焊接接头的组成
焊接符号及标注方法
接接头及焊缝
（二）焊缝的基本形式
焊缝：焊件经焊接后所形成的结合部分。 分类：
1、按空间位置可分为：平焊缝、横焊缝、立焊缝、仰焊缝；
2、按结合方式可分为：对接焊缝、角焊缝、塞焊缝； 3、按焊缝断续情况可分为：连续焊缝、断续焊缝； 4、按承载方式可分为：工作焊缝、联系焊缝。 焊缝是构成焊接接头的主体部分，对接接头焊缝、角接接头焊缝是 焊缝的基本形式。
二、焊接接头的表示方法
一、焊缝符号与焊接方法代号 焊缝符号：在图纸上标注出焊缝形式、焊缝尺寸和焊接方法的符号。 由GB/T324－1998《焊缝符号表示法》(适用于金属熔焊和电阻 焊)和GB/T5185－1999《金属焊接及钎焊方法在图样上的表示代号》 进行了规定。 焊缝的符号组成：基本符号、辅助符号、补充符号、焊缝尺寸符号和 指引线。
熔化焊焊接接头的组成 a)对接接头 b)搭接接头 1－焊缝金属 2－熔和线 3－热影响区 4－母材
一、焊接接头及焊缝
焊接过程使焊接接头具有以下力学特点： （1）焊接接头力学性能不均匀
由于焊接接头各区在焊接过程中进行着不同的焊接冶金过程，并经 受不同的热循环和应变循环的作用，各区的组织和性能存在较大的差异， 焊接接头组织的不均匀，造成了整个接头力学性能的不均匀。 （2）焊接接头工作应力分布不均匀，存在应力集中
2、指引线 指引线由箭头线和基准线（实线和虚线）组成，见图
三、基本符号和指引线的位置规定
3、箭头线 箭头直接指向的接头侧为“接头的箭头侧”，与之相对的则为“接头的 非箭头侧”。见图
三、基本符号和指引线的位置规定
4、基本符号与基准线的相对位置 • 基本符号在实线侧时，表示焊缝在箭头侧。
三、基本符号和指引线的位置规定
一、焊接接头及焊缝
焊接接头--技术规范
（2）根据焊件厚度、结构形式及承载情况不同， 角接接头和T形接头的坡口形式可分为I形、带钝边的 单边V形坡口和K形坡口等。
角接和T形接头的坡口 a) I形 b) 单边V形（带钝边） c) K形（带钝边）
2．坡口的设计原则 坡口的形式和尺寸主要根据钢结构的板厚、选
用的焊接方法、焊接位置和焊接工艺等来选择和设 计。
焊接接头的设计中对焊缝质量的要求、焊缝尺寸 大小、焊缝位置、工件厚度、几何尺寸、施工条件等 不同，决定了在选择焊接方法和制定工艺时的多样性。 合理的焊接接头设计与选择不仅能保证钢结构的焊缝 和整体的强度，还可以简化生产工艺，节省制造成本。Biblioteka 设计和选择焊接接头的主要因素：
（1）保证焊接接头满足使用要求； （2）接头形式能保证选择的焊接方法正常施焊； （3）接头形式应尽量简单，尽量采用平焊和自动焊焊
对接接头的几种形式
2、T形接头 将相互垂直的被连接件用角焊缝连接起来的接
头称为T形(十字)接头。T形(十字)接头能承受各种方 向的力和力矩。T形接头是各种箱型结构中最常见的 接头形式，在压力容器制造中，插入式管子与筒体的 连接、人孔加强圈与筒体的连接等也都属于这一类。
由于T形(十字)接头焊缝向母材过渡较急剧，接 头在外力作用下力线扭曲很大，造成应力分布极不均 匀、且比较复杂，在角焊缝根部和趾部都有很大的应 力集中。保证焊透是降低T形接头应力集中的重要措 施之一。
接方法，少采用仰焊和立焊，且最大应力尽量不设在 焊缝上；
（4）焊接工艺能保证焊接接头在设计温度和腐蚀介质 中正常工作；
（5）焊接变形和应力小，能满足施工要求所需的技术、 人员和设备的条件；
（6）尽量使焊缝设计成联系焊缝； （7）焊接接头便于检验； （8）焊接前的准备和焊接所需费用低； （9）对角焊缝不宜选择和设计过大的焊角尺寸，试验
一、焊接接头的设计
焊接接头的设计焊接是制造各种金属制品的一项重要工艺，由于它具有独特优异的技术经济指标。
