焊缝成形工艺与作用
第三章母材熔化和焊缝成形汇总
第三章 母材熔化和焊缝成形
重庆理工大学
母材熔化和焊缝成形
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 焊缝形成过程及焊缝形状尺寸 熔池形状与焊接电弧热的关系 熔池受力及其对焊缝成形的影响
焊接工艺对焊缝成形的影响
焊缝成形缺陷及其防止
重庆工学院
材料科学与工程学院
罗怡
本科专业必修课
材料连接方法与工艺
3.4 焊接工艺对焊缝成形的影响
3.4.2其他工艺因素的影响 （1）电流种类和极性 a.TIG方法焊接钢、Ti等材料 H：直流正接>交流>直流反接 ∵正接时，阳极（焊件）析出的热量较大； 焊接Al、Mg合金材料，考虑阴极清理作用，采 用交流； 焊接薄件，直流反接。 b.熔化极电弧焊 H、B：直流反接>交流>直流正接
重庆工学院 材料科学与工程学院 罗怡 本科专业必修课 材料连接方法与工艺
3.2 熔池形状与焊接电弧热的关系
3.2.1焊接电弧的热输入功率 （1）电弧热损失 电弧产热的一部分热量会通过对流、传导、 辐射等形式散失，所以会存在热效率问题。 电弧热损失包括： a.电弧热辐射和气体对流、传导的热损失； b.传入焊枪和电极等的热损失； c.加热和熔化焊条药皮或焊剂的损失； d.飞溅造成的损失。
重庆工学院 材料科学与工程学院 罗怡 本科专业必修课 材料连接方法与工艺
第一章三节母材熔化和焊缝成形
3.3 焊缝成形缺陷及其防止
3.3.2 焊穿、塌陷 产生原因：焊接电流过大、焊接速度过小、间隙 大。 防止措施：选择合适的焊接工艺；加垫板。 3.3.3 咬边 产生原因：多是由于焊接速度过快，熔融金属没 有及时填充到熔化了的母材部分区域。 防止措施：选择合适的焊接速度、焊接电流、电 弧电压。
CO2
Ar+O2 Ar Ar+He
He Ar+CO2+O2
（7）坡口和间隙
3.3 焊缝成形缺陷及其防止
焊接缺陷有多种，如内部缺陷和外部缺陷、微 观组织缺陷和宏观缺陷等，这里主要讨论焊缝成 形缺陷。 3.3.1 未焊透、未熔合
未熔合
未焊透
3.3 焊缝成形缺陷及其防止
产生原因：焊接电流小、焊接速度过高、坡口尺寸 不合适、电弧中心线偏离焊缝、电弧产生磁偏吹。 例如：细丝短路过渡CO2焊接，对工件热输入较 少，易产生这类缺陷。 防止措施：调整上述不合理工艺及操作。
3.2 焊接工艺对焊缝成形的影响
3.2.1焊接参数对焊缝成形的影响 （1）焊接线能量 定义：向单位长度焊缝内输入的焊接热量称为焊 接线能量。 表达公式：q=UI/v (J/cm) ：效率 q：焊接线能量（焦耳/厘米） U：电弧电压（伏特） I：焊接电流（安培） v：焊接速度（厘米/秒）
（a）
（b）
3.4 焊缝成形缺陷及其防止
第三章母材熔化与焊缝成形
第三章 母材熔化和焊缝成形
熔化焊时，被焊金属（母材）和填充金属在热源作用下熔融在一起，并形成具有一定几何形状的液体金属叫熔池，冷却凝固后则称谓焊缝。焊缝成形的好坏是衡量焊接质量的主要指标之一。本章将讨论在电弧热和力作用下母材的熔化、熔池和焊缝的形成、对接接头焊缝成形的基本规律及对焊缝成形的控制。
第一节 焊缝和熔池的形状及尺寸
焊接接头的形式很多，不同的接头形式其焊缝形状亦有所不同。
一、 焊缝形状尺寸及其影响
焊缝的形状通常是指熔化焊缝区横截、熔宽面和余高来表的形状，一般以熔深H 、熔宽B 和余高a 来表示，如图3-1所示。其中熔深是对接接头焊缝最重要的尺寸，它直接影响到接头的承载能力。熔宽和余高则应与熔深具有恰当的比例，因而采用焊缝成形系数(/)B H φφ=和余高系数(/)B a ψψ=来表征焊缝的成形特点。
焊缝成形系数φ的大小影响到熔池中气体逸出的难易、熔池的结晶方向、焊
