焊接坡口標(biāo)準(zhǔn)(1)

1、.1 培訓(xùn)內(nèi)容：焊接坡口與焊接變形培訓(xùn)內(nèi)容：焊接坡口與焊接變形 .2 焊接接頭形式及坡口選用 焊接變形產(chǎn)生的原因 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與坡口設(shè)計(jì) 焊接變形的控制與矯正 .3 接頭型式與坡口的準(zhǔn)備 1、焊接接頭的型式 接頭主要有對(duì)接、角接、T形接和 搭接等4種。 1.1對(duì)接接頭 兩焊件端面相對(duì)平行的接頭，稱為對(duì) 接接頭。是焊接結(jié)構(gòu)中采用最多的一 種型式。根據(jù)坡口形式的不同，可分 為I形、V形、X形、U形和雙U形等 一、焊接接頭形式及坡口選用 .4 （a）I形坡口 （b）V形坡口 （c）X坡口 （d）U形坡口 （e）雙U形墳口 .5 1.2角接接頭 兩焊件端面間構(gòu)成3001350夾角的接頭，稱 為角接接頭

2、。根據(jù)坡口型式的不同，分為不開 坡口、單邊V形、V形及K形等4種型式 （a）不開坡口 （b）單邊V形坡口 （c）V形坡口 （d）K形坡口 .6 1.3T形接頭 一焊件端面與另一焊件表面構(gòu)成復(fù)角或 近似直角的接頭，稱為T形接頭。其應(yīng)用范 圍僅次于對(duì)接接頭。根據(jù)坡口形式不同， 分為不開坡口、單邊V形、K形和雙U形等4 種 （a）I形坡口 （b）單邊V形坡口 （c）K形坡口 （d）雙U形坡口 以T形接頭連接焊縫時(shí)，板厚小于3mm可不開放口。3個(gè)焊件 裝配成“十”字形接頭，叫十字接頭。實(shí)際上是兩T形接頭的組合。 .7 1.4搭接接頭 兩焊件部分重疊構(gòu)成的接頭，叫搭接接頭 。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和對(duì)強(qiáng)度要求不同

3、，分為不 開坡口、圓孔內(nèi)塞焊和長(zhǎng)孔內(nèi)角焊等3種 圖（a）為不開坡口的搭接接頭，用于厚度12mm以下的焊件， 有時(shí)可采用雙面焊接。這類接頭承載能力低，用于不重要結(jié)構(gòu)， 遇到重疊面積較大時(shí)，為保證焊接強(qiáng)度，可分別選用圖(b)、(c) 兩種形式。 .8 2、坡口的準(zhǔn)備 2.1坡口的定義及作用 根據(jù)設(shè)計(jì)或工藝要求，在焊件的待 焊部位加工成一定幾何形狀和尺寸的溝 槽，叫坡口。 作用是： (1)使熱源(電弧或火焰)能到達(dá)焊縫根部 ，保證根部焊透。 (2)便于操作和清理焊渣。 (3)調(diào)整焊縫成型系數(shù)，獲得較好的焊縫 成型。 (4)調(diào)節(jié)基本金屬與填充金屬的比例。 .9 2.2選擇坡口的原則 為獲得高質(zhì)量的焊接

4、接頭，應(yīng)選擇適 當(dāng)?shù)钠驴谛褪?。坡口的選擇，主要取決于 母材厚度、焊接方法和工藝要求。選擇時(shí) ，應(yīng)注意以下問(wèn)題： (1)盡量減少填充金屬量。 (2)坡口形狀容易加工。 (3)便于焊工操作和清渣. (4)焊后應(yīng)力和變形盡可能小。 .10 V、U、X型坡口的比較 坡口形式比較條件加工焊縫填充金屬量 焊件翻轉(zhuǎn)焊后變形 V 方便 較多 不需要 較大 U 復(fù)雜 少 不需要 小 X 方便 較少 需要 較小 .11 2.3坡口制備 采取的方法，根據(jù)焊件的尺寸、形狀及加工條件 確定。有以下方法： (1)剪邊：以剪板機(jī)剪切加工，常用于I形坡口。 (2)刨邊：用刨床或刨邊機(jī)加工，常用于板件加工。 (3)車削：用車床