已被广泛应用于机械制造、石油化工、海洋船舶、航空航天、电力、电讯及家用电器等各个领域。
一、焊接接头的设计：用焊接方法连接的接头称为焊接接头，焊接接头由焊缝、热影响区及相邻母材金属三部份组成。
在一些重要的焊接结构中，如锅炉、压力容器、船体结构中，焊接接头不仅是重要的连接元件，而且与所连接的部件共同承受工作压力、载荷、温度和化学腐蚀。
为此，焊接接头已成为整个金属结构不可分割的组成部分，它对结构运行的可靠性和使用寿命起着决定性的影响。
焊接接头的设计除了考虑焊接接头与母材金属的强度和塑性外，焊接接头的设计主要还包括如下内容：1、确定焊接接头的形式和位置在手工电弧焊中，由于焊件的厚度、结构的形状及使用条件不同，其接头形式及坡口形式也不相同。
根据国家标准GB985—88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》的规定，焊接接头的基本形式可分为四种：（见图焊接接头形式A）对接接头：两焊件端面相对平行的接头称为对接接头，它是在焊接结构中采用最多的一种接头形式。
T形接头：一焊件的端面与另一焊件的表面构成直角或近似直角的接头，称为T形接头。
角接接头：两焊件端面间构成大于30度，小于135度夹角的接头，称为角接头。
搭接接头：两焊件部分重叠构成的接头称为搭接接头。
有时焊接结构中还有其他类型的接头形式，（见图焊接接头形式B）如十字接头、端接接头、卷边接头、套管接头、斜对接接头、锁底对接接头等。
焊接接头的形式：主要取决于焊件的结构形状和板厚。
焊接接头的位置：应布置在便于组装、焊接和检查（包括无损检测）的部位。
2、设计焊接接头的坡口形式和尺寸当确定了焊接接头的的形式后，还应设计焊接接头的坡口形式及尺寸：I形对接接头（不开坡口）当钢板厚度在6mm以下，一般不开坡口，采用I形对接接头，只留1~2mm的接缝间隙；V形坡口对接接头（见图V形坡口）当钢板厚度为7~40mm时，可采用V 形坡口，V形坡口分为V形坡口、钝边V形坡口、单边V形坡口、钝边单边V 形坡口四种，它的特点是加工容易，但焊后焊件易产生角变形。
第3章焊接接头的组织和性能
第3章焊接接头的组织与性能控制
• 焊接接头由焊缝、熔合区和热影响区三部分组成、熔池金属在经历了一系列化学冶金反应后，随着热源远离温 度迅速下降，凝固后成为牢固的焊缝,并在继续冷却中发生固态相变。熔合区和热影响区在焊接热源的作用下，也将 发生不同的组织变化，很多焊接缺陷，如气孔、夹杂物、裂纹等都是在上述这些过程中产生，因此,了解接头组织与 性能变化的规律，对于控制焊接质量、防止焊接缺陷有重要的意义。 • •
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3.1.3焊缝金属的固态相变 1、熔池结晶组织与焊缝固相转变组织的关系 （1）焊缝结晶的一次组织和二次组织 熔池凝固后得到的组织通常叫做一次组织，大多数钢高温奥氏体.在凝固后的继续冷却 过程中，高温奥氏体还要发生固态相变,又称为二次结晶，得到的组织称为二次组织。 焊缝经过固态相变得到的二次组织即为室温组织。二次组织是在一次组织的基础上转 变而成，对焊缝金属的性能都有着决定性的作用。 （2）焊缝一次组织对二次组织的影响 焊缝金属经历了从液态冷到室温的全过程，其二次组织是在快冷的条件下所形成的逸 出结晶组织的基础上在连续冷却的条件下形成的。因此，焊缝的最终组织不仅与γ→α 转变有关，而且与凝固过程有关。焊缝在不平衡条件下得到的一次组织，直接影响继 续冷却时过冷奥氏体的分解过程及分解产物。 1）焊缝一次组织组织粗大，影响焊缝对二次组织的晶粒度的大小，同时为产生魏氏 体创造了前提。 