缝中心偏析的严重程度等。
φ的大小要受到焊接方法及材料对焊缝产生裂纹和气孔的敏感性，即熔池合理冶金条件的制约。一般而言，对于裂纹和气孔敏感的材料，其焊缝的φ值应取大一些。此外，φ值的大小还受到电弧功率密度的限制。
对于常用的电弧焊方法，焊缝的φ值一般取1.3～2 。堆焊时为了保证堆焊层材料的成分和高的生产率，要求熔深浅，焊缝宽度大，此时φ值可达10左右。
焊缝余高可避免熔池金属凝固收缩时形成缺陷，也可增加焊缝截面，提高结构承受静载荷能力。但余高太大将引起应力集中，从而降低承受动载荷能力，因此要限制余高的尺寸。通常对接接头的余高应控制在3mm 以下，或者余高系数ψ大于4～8。对重要的承受动载荷的结构，焊后应将余高去除。理想的角焊缝表面最好是凹形的（图3-1），对对于重要结构，可在焊后除去余高，磨成凹形。
焊接技术
焊接成形的分类
1、熔焊： 在焊接过程中，将工件局部加热到熔化状态， 冷却后工件结合为不可分离的整体。气焊、电弧焊、电渣 焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊等。 2、压焊： 焊接中在接头处施加压力产生塑性变形，促 进原子的扩散，使工件连接在一起。电阻焊、摩擦焊、冷 压焊、扩散焊、爆炸焊等。 3、钎焊： 钎焊是硬钎焊和软钎焊的总称。采用比母材金 属熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎 料熔点、低于母材溶化温度，利用液态钎料润湿母材，填 充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。
六、焊接应力与变形
1、焊接应力与变形的概念 当没有外力存在时，平衡于弹性物体内部的应力叫做内应力。 内应力常产生在焊接结构中，焊接构件中，焊接构件由焊接 产 生的内应力称为焊接应力。 变形是指物体受到外力作用后，物体本身形状和尺寸发生了 变化。 变形可分为弹性变形和塑性变形（永久变形）两种。 弹性变形：物体在外力作用下产生变形，将外力去除后，物 体仍能恢复原来的形状。 塑性变形（永久变形）：外力去除后，物体不能恢复原来的 形状。
手工电弧焊的优缺点
优点：设备简单，易于维护，操作灵活，成本低等优
点，且焊接性好，对焊接接头的装配尺寸无特殊要求， 可在各种条件下进行各种位置的焊接，适于多种钢材和 有色金属等，是应用最广泛的焊接方法。
缺点：焊条电弧焊时有强烈弧光和烟尘污染，劳动条
母材熔化与焊缝成形
母材熔化与焊缝成形
母材熔化, 焊缝成形
母材熔化与焊缝成形电弧焊过程中，熔化焊丝与母材的焊接热源不断地移动，使得不同位置的焊缝所受的热循环作用不同，焊缝成形特点和规律也不同。本节主要介绍对接接头单道焊缝的成形规律与影响因素、缺陷的形成原因及其改善措施。
一、焊缝形成过程
在电弧热的作用下焊丝与母材被熔化，在焊件上形成一个具有一定形状和尺寸的液态熔池。随着电弧的移动熔池前端的焊件不断被熔化进入熔池中，熔池后部则不断冷却结晶形成焊缝。熔池的形状不仅决定了焊缝的形状，而且对焊缝的组织、力学性能和焊接质量有重要的影响。
接头的形式和空间位置不同，则重力和表面张力对熔池的作用也不同；焊接工艺方法和焊接参数不同，则熔池的体积和熔池的长度等都不同。平焊位置时熔池处于最稳定的位置，容易得到成形良好的焊缝。在生产中常采用焊接翻转机或焊接变位机等装置来回转或倾斜焊件，使接头处于水平或船形位置进行焊接。在空间位置焊接时，由于重力的作用有使熔池金属下淌的趋势，因此要限制熔池的尺寸或采取特殊措施控制焊缝的成形。例如采用强迫成形装置来控制焊缝的成形，在气电立焊和电渣焊时皆采用这种措施。
二、焊缝形状与焊缝质量的关系