5、或車管機(jī)加工，適用于管子加工。 (4)切割：用氧一乙快火焰手工切割或自動(dòng)切割機(jī)切割 加工成I形、V形、X形和K形坡口。 (5)碳弧氣刨：主要用于清理焊根時(shí)的開槽，效率較高 、勞動(dòng)條件較差。 (6)鏟削或磨削：用手工或風(fēng)動(dòng)、電動(dòng)工具鏟削或使用 砂輪機(jī)(或角向磨光機(jī))磨削加工，效率較低，多用于焊 接缺陷返修部位的開槽。 坡口加工質(zhì)量對(duì)焊接過(guò)程有很大影響，應(yīng)符合圖紙或技 術(shù)條件要求 .12 1 焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇 焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇原則： 1.1滿足使用要求，選易焊材； 1.2高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，盡量?jī)?yōu)先選； 1.3重要結(jié)構(gòu)應(yīng)選用：鎮(zhèn)靜鋼； 1.4異種鋼材互焊時(shí)偏弱者跟措施； 1.5多用鍛、壓、型材，減少

6、焊縫。 二、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與坡口設(shè)計(jì) .13 2 焊接接頭的工藝設(shè)計(jì) 焊縫的布置 焊縫布置的一般原則： 2.1避開應(yīng)力最大處； 2.2焊縫遠(yuǎn)離加工面； 2.3對(duì)稱布置變形小； 2.4焊縫布置求分散； 2.5便于操作想周到； 2.6盡量平焊效率高。 .14 .15 .16 .17 .18 .19 .20 .21 3坡口設(shè)計(jì)原則 3.1在設(shè)計(jì)焊縫尺寸大小及其接頭形式時(shí)，首先要 確定是工作焊縫還是聯(lián)系焊縫。 工作焊縫：與被連接的元件是串聯(lián)的，它承 擔(dān)著傳遞全部載荷的作用，一旦斷裂，結(jié)構(gòu)就會(huì) 失效，其應(yīng)力稱為工作應(yīng)力。 .22 聯(lián)系焊縫：焊縫與被連接件是并聯(lián)的，它傳 遞很小的載荷，主要起元件之間的相互聯(lián)

7、系的作 用，焊縫一旦斷裂，結(jié)構(gòu)不會(huì)立即失效，其應(yīng)力 稱為聯(lián)系應(yīng)力。 工作焊縫必須進(jìn)行焊縫強(qiáng)度計(jì)算； 聯(lián)系焊縫則需考慮經(jīng)濟(jì)性而減小、減短焊縫； 具有雙重性的焊縫，既有工作應(yīng)力又有聯(lián)系應(yīng)力，則只計(jì)算工作應(yīng)力，而 不考慮聯(lián)系應(yīng)力； .23 3.2坡口的設(shè)計(jì) (1)坡口作用：主要是增大熔深，提高焊縫截面的 有效厚度。 以對(duì)接Y形坡口為例： 坡口角度：3560，太大增加加工余量、焊接成本和變形； 鈍邊高度p：需要熔透時(shí)一般為13mm； 根部間隙b：保證鈍邊熔透，一般24mm，過(guò)大容易形成虛焊； 坡口深度H：根據(jù)需要的焊縫厚度來(lái)設(shè)定。 .24 (2)坡口形式： 對(duì)接焊縫的焊接邊緣可分為卷邊、平對(duì)或加工 成

