度较低，不是理搭接接头的应力分布不均匀，疲劳强度较低，不是理想的接头形式。但由于焊前准备及装配工作较为简单，想的接头形式。但由于焊前准备及装配工作较为简单，故多用于受力较小且不要求密封性的结构中。故多用于受力较小且不要求密封性的

8、结构中。搭接接头中，最常见的是角焊缝组成的搭接接头，一搭接接头中，最常见的是角焊缝组成的搭接接头，一般用于般用于12mm 以下的钢板焊接。除此之外，还有开槽以下的钢板焊接。除此之外，还有开槽焊、塞焊、锯齿状搭接等多种形式。焊、塞焊、锯齿状搭接等多种形式。角焊缝搭接接头开槽焊搭接接头FF开槽焊搭接接头，先将被连接件加工成槽形孔，然后用焊缝金属填满该槽，开槽焊焊缝断面为矩形，其宽度为被连接件厚度的二倍，开槽长度应比搭接长度稍短一些。2塞焊接头 塞焊接是在被连接的钢板上钻孔，用来代替开槽焊的槽形孔，用焊缝金属将孔填满使两板连接起来。当被连接板厚小于5mm时，可以采用大功率的埋弧焊或CO2气体保护焊直

9、接将钢板熔透而不必钻孔。FFT形（十字）接头形（十字）接头T形接头的承载能力FyFxMFyFzFxMT形接头是典型的电弧焊接头，能承受各种方向的力和形接头是典型的电弧焊接头，能承受各种方向的力和力矩，这类接头应避免采用单面角焊缝，因为这种接力矩，这类接头应避免采用单面角焊缝，因为这种接头的根部有很深的缺口，其承载能力低。头的根部有很深的缺口，其承载能力低。角接接头角接接头两板件端面构成两板件端面构成30135夹角的焊接接夹角的焊接接头称作角接接头，角接接头多用于箱形构件。头称作角接接头，角接接头多用于箱形构件。二、坡口形式和几何尺寸 1、坡口形式 根据设计或工艺需要，在焊接的待焊部位加工成一定

10、几何形状的沟槽，称为坡口。主要破口形式有I形、V形、U形、J形等，见图课本P103。开坡口的主要目的是保证焊缝根部焊透，使焊接电极能深入接头根部，以保证接头质量，同时还能起到调节基本金属与填充金属比例的作用。（1）坡口形式的选择原则 1）能保证焊件焊透 2）破口形状容易加工 3）应尽可能的提高生产率，节省填充金属 4）焊件焊后变形尽可能的小（2）几种常见坡口的特点 1）V形坡口。便于加工，焊接时通常为单面焊，焊后焊件容易变形。2）X形坡口。在V形坡口发展起来的，在同样厚度下，能减少焊缝金属约一半，对称焊法，焊后焊件残余变形小，但焊件焊接时需要翻转。3）U形坡口。焊件厚度较大，只能单面焊接时，提

11、高生产效率，可采用U形坡口，但破口加工比较复杂。对接接头 斜缝对接接头对接焊缝开坡口的目的，是为了确保接头的质量，同时也从经济效益考虑。坡口角度的大小与板厚和焊接方法有关，其作用是使电弧能深入根部使根部焊透。低合金结构钢焊接接头宏观形貌四、焊缝及接头形式的表示方法作用防止烧穿焊缝的根部。焊接过程中，焊缝熔池中晶粒成长方向，会随着焊接速度的变化而变化。对接焊缝开坡口的目的，是为了确保接头的质量，同时也从经济效益考虑。焊缝金属的成分及性能应于被焊金属相近，利用焊接材料调整焊缝金属。6正确选择焊后热处理控制它在焊后获得希望得到的焊缝。也是一种高效节能成本低的焊接方法。（1）坡口形式的选择原则焊接热输

12、入的大小，影响焊接热循环，影响接头的组织和脆化倾向及冷裂倾向。位置开始仰焊、上坡焊，一直到12点位置平焊，进行环形接缝的焊接。因此手工钨极氩弧焊的焊缝和热影响区性能最好。对接接头的断面图 搭接接头的断面图焊条电弧焊的热输入较小，接头高温停留时间短，焊缝和热影响区的组织较细，热影响区较窄。坡口角度越大，焊缝金属量越多，焊接变形也会增大，一般坡口角度选60左右。当母材与焊接材料有较大差别或较多杂质时，一般选择较小的熔合比。2、坡口几何尺寸 （1）坡口面 （2）坡口面角度和坡口角度（3）根部间隙（4）钝边 作用防止烧穿焊缝的根部。3、坡口的加工方法 主要可分机械方法和热切割方法 常用的机械方法有；刨