焊缝的形状即是指焊件熔化区横截面的形状，它可用焊缝有效厚度s、焊缝宽度ｃ和余高ｈ三个参数来描述。图1-30所示为对接和角接接头的焊缝形状以及各参数的意义。合理的焊缝形状要求s、ｃ和ｈ之间有适当的比例，生产中常用焊接成形系数φ=ｃ／Ｓ和余高系数ψ＝ｃ／ｈ来表征焊缝成形的特点。
焊缝厚度是焊缝质量优劣的主要指标，焊缝宽度和余高则应与焊缝厚度有合理的比例。焊缝成形系数φ小，表示焊缝深而窄，既可缩小焊缝宽度方向的无效加热范围，又可提高热效率和减小热影响区，因而从热利用的角度来看是十分有利的。若想得到焊缝成形系数小的焊缝就必须有热量集中的热源，获得较高的能量密度。但若φ过小，焊缝截面过窄，则不利于气体从熔池中逸出，容易在焊缝中产生气孔，且使结晶条件恶化，增大产生夹渣和裂纹的倾向。因此，实际焊接时，在保证焊透（或达到足够焊缝厚度）的前提下焊缝成形系数大小应根据焊缝产生裂纹和气孔的敏感性来确定。比如，埋弧焊时一般要求焊缝成形系数φ＞1.25；而堆焊时，在保证堆焊成分的前提下可使焊缝成形系数φ＝l0。
焊接参数和工艺因素对焊缝成形的影响
焊接参数和工艺因素对焊缝成形的影响规律
一、焊接参数对焊缝成形的影响
1、焊接电流对焊缝成形的影响
在其他条件一定的情况下，随着电弧焊接电流增加，焊缝的熔深和余高均增加，熔宽略有增加。其原因如下:
1）随着电弧焊焊接电流增加，作用在焊件上的电弧力增加,电弧对焊件的热输入增加，热源位置下移，有利于热量向熔池深度方向传导，使熔深增大.熔深与焊接电流近似成正比关系，即焊缝熔深H约等于K m×I.式中Km为熔深系数（焊接电流增加100A导致焊缝熔深增加的毫米数),它与电弧焊的方法、焊丝直径、电流种类等有关见表1-1.
2)电弧焊的焊芯或焊丝的熔化速度与焊接电流成正比。由于电弧焊的焊接电流增加导致焊丝熔化速度增加，焊丝熔化量近似成正比的增多,而熔宽增加较少,所以焊缝余高增大.
3）焊接电流增大后，弧柱直径增大，但是电弧潜入工件的深度增大,电弧斑点移动范围受到限制，因而熔宽的增加量较小。
气体保护熔化极氩弧焊时，焊接电流增加，焊缝熔深增加。若焊接电流过大、电流密度过高时，容易出现指状熔深,尤其焊铝时较明显。
2.电弧电压对焊缝成形的影响
在其他条件一定的情况下，提高电弧电压，电弧功率相应增加，焊件输入的热量有所增加。但是电弧电压增加是通过增加电弧长来实现的,电弧长度增加使得电弧热源半径增大，电弧散热增加，输入焊件的能量密度减小,因此熔深略有减小而熔深增大.同时，由于焊接电流不变，焊丝的熔化量基本不变，使得焊缝余高减小。
各种电弧焊方法,俄日了得到合适的焊缝成形，即保持合适的焊缝成形系数φ,在增大焊接电流的同时要适当提高电弧电压，要求电弧电压与焊接电流具有适当的匹配关系.这点在熔化极电弧焊中最为常见。
焊缝形式
2.按施焊时焊缝在空间所处位置分： 平焊缝、立焊缝、横焊缝及仰焊缝四种形式。
3.按焊缝断续情况分： 定位焊缝、连续焊缝和断续焊缝两种形式。
断续角焊缝 ａ) 交错式 ｂ) 并列式
（二）焊缝的形状尺寸
1、焊缝宽度(C或B) 焊缝表面与母材的交界处叫焊趾，焊缝表面两焊趾 之间的距离叫作焊缝宽度。
在平焊位置、横焊位置、立焊位置、仰焊位置进行的焊接 分别称为平焊、横焊、立焊、仰焊。
（7）船形焊：
T形、十字形和角接接头处于平焊位置进行的焊接 （8）倾斜焊：
当焊件接缝置于倾斜位置(除平、横、立、仰焊 位置以外)时进行的焊接称为倾斜焊。
（9）上坡焊： 倾斜焊时，热源自下向上进行的焊接
（10）下坡焊： 倾斜焊时，热源自上向下进行的焊接 （11）全位置焊接：
A、B 类接头焊缝的余高。hl、h2，按下表和下图 的规定。
焊缝的余高
3、熔深(s) 在焊接接头横截面上，母材或前道焊缝熔化的深度 叫作熔深。
熔深 ａ) 对接接头熔深 ｂ) 搭接接头熔深