8、V形、X形、K形和U形等。 方形對(duì)接：無(wú)間隙適合于板厚小于3mm；有間隙 或帶墊板的對(duì)接適合于厚小于16 mm。加工的經(jīng) 濟(jì)性最好。 單面V型：適合于板厚在16mm左右； 雙面V型：適合于板厚在在32mm以下； 單面U型：加工難度增加，但比單V型坡口節(jié)省焊接材料； 雙面U型：加工難度增加，但比雙V型坡口節(jié)省焊接材料； .25 （3）角焊縫的坡口形式主要有以下3種： 根據(jù)受力情況決定是否需要焊透： 圖a為不開坡口的焊縫，加工的經(jīng)濟(jì)性最好； 對(duì)于較厚的板，可采用圖b所示K形坡口，這樣做比不開坡口用大尺寸的角焊 縫經(jīng)濟(jì)，而且疲勞強(qiáng)度高； 對(duì)要求完全焊透的丁字接頭，采用半V形坡口從一面焊，焊后清根焊滿

9、，如 圖c，比采用K形坡口施焊可靠。 .26 坡口設(shè)計(jì)原則： a.經(jīng)濟(jì)性原則：在滿足強(qiáng)度要求的前提下，選擇 合理的接頭和坡口，減少焊材的填充量，提高焊 接效率。 b.考慮坡口加工：優(yōu)先選擇便于加工的坡口，如V 形、X形。U形和雙U形坡口，加工相對(duì)困難。 c.避免焊接缺陷：采用不適當(dāng)?shù)钠驴谛问饺菀桩a(chǎn)生 焊接缺陷。比如：坡口角度過(guò)大，致使焊接熱輸 入大，工件變形；鈍邊過(guò)高，不能完全熔透，殘 留的鈍邊即成了缺陷源。 .27 3.3焊縫大小的的設(shè)計(jì) 對(duì)接焊縫的有效厚度S如下圖： 根據(jù)焊縫強(qiáng)度要求設(shè)計(jì)，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性； 重要焊縫應(yīng)當(dāng)采取等強(qiáng)原則，S=(較薄板厚) 。 .28 最小焊腳尺寸 母材厚度(mm

10、) 最小焊腳尺寸 (mm) 63mm 6125mm 12206mm 20388mm 385710mm 5715212mm 15216mm .29 考慮可操作性 .30 三、焊接變形產(chǎn)生的原因 復(fù)合板修補(bǔ) 時(shí)主要是收 縮變形、彎 曲變形和波 浪變形 .31 焊接變形產(chǎn)生的原因 焊接時(shí)，由于局部高溫加熱而造成焊件上 溫度分布不均勻，最終導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn) 生了焊接應(yīng)力與變形。（內(nèi)變形） 焊縫金屬冷卻時(shí)，當(dāng)它由液態(tài)轉(zhuǎn)為固態(tài)時(shí)， 其體積要收縮。由于焊縫金屬與母材是緊 密聯(lián)系的，因此，焊縫金屬并不能自由收 縮，這將引起整個(gè)焊件的變形，同時(shí)在焊 縫中引起殘余應(yīng)力。 (縮邊) .32 四、焊接變形的控制與矯正

11、 1. 設(shè)計(jì)措施設(shè)計(jì)措施 （1）合理地選擇焊縫）合理地選擇焊縫 的尺寸和形狀（如圖）的尺寸和形狀（如圖） 在保證結(jié)構(gòu)承載力的在保證結(jié)構(gòu)承載力的 情況下情況下,盡可能采用較小盡可能采用較小 的焊縫尺寸的焊縫尺寸, 減少熱輸減少熱輸 入對(duì)材料性能的影響入對(duì)材料性能的影響, 并降低成本。并降低成本。 .33 （2 2）合理選擇焊縫長(zhǎng)度和數(shù)量）合理選擇焊縫長(zhǎng)度和數(shù)量 只要允許，多采用型材、只要允許，多采用型材、 沖壓件；焊縫多且密集處，可沖壓件；焊縫多且密集處，可 以采用鑄以采用鑄焊聯(lián)合結(jié)構(gòu)，就可焊聯(lián)合結(jié)構(gòu)，就可 以減少焊縫數(shù)量。此外，適當(dāng)以減少焊縫數(shù)量。此外，適當(dāng) 增加壁板厚度，以減少肋板數(shù)增加壁板