2）焊缝的偏析在熔池一次结晶时产生，对二次组织和性能产生影响。 2、焊缝金属固相转变 焊缝金属的固态相变遵循一般钢铁固态相变的基本规律。一般情况下，相变形式 取决于焊缝金属的化学成分与连续冷却过程的冷却速度。 1低碳钢焊缝的固态相变 材料极缓慢的冷却条件下，由铁碳合金状态图可知，在平衡状态下低碳钢的低碳钢其 中铁索体约占82％，珠光体约占18％ ，其硬度约为83 HB。 （1）焊缝的固态相变过程 熔池凝固后，全部变成A,继续冷却，冷至Ac3线A→A+F至Ac1线，剩余的A→P低碳钢 焊缝金属二次结晶结束时，其组织为F+ P。
焊接接头的组成
焊接接头的组成焊接接头是指通过焊接方法将两个或多个金属材料接合在一起的连接部分。
焊接接头通常由焊缝、熔渣、毛刺、气孔、裂纹和变形等六部分组成。
下面将详细介绍这几个组成部分。
1. 焊缝焊接接头中最显著的部分是焊缝。
焊缝是通过加热金属材料至熔化状态并使它们重新结合在一起形成的。
焊缝的形状取决于焊接时所采用的类型和方法。
焊缝可以分为直缝、环缝、搭接缝、对接缝、角缝和T型缝等多种类型。
2. 熔渣在焊接过程中，有一些不完全热融的金属氧化物和其他杂质会形成熔渣。
熔渣会在焊缝表面形成一层覆盖物，这也是可能使焊接更加困难的原因。
熔渣具有较低的密度，通常会浮在金属熔混物的表面，是通过机械方式切割或冲洗方法清除的。
3. 毛刺在焊接接头的前后面，在焊缝边缘和底边上通常会留下毛刺，这是由于焊接时被融化的金属流到接缝表面，而造成的不规则边缘。
毛刺会降低焊接的质量，因此需要对其进行处理。
4. 气孔气孔指在焊接接头中出现的气体腔。
气孔的出现是由于在熔池中困住气体、杂质或未熔化的焊材等原因。
气孔的出现通常导致焊接接头的机械性能降低，甚至出现焊接裂缝。
5. 裂纹在焊接中，常常会出现焊接裂纹。
裂纹的出现是由于焊接材料或基材的冷却速率不均、热应力或剪切应力等原因引起的。
裂纹的出现会明显降低焊接接头的机械性能。
6. 变形在焊接接头中，由于加热和冷却过程中材料发生变形，因此会导致焊接接头的形状和尺寸发生变化。
焊接接头的变形会影响到其外观、尺寸精度和机械性能。
总之，焊接接头是由多种部件组成的，每个部件都会影响焊接接头的机械性能和质量。
在焊接过程中，需要注意避免熔渣、气孔和裂纹等缺陷的出现，以获取高质量的焊接接头。
一端外螺纹一端焊接接头
一端外螺纹一端焊接接头一端外螺纹一端焊接接头是一种常见的管道连接方式，它由一段具有外螺纹的管道材料和一段焊接接头组成。
这种连接方式主要用于连接两个不同类型的管道或管道与设备之间，以实现安全、可靠的流体传输。
一端外螺纹是指管道材料的一段具有外螺纹的特性，通常是通过加工或使用螺纹连接器实现的。
外螺纹的设计和规格通常符合国际标准，如ISO 7-1、NPT（美国国家管螺纹）或BSP（英国标准管螺纹）等。
外螺纹的作用是与另一段具有相应内螺纹的管道或设备进行连接。
另一端的焊接接头是通过将管道材料与焊接材料进行加热熔化，并在冷却后形成坚固的连接。
焊接接头通常由焊工使用相应的焊接方法和设备进行操作，以确保焊接质量和连接强度。
一端外螺纹一端焊接接头的连接过程通常如下：1. 准备工作：首先需要准备好待连接的管道材料和焊接接头，确保其表面光洁、无油污和杂质。
同时，准备好所需的工具和设备，如扳手、焊接机等。
2. 加工外螺纹：对一端的管道材料进行外螺纹加工，确保螺纹的尺寸和规格符合要求。
这可以通过机械加工或使用螺纹连接器来实现。
3. 准备焊接接头：对另一端的焊接接头进行准备，包括清洁焊接接头的表面，调整焊接设备的参数和选择合适的焊接材料。
4. 进行焊接：将焊接接头与外螺纹的管道材料对准，并进行焊接。