ｃ) T 形接头熔深
4．焊缝厚度(H)
在焊缝横截面中，从焊缝正面到焊缝背面的距离，叫
焊缝厚度，见下图。
对接接头单面焊时， 计算厚度不小于0.7δ
焊缝宽度 ａ) 角焊缝 ｂ) 对接焊缝
单面焊双面成型操作技术详解。
单⾯焊双⾯成型操作技术详解。
摘要：在焊接某些压⼒容器时，要求焊接接头完全焊透，但在实际操作中，由于受焊件结构的限制，经常会出现咬边、焊瘤现象。本⽂通过详细阐述单⾯焊双⾯成形技术的运⽤，使这⼀焊接难题得到了解决，有效提⾼了焊接过程中的安全系数及可靠性。
1单⾯焊双⾯成形操作法简介
单⾯焊双⾯成形操作法是采⽤普通焊条，以特殊的操作⽅法，在坡⼝背⾯没有任何辅助措施的条件下，在坡⼝的正⾯进⾏焊接，焊后保证坡⼝的正、反⾯都能得到均匀整齐、成形良好，符合质量要求的焊缝的焊接操作⽅法。它是⼿⼯电弧焊中难度较⼤的⼀种操作技术，适⽤于⽆法从背⾯清除焊根并重新进⾏焊接的重要焊件。
2单⾯焊双⾯成形操作法的适⽤范围
这种操作法主要适⽤于有板状对接接头、管状对接接头、骑座式管板接头，按接头位置不同可进⾏平焊、⽴焊、横焊和仰焊等位置焊接。
3单⾯焊双⾯成形操作法的技术特点
单⾯焊双⾯成形焊接⽅法⼀般⽤于 V 形坡⼝对接焊，适⽤于容器壳体板状对接焊，⼩直径容器环缝及管道对接焊，容器接管的管板焊接。单⾯焊双⾯成形在焊接⽅法上与⼀般的平、⽴、横、仰焊有所不同，但操作要点和要求基本⼀致，焊缝内不应出现⽓孔、夹渣、根部应均匀焊透，背⾯不应有焊瘤和凹陷等。
4单⾯焊双⾯成形操作要点和操作实例
下⾯以板厚 12 mm 的 V 形坡⼝对接平焊为例，进⼀步阐述单⾯焊双⾯成形的焊接⽅法。
1、试板装配尺⼨坡⼝⾓度（60°）
装配间隙：始焊端3.2mm；终焊端4.0mm。
钝边：1-2mm；反变形：3°；错边量：≤0.5mm。
2、焊接⼯艺参数
3、焊接要点
焊接参数和工艺因素对焊缝成形的影响
焊接参数和工艺因素对焊缝成形的影响
一、焊接参数对焊缝成形的影响：
1.焊接电流和电压：电流和电压是焊接过程中最重要的参数之一、电
流的大小决定焊缝的热量输入量，而电压则影响焊缝的形状和质量。适当
调整电流和电压可以控制焊缝的大小、形状和深度。
2.焊接速度：焊接速度指的是焊接过程中焊枪移动的速度。焊接速度
越快，焊缝的深度越浅，焊缝的宽度越窄。焊接速度对焊缝的成形有着重
要的影响，过快或过慢的焊接速度都会导致焊缝的质量下降。
3.焊接时间：焊接时间指的是焊接的持续时间。焊接时间的长短会直
接影响焊缝的形成和冷却速度。如果焊接时间太长，会导致焊缝过热，焊
质和焊渣的清除不及时，从而影响焊缝的质量。
4.焊接角度：焊接角度是指焊枪与工件表面的夹角。焊接角度的选择
会影响到焊缝的形状和质量。合适的焊接角度可以保证焊缝的深度和质量，过大或过小的焊接角度都会导致焊缝的形状不正常。
二、工艺因素对焊缝成形的影响：
1.焊接材料：焊接材料的选择直接影响焊缝成形的质量和性能。不同
焊接材料具有不同的熔点、液态性能和流动性能，选择合适的焊接材料可
以提高焊缝的成形性能。
2.清洁度：焊接前工件表面的清洁度对焊缝成形有着重要的影响。如
果工件表面存在油污、氧化物等杂质，会导致焊缝的质量下降，甚至引起
焊接缺陷。因此，在焊接前应保证工件表面充分清洁。
3.间隙尺寸：间隙尺寸是指焊接前工件之间的间隙大小。间隙的大小
直接影响焊缝的形状和质量。过大或过小的间隙都会导致焊缝的质量下降，因此应根据具体情况合理确定间隙尺寸。
4.气氛保护：焊接时使用适当的气氛保护可以减少焊缝氧化，保证焊
焊接工艺简介
焊接工艺简介
焊接工艺是一种将金属材料连接在一起的加工方法，在工业生产中得到广泛应用。焊接工艺的发展可以追溯到古代的冶金时代，随着技术的不断进步，现代焊接工艺已经成为一门独立的学科。