13、边机、坡口机、车床等。热切割有：气割、等离子切割。采用气割时最好采用自动或半自动切割机，保证破口光滑平整，有利于焊接。4、破口清理 坡口有机械和化学两种，防止焊接时出现缺陷。焊接位置 1、焊接位置的定义 焊接时，焊件接缝所处的空间位置，称为焊接位置，一般用两个参数来表示：（1）焊缝倾角。焊缝轴线和水平面之间的夹角。（2）焊缝转角。通过焊缝轴线的垂直面与坡口二等分平面之间的夹角。2、常见的焊接位置（1）平焊位置（2）横焊位置（3）立焊位置（4）仰焊位置焊条焊条50-600上端上端下端下端焊焊接接方方向向上上下下 3、常用的焊接位置的名词术语（1）船形焊（2）平焊（3）横焊（4）立焊（5）仰焊（6

14、）向上（下）立焊，热源自下（上）向上（下）进行的焊接。（7）上（下）坡焊。倾斜焊时，热源自下（上）向上（下）进行的焊接。（8）全位焊。水平固定焊接管子时，从6点 位置开始仰焊、上坡焊，一直到12点位置平焊，进行环形接缝的焊接。改善焊接接头性能的方法焊缝和热影响区的组织特征对接头的力学性能影响很大，改善方法有1、选择合适的焊接工艺方法 同一接头，同一材料采用不同的焊接方法、焊接工艺时，接头性能会有很大差异。主要考虑减少焊缝合金元素的烧损、焊缝中的杂质元素、焊缝中的气体含量，以及热影响区宽度、焊缝的组织特点等方面。1）焊条电弧焊焊条电弧焊机械保护效果好，合金元素烧损较少，焊缝中气体元素和杂质元素含

15、量较低。焊条电弧焊的热输入较小，接头高温停留时间短，焊缝和热影响区的组织较细，热影响区较窄。因此焊条电弧焊的焊缝和热影响区性能较好。2）手工钨极氩弧焊手工钨极氩弧焊是由氩气作为保护气体，其保护效果最好，合金元素基本没有烧损，焊缝中杂质元素含量极少，焊缝金属纯净。加之钨极作为电极使氩弧焊热量集中，热输入小，接头高温停留时间短，焊缝和热影响区的组织细腻，热影响区很窄。因此手工钨极氩弧焊的焊缝和热影响区性能最好。动载时，凹角焊缝比平角焊缝的承载能力高，凸角焊缝的承载能力最低。刨边机、坡口机、车床等。焊条电弧焊的热输入较小，接头高温停留时间短，焊缝和热影响区的组织较细，热影响区较窄。塞焊接是在被连接的

16、钢板上钻孔，用来代替开槽焊的槽形孔，用焊缝金属将孔填满使两板连接起来。三、焊接接头的基本形式热切割有：气割、等离子切割。便于加工，焊接时通常为单面焊，焊后焊件容易变形。焊条电弧焊机械保护效果好，合金元素烧损较少，焊缝中气体元素和杂质元素含量较低。对接焊缝的接头可采用卷边、平对接或加工成各种形式的坡口。坡口角度越大，焊缝金属量越多，焊接变形也会增大，一般坡口角度选60左右。动载时，凹角焊缝比平角焊缝的承载能力高，凸角焊缝的承载能力最低。对接焊缝的典型坡口形式开坡口的主要目的是保证焊缝根部焊透，使焊接电极能深入接头根部，以保证接头质量，同时还能起到调节基本金属与填充金属比例的作用。四、焊缝及接头形

17、式的表示方法作用防止烧穿焊缝的根部。根部间隙过大时，还需要加垫板。焊件厚度较大，只能单面焊接时，提高生产效率，可采用U形坡口，但破口加工比较复杂。采用根部间隙是为了保证焊缝根部能焊透，一般情况下，坡口角度小，需要同时增加根部间隙；影响焊接接头性能的主要因素有以下两个方面：变径大小头的焊接要控制焊速和层间温度3）CO2气体保护焊利用从送丝焊嘴中喷出的CO2气体隔离空气，保护焊接电弧和熔化金属，并且不断地向熔池送进焊丝与熔化的母材金属熔合形成焊接接头的工艺方法，简称MAG焊。除去气体保护焊的共同优点外，还具有抗氢气孔能力强、适合薄板焊接、易进行全位置焊接等优点。也是一种高效节能成本低的焊接方法。在