12、厚度，以減少肋板數(shù) 量，或者采用壓型結(jié)構(gòu)代替肋量，或者采用壓型結(jié)構(gòu)代替肋 板結(jié)構(gòu)，都對(duì)防止薄板結(jié)構(gòu)的板結(jié)構(gòu)，都對(duì)防止薄板結(jié)構(gòu)的 變形有利。變形有利。 .34 （3）合理地安排焊縫的位）合理地安排焊縫的位 置置 安排焊縫盡可能對(duì)安排焊縫盡可能對(duì) 稱與截面中性軸稱與截面中性軸, ,或使焊或使焊 縫接近中性軸縫接近中性軸, , 這對(duì)減這對(duì)減 少梁柱的撓曲變形有良少梁柱的撓曲變形有良 好的效果。好的效果。 .35 2.工藝措施 （1）反變形法 ( 如圖) .36 （2）留余量法 在下料時(shí)，將零件的實(shí)際長(zhǎng)度或?qū)挾?尺寸比設(shè)計(jì)尺寸適當(dāng)加大，以補(bǔ)償焊件的 收縮。 留余量法主要用于防止焊件的收縮變形。 .37

13、 （3）剛性固定法 1） 將焊件固定在剛性平臺(tái)上。 薄板拼接時(shí)的剛性固定薄板拼接時(shí)的剛性固定 .38 2）將焊件組合成剛性更大或?qū)ΨQ的結(jié)構(gòu)。 T形梁的剛性固定和反變形形梁的剛性固定和反變形 .39 3）利用焊接夾具增加結(jié)構(gòu)的剛性和拘束。 對(duì)接拼板時(shí)的剛性固定對(duì)接拼板時(shí)的剛性固定 .40 （4） 選擇合理的裝配 焊接順序。裝配焊接順 序?qū)附咏Y(jié)構(gòu)變形的影 響很大。 1）大型而復(fù)雜的焊接 結(jié)構(gòu)，只要條件允許， 把它分成若干個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單的部件，單獨(dú)進(jìn)行焊 接，然后再總裝成整體 。 2）正在施焊的焊縫應(yīng) 晝靠近結(jié)構(gòu)截面的中性 軸。 主梁裝配焊接主梁裝配焊接 .41 3）對(duì)于焊縫非對(duì)稱布置的結(jié)構(gòu)，裝配焊

14、接時(shí)應(yīng)先 焊焊縫少的一側(cè)。 壓力機(jī)壓型上模的焊接順序壓力機(jī)壓型上模的焊接順序 .42 4）焊縫對(duì)稱布置的結(jié)構(gòu)，應(yīng)由偶數(shù)焊工對(duì)稱地施焊 。 圓筒體對(duì)接焊縫焊接順序圓筒體對(duì)接焊縫焊接順序 .43 5）長(zhǎng)焊縫（1m以上）焊接時(shí)，可采用下圖所示的 方向和順序進(jìn)行焊接，以減小其焊后的收縮變形 。 .44 矯正焊接變形的措施 1. 手工矯正法 2. 機(jī)械矯正法 用機(jī)械方法矯正變形的原理就 是將縮短的尺寸拉長(zhǎng)，使之與 較長(zhǎng)的部分相適應(yīng)，從而恢復(fù) 到原來(lái)的尺寸，或達(dá)到技術(shù)條 件對(duì)幾何尺寸的要求。 機(jī)械矯正法會(huì)使金屬材料因冷 作硬化而變脆，并產(chǎn)生附加應(yīng) 力，因此一般適用于變形不大 的小型結(jié)構(gòu)件。機(jī)械矯正法矯正梁的彎曲變形機(jī)械矯正法矯正梁的彎曲變形 .45 矯正焊接變形的措施 3.火焰加熱矯正法 火焰矯正的原理與機(jī)械矯正相反，它是通過(guò)局部加熱并隨之 快冷，使焊件伸長(zhǎng)的部位縮短，達(dá)到矯正變形的目的。 火焰加熱