焊接工艺的基本原理是通过加热和冷却的过程，将金属材料融化并连接在一起。焊接工艺的核心是焊接电弧，通过电弧的高温作用，将金属材料融化并形成焊缝。焊接电弧有直流电弧和交流电弧之分，不同的焊接工艺会使用不同的电弧类型。
焊接工艺可以分为手工焊、半自动焊和自动焊三种类型。手工焊是最常见的焊接方式，操作简单，适用于小批量生产和维修作业。半自动焊则是在手工焊的基础上引入了焊接机器，提高了焊接的效率和质量。自动焊则是完全由机器完成焊接过程，适用于大批量的工业生产。
不同的焊接工艺有不同的应用场景。例如，电弧焊是最常见的焊接方式，适用于连接各种金属材料，如钢铁、铝、铜等。激光焊则是一种高能量密度焊接工艺，适用于对焊接质量要求较高的场合。电阻焊则是通过电流通过材料产生热量，将金属材料连接在一起，适用于连接导电材料。
除了常见的焊接工艺，还有一些特殊的焊接工艺。例如，爆炸焊是一种通过爆炸将金属材料融化并连接在一起的焊接方式，适用于连
接大型工件。搅拌摩擦焊则是一种通过机械摩擦产生摩擦热，将金属材料连接在一起的焊接方式，适用于连接高强度材料。
焊接工艺的发展离不开焊接材料的研究。焊接材料一般由焊条、焊丝和焊剂组成。焊条和焊丝是将金属材料融化并填充到焊缝中的材料，焊剂则是用于清洁焊接表面和保护焊接过程的材料。不同的焊接工艺和材料对焊接质量和成本有着重要影响。
第十章熔焊工艺
（3）可以将大而复杂的结构分解为小而简单的坯料拼焊，简 化大型或形状复杂结构零件的制造工艺。例如：大型压力机 机身的制造。
（4）可实现不同材料间的连接成形，铜—铝连接，高速钢—
碳钢连接， 碳钢—合金钢连接, 优化设计，节省贵重金属。
3
➢缺点：
（1）焊接接头不可拆卸，更换零部件不方便； （2） 焊接接头的组织和性能往往要变坏； （3） 焊接时容易产生残余应力和焊接变形； （4） 焊缝易出现裂纹，夹渣、气孔等缺陷，从而
22
①氩气
➢ 氩气为惰性气体，密度是空气的1.25倍，高温下不溶入液态金
属，也不与金属发生化学反应，因此，氩气是一种理想的保护气 体。
➢ 由于氩弧温度高，因此一旦引燃，电弧就很稳定。 ➢ 氩弧焊一般要求氩气纯度达99.9%，我国生产的工业纯氩，其纯度
可达99.9%，完全合乎氩弧焊的要求。
第四章 母材的熔化与焊缝成形
太原科技大学
焊件倾角对对焊缝成形的影响
a) 上坡焊
b)下坡焊
太原科技大学
(5) 坡口和间隙
坡口或间隙的尺寸增大时，余高和熔合比显著减小。
图4-30 坡口和间隙对焊缝成形的影响
太原科技大学
(6) 保护条件
埋弧焊时，焊剂的成分影响电弧的稳定性。 稳弧性较差的焊剂，焊缝熔深较大。焊剂的密度小、 颗粒度大或堆积高度小时，电弧承受的压力较低，弧柱
q0 UI
式中 q0 ——电弧功率，即电弧在单位时间内所提供的 能量；U——电弧电压；I——焊接电流。 由于有损失，故用于加热焊件的有效功率为：
q UI
式中 —加热过程的功率有效系数或称热效率。
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焊接 方法
厚皮 焊条电 弧焊 0.77 ～ 0.87
埋弧 自动 焊 0.77 ～ 0.90
太原科技大学
4.1.6 电弧热传递的基本方式 （1）热传导
热传导是由于温度不同，在导体内存在温差或温度梯
度，引起自由电子移动的结果。温差越大，自由电子 的移动越激烈。 （2） 对流 对流是由运动的流体质点发生相对位移而引起热能转 移的现象。是利用不同温度的质点密度不同来传热， 在流体受热密度变小而上浮的同时，冷的流体就会流
第4章 母材的熔化与焊缝成形
4.1 焊接电弧热对母材的作用 4.2 电弧焊接熔池的形态 4.3 电弧焊焊缝几何尺寸
焊接工艺解析