18、不同的焊接条件下，正确地调整焊丝成分，将对焊接过程产生很大的影响，也是CO2气体保护焊得到高质量焊接接头的保证。4）自动埋弧焊自动埋弧焊机械保护效果好，合金元素烧损较少，焊缝中杂质元素含量较低。由于自动埋弧焊电弧功率比焊条电弧焊电弧大得多，热输入大，因此自动埋弧焊焊缝和热影响区的组织较粗大，热影响区较宽。因此焊条电弧焊的焊缝和热影响区性能较好，但焊缝金属的冲击韧度比焊条电弧焊低。2选择合适的焊接参数 焊接过程中，焊缝熔池中晶粒成长方向，会随着焊接速度的变化而变化。速度越大，熔池中的温度梯度大，此时容易形成脆弱的结合面，常在焊缝中心出现纵向裂纹。当焊接速度一定时，焊接电流对结晶形态有很大。电流较

19、小(150A)，容易 得 到 胞 状晶，电 流增大时(300A)，得到胞状树枝晶，继续增大(450A)，会得到粗大的胞状树枝晶，影响力学性能。焊缝成形系数也影响接头性能，大电流中速焊可以得到较宽的焊缝。小电流快速焊时，宽度变窄，熔池中心聚集杂质偏析，容易形成裂纹。3.选择合适的焊接热输入 焊接热输入的大小，影响焊接热循环，影响接头的组织和脆化倾向及冷裂倾向。低碳钢脆硬倾向小，选择余地较大。含碳量偏高的16M钢及低合金钢，淬硬倾向增大，热输入应选择大一些。焊接含碳量和合金元素均偏高的正火钢(490MPA)时应采用预热及焊后热处理。4选择合适的焊接操作方法 采用多层多道焊，改善接头性能 5正确选择

20、焊接材料 焊缝金属的成分及性能应于被焊金属相近，利用焊接材料调整焊缝金属。选择低碳及SP含量较低的焊接材料。耐热钢要考虑接头对高温的要求。6正确选择焊后热处理 焊后热处理可消除残余应力；防止延迟裂纹；提高焊缝抗拉强度；对热影响区进行软化。7控制熔合比 熔化焊时，被融化的母材在焊缝金属中所占的百分比叫熔合比。控制它在焊后获得希望得到的焊缝。当母材和焊材化学成分基本相同时，熔合比对焊缝金属性能无明显影响。当母材与焊接材料有较大差别或较多杂质时，一般选择较小的熔合比。厚皮管的焊缝间隙、坡口厚皮管的焊缝间隙、坡口储罐的灌顶组对储罐的灌顶组对对接焊缝的大小与板厚和焊接方法有关，其作用是使电弧能深入根部使

21、根部焊透。坡口角度越大，焊缝金属量越多，焊接变形也会增大，一般坡口角度选60左右。采用是为了保证焊缝根部能焊透，一般情况下，坡口角度小，需要同时增加根部间隙；根部间隙较大时，又容易烧穿，为此，需要采用防止烧穿。根部间隙过大时，还需要加垫板。塞焊接头 塞焊接是在被连接的钢板上钻孔，用来代替开槽焊的槽形孔，用焊缝金属将孔填满使两板连接起来。当被连接板厚小于5mm时，可以采用大功率的埋弧焊或CO2气体保护焊直接将钢板熔透而不必钻孔。FF 2、坡口几何尺寸 （1）坡口面 （2）坡口面角度和坡口角度（3）根部间隙（4）钝边 作用防止烧穿焊缝的根部。3、坡口的加工方法 主要可分机械方法和热切割方法 常用的

22、机械方法有；刨边机、坡口机、车床等。热切割有：气割、等离子切割。采用气割时最好采用自动或半自动切割机，保证破口光滑平整，有利于焊接。4、破口清理 坡口有机械和化学两种，防止焊接时出现缺陷。加之钨极作为电极使氩弧焊热量集中，热输入小，接头高温停留时间短，焊缝和热影响区的组织细腻，热影响区很窄。变径大小头的焊接要控制焊速和层间温度常见的对接接头的焊缝轴线与载荷方向相垂直，也有少数与载荷方向成斜角的斜焊缝对接接头。塞焊接是在被连接的钢板上钻孔，用来代替开槽焊的槽形孔，用焊缝金属将孔填满使两板连接起来。对接焊缝的接头可采用卷边、平对接或加工成各种形式的坡口。焊接过程中，焊缝熔池中晶粒成长方向，会随着焊