焊接工艺解析
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一、焊接接头的种类及接头型式
焊接中，由于焊件的厚度、结构及使用条件的不一致，其接头型式及坡口形式也不一致。焊接接头型式有：对接接头、T形接头、角接接头及搭接接头等。(一)对接接头
两件表面构成大于或者等于135°，小于或者等于180°夹角的接头，叫做对接接头。在各类焊接结构中它是使用最多的一种接头型式。
钢板厚度在6mm下列，除重要结构外，通常不开坡口。
厚度不一致的钢板对接的两板厚度差(δ—δ1)不超过表1—2规定时，则焊缝坡口的基本形式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选取；否则，应在厚板上作出如图1—8所示的单面或者双面削薄；其削薄长度L≥3(δ—δ1)。
(二)角接接头
两焊件端面间构成大于30°、小于135°夹角的接头，叫做角接接头，见图1—9。这种接头受力状况不太好，常用于不重要的结构中。
(三)T形接头
一件之端面与另一件表面构成直角或者近似直角的接头，叫做T形接头，见图1—10。
(四)搭接接头
两件部分重叠构成的接头叫搭接接头，见图1—11。
搭接接头根据其结构形式与对强度的要求，分为不开坡口、圆孔内塞焊与长孔内角焊三种形式，见图1—11。
I形坡口的搭接接头，通常用于厚度12mm下列的钢板，其重叠部分≥2(δ1+δ2)，双面焊接。这种接头用于不重要的结构中。
焊接接头和焊缝形式
这种接头的承载能力较差。
2.应用
图： T形接头
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 要求承受载荷时，应选用带钝边单边V形、带钝边双单边V 形或带 钝边双J形等形式，使接头焊透，以保证接头强度。
(四)搭接接头
1.特点
两焊件部分重叠构成的接头。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，承载能力较低。 应力分布不均匀，疲劳强度较低，不是理想的接头形式， 但其焊前准备和装配较简单其横向收缩量也比对接接头小 。见下图。
（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 接头，内封头与圆筒的搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头， 均属C类焊接接头。 4.接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头，均属D类焊接 接头，但已规定为A、B类的焊接接头除外。
A、B类焊接接头对口错边量b(见图)应符合下表的规定。锻焊容器 B类焊接接头对口错边量b应不大于对口处钢材厚度δ的1/8，且不 大于5 mm。
断续角焊缝
(a)交错式 (b)并列式
（二）焊缝的形状尺寸
焊缝的形状用一系列几何尺寸来表示，不同形式的焊 缝，其形状参数也不一样。 1．焊缝宽度C 焊缝表面与母材的交界处叫焊趾。焊缝表面两焊趾之 间的距离叫焊缝宽度，如下图
焊接工艺介绍
焊接工艺介绍
一、概述
二、CO2气体保护焊
三、点焊
四、电极
一、概述
1、焊接工艺的基本概念
焊接工艺是根据产品的生产性质、图样和技术要求，结合现有条件，运用现代焊接技术知识和先进生产经验，确定出的产品加工方法和程序，是焊接过程中的一整套技术规定.包括焊前准备、焊接材料、焊接设备、焊接方法、焊接顺序、焊接操作的最佳选择以及焊后处理等.制订焊接工艺是焊接生产的关键环节，其合理与否直接影响产品制造质量、劳动生产率和制造成本，而且是管理生产、设计焊接工装和焊接车间的主要依据.
焊接结构生产的一船工艺过程如图所示.焊接是整个过程中的核心丁序，焊前准备和焊后处理的各个工序都是围绕着获得符合焊接质量要求的产品而做的工作。质量检验贯穿于整个生产过程,以控制和保证焊接生产的质量.每个工序的具体内容，由产品的结构特点、复杂程度、技术要求和生产量的大小等因素决定。
2 焊接工艺的发展概况
焊接方法是焊接工艺的核心内容，其发展过程代表了焊接工艺的进展情况。焊接方法的发明年代及发明国家见表2．1。1。按照焊接过程的特点，焊接分为熔焊、压焊和钎焊三大类,每一类根据工艺特点又分为若干不同方法，见图2．1．2。
目前许多新的焊接工艺正逐步用于焊接生产，极大地提高了焊接生产率和焊接质量。在重型机械、冶金矿山机械、工程机械、电站锅炉压力容器、石油化工、机车车辆、汽车等行业中普遍采用了数控切割技术、埋弧自动焊、电渣焊、CO2气体保护焊、TIG焊、MIG焊、电阻焊和钎焊等焊接方法并具有成套的焊接工艺装备。尤其是汽车生产线中采用了co 2气体保护焊、TIG焊、MIG焊等焊接机器人、电阻焊机器人和自动生产线,大大提高了焊接质量和生产效率，焊接机械化、自动化水平己达
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焊缝成形
为了确定焊缝横截面的轮廓形状，定义熔
合比 为母材金属在焊缝中的横截面面积
与焊缝横截面面积之比
= Fm / (Fm + FH )
坡口和熔池形状改变时，熔合比都将发生 变化。在碳钢、合金钢和有色金属的电弧 焊接中，可通过改变熔合比的大小，调整 焊缝的化学成分，降低裂纹的敏感性，提 高焊缝的机械性能。
它直接影响到接头的承载能力。
另一重要尺寸是焊缝宽度B。 B 与H之比是焊缝成形系数 = B/H，其
值大小会影响到熔池中气体逸出的难易、 熔池的结晶方向、焊缝中心偏析程度等。
焊缝成形工艺和作用
焊缝成形
焊缝成形系数的大小要受熔池的合理冶金条 件（焊缝产生裂纹和气孔的敏感性）的制约。
埋弧焊的焊缝成形系数一般要求大于1.25。 堆焊时，为了保证堆焊层材料的成分和生产
焊缝成形工艺和作用
焊缝成形工艺和作用
焊缝成形
弧焊过程中，被焊工件上形成熔池和焊缝。 厚度较小的工件，通常用单面单道焊或双面
单道焊。 厚度较大的可用多层多道焊。
焊缝成形工艺和作用
焊缝成形
焊缝成形系数 B/H，余高系数 B/a，熔合比 Fm/(Fm+FH)
焊பைடு நூலகம்成形工艺和作用
焊缝成形
对接接头焊缝的最重要尺寸是熔深H，
n 电流增大后，焊丝熔化量成比例地增多，由于熔宽基本 不变，所以余高增大。
n 电流增大后，弧柱直径增大，但是电弧潜入工件的深度 增大，电弧斑点移动范围受到限制，因而熔宽近乎不变， 焊缝成形系数则由于熔深增大而减小，熔合比亦有所增 大。
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电弧热对熔池的作用
有了η值就可求出q（或者用量热法测 定），有了q可以利用热计算公式来近 似地分析工件上温度分布及熔池形状尺 寸。
由计算可得，熔池尾部的长度l2与q成正 比，与热源移动速度v无关。熔池前部的 长度l1虽随q增大而增大但非正比的关系， 与热源移动速度则成反比关系。当v大时， 熔池长度近似等于熔池的尾部长度。熔 池宽度B和熔池深度H近似地与q1/2成正 比关系，与v 1/2成反比的关系。
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熔池与焊缝成形
母材金属和焊丝金属在电弧作用下被熔化 而且混合在一起形成熔池，电弧正下方的 熔池金属在电弧力的作用下克服重力和表 面张力被排向熔池尾部。随着电弧前移， 熔池尾部金属冷却并结晶形成焊缝。
焊缝的形状决定于熔池的形状，熔池的形 状又与接头的型式和空间位置、坡口和间 隙的形状尺寸、母材边缘和焊丝金属的熔 化情况、熔滴的过渡方式（熔滴金属对熔 池冲击力的大小）等有关。
电弧热损失中包括： 用于加热碳极或钨极、焊条头、焊钳 或导电喷嘴等的热损失； 用于加热和熔化焊条药皮或焊剂的损 失，但不包括熔渣传导给工件的那部分 热量； 电弧热辐射和气流带走的热量损失； 飞溅造成的热损失。