23、接速度的变化而变化。3）应尽可能的提高生产率，节省填充金属厚皮管的焊缝间隙、坡口低合金结构钢焊接接头宏观形貌焊接热输入的大小，影响焊接热循环，影响接头的组织和脆化倾向及冷裂倾向。4）焊件焊后变形尽可能的小采用根部间隙是为了保证焊缝根部能焊透，一般情况下，坡口角度小，需要同时增加根部间隙；6正确选择焊后热处理加之钨极作为电极使氩弧焊热量集中，热输入小，接头高温停留时间短，焊缝和热影响区的组织细腻，热影响区很窄。焊件厚度较大，只能单面焊接时，提高生产效率，可采用U形坡口，但破口加工比较复杂。对接焊缝的接头可采用卷边、平对接或加工成各种形式的坡口。对接接头的断面图 搭接接头的断面图焊缝是构成焊接接头

24、的主体部分，对接焊缝和角焊缝是焊缝的基本形式。焊缝和热影响区的组织特征对接头的力学性能影响很大，改善方法有低合金结构钢焊接接头宏观形貌 2、常见的焊接位置（1）平焊位置（2）横焊位置（3）立焊位置（4）仰焊位置对接接头从强度角度看是比较理想的接头形式，也是广泛应用的接头形式之一。改善焊接接头性能的方法对接接头：两焊件表面构成大于或等于135、小于或等于180夹角，即两板件相对端面焊接而形成的接头。同一接头，同一材料采用不同的焊接方法、焊接工艺时，接头性能会有很大差异。对接接头：两焊件表面构成大于或等于135、小于或等于180夹角，即两板件相对端面焊接而形成的接头。因此焊条电弧焊的焊缝和热影响区

25、性能较好，但焊缝金属的冲击韧度比焊条电弧焊低。坡口角度的大小与板厚和焊接方法有关，其作用是使电弧能深入根部使根部焊透。通常必须考虑以下几个方面：控制它在焊后获得希望得到的焊缝。4）焊件焊后变形尽可能的小时应采用预热及焊后热处理。各种截面形状角焊缝的承载能力与载荷性质有关。坡口有机械和化学两种，防止焊接时出现缺陷。对接接头的断面图 搭接接头的断面图厚皮管的焊缝间隙、坡口塞焊接是在被连接的钢板上钻孔，用来代替开槽焊的槽形孔，用焊缝金属将孔填满使两板连接起来。对接焊缝的典型坡口形式焊接热输入的大小，影响焊接热循环，影响接头的组织和脆化倾向及冷裂倾向。根部间隙过大时，还需要加垫板。三、焊接接头的基本形

26、式电流较小(150A)，容易 得 到 胞 状晶，电 流增大时(300A)，得到胞状树枝晶，继续增大(450A)，会得到粗大的胞状树枝晶，影响力学性能。刨边机、坡口机、车床等。塞焊接是在被连接的钢板上钻孔，用来代替开槽焊的槽形孔，用焊缝金属将孔填满使两板连接起来。6正确选择焊后热处理焊条电弧焊的热输入较小，接头高温停留时间短，焊缝和热影响区的组织较细，热影响区较窄。坡口角度的大小与板厚和焊接方法有关，其作用是使电弧能深入根部使根部焊透。焊接过程中，焊缝熔池中晶粒成长方向，会随着焊接速度的变化而变化。含碳量偏高的16M钢及低合金钢，淬硬倾向增大，热输入应选择大一些。对接焊缝的接头可采用卷边、平对接

27、或加工成各种形式的坡口。焊缝和热影响区的组织特征对接头的力学性能影响很大，改善方法有通常必须考虑以下几个方面：焊缝金属的成分及性能应于被焊金属相近，利用焊接材料调整焊缝金属。根据设计或工艺需要，在焊接的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽，称为坡口。焊缝轴线和水平面之间的夹角。便于加工，焊接时通常为单面焊，焊后焊件容易变形。常见的对接接头的焊缝轴线与载荷方向相垂直，也有少数与载荷方向成斜角的斜焊缝对接接头。对接焊缝的典型坡口形式6正确选择焊后热处理也是一种高效节能成本低的焊接方法。常见的对接接头的焊缝轴线与载荷方向相垂直，也有少数与载荷方向成斜角的斜焊缝对接接头。1）焊条电弧焊焊条电弧焊机械保护效果好，合金元素烧损较少，焊缝中气体元素和杂质元素含量较低。焊条电弧焊的热输入较小，接头高温停留时间短，焊缝和热影响区的组织较细，热影响区较窄。因此焊条电弧焊的焊缝和热影响区性能较好。2）手工钨极氩弧焊手工钨极氩弧焊是由氩气作为保护气体，其保护效果最好，合金元素基本没有烧损，焊缝中杂质元素含量极少，焊缝金属纯净。加之钨极作为电极使氩弧焊热量集中，热输入小，接头高温停留时间短，焊缝和热影响区的组织细腻，热影响区很窄。因此手工钨极氩弧焊的焊缝和热影响区性能最好。