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电弧热对熔池的作用
熔化极电弧焊时电极所吸收的热量可由 熔滴带至工件，故熔化极电弧焊的热效 率比非熔化极的高。非熔化极电弧焊时 钨极的伸出长度、直径和钨极尖角的大 小等都会影响到电极上热损失的大小。
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电弧热对熔池的作用
电弧的热量使工件受热熔化，但输入工件的只是 电弧热量中的一部分。一般可用下列简化公式计 算电弧对工件的热输入 q = 0.24ηUI。
电弧加热工件热效率η = 工件热输入 / 电弧热功率 = (电弧热功率电弧热损失的总合) / 电弧热
功率
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电弧热对熔池的作用
焊缝成形工艺和作用
熔池与焊缝成形
平焊位置时熔池处于最稳定的位置，容易得到成 形良好的焊缝，在生产中常通过变位机等装置使 接头处于水平或船形位置进行焊接。在空间位置 焊接时，由于重力的作用有使熔池金属下淌的趋 势，因此要限制熔池的尺寸或采取特殊措施控制 焊缝的成形。
焊接工艺方法和规范参数不同，则熔池的体积和 熔池的长度等都不同。当坡口和间隙、焊接规范 参数等不合适时，除了可能产生裂纹和气孔等缺 陷外，还可能产生焊缝成形方面的缺陷。
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电弧热对熔池的作用
焊缝成形工艺和作用
力对熔池尺寸的影响
熔池受到各种力的作用，包括电弧的静压力和动 压力、熔滴金属对熔池的冲击力、熔池金属的重 力、熔池金属的表面张力、熔池金属所受电磁力 等。
在焊接电弧的作用下熔池表面凹陷，液态金属被 排向熔池尾部，使熔池尾部的液面高出工件表面， 凝固后高出部分成为焊缝的余高。
力还使熔池金属产生流动。熔池金属的流动使熔 化了的焊丝金属和母材金属混合均匀，从而使焊 缝各处的成分比较一致。金属的流动产生了熔池 内部的对流换热。金属的流动也必然影响到熔池 形状和焊缝成形。
焊缝成形工艺和作用
焊接工艺参数对焊缝尺寸的影响
焊接电流、电弧电压和焊接速度是决定焊缝 尺寸的主要能量参数。
率，要求熔深浅、宽度大，成形系数可达到 10。
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焊缝成形
焊缝的另一个尺寸是余高 a 。余高可避免熔 池金属凝固收缩时形成缺陷，也可增大焊缝 截面从而提高承受静载荷能力。
余高过大将引起应力集中，因此要限制余高 的尺寸。通常，对接接头的 a = 0-3 mm或者 余高系数 B/a 大于4-8。当焊件接头的疲劳寿 命是所考虑的主要问题时，焊后应将余高去 除。理想的角焊缝表面最好是凹形的，可在 焊后磨成。
埋弧焊时电弧空间被液态的渣膜所包围， 电弧辐射、气流和飞溅等造成的热损失 很小，因而埋弧焊的工件加热效率最高。
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电弧热对熔池的作用
不同的焊接条件热损失大小不同，因而
η值也不同。如深坡口窄间隙焊时热效
率比在平板上堆焊时高。电弧拉长时，
辐射和对流的热损失增大，因而η减小。
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焊缝成形工艺和作用
焊接工艺参数对焊缝尺寸的影响
焊接电流增大时（其它条件不变）， 焊缝的熔深和余高都会增大，而熔宽 变化不大（或略为增大）。
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焊接工艺参数对焊缝尺寸的影响
n 电流增大，工件所受电弧力和热输入均增大，热源位置 下移，导致熔深增加。熔深与焊接电流近乎成正比关系： H＝KmI 熔深系数Km与弧焊方法、焊丝直径、电流种类 等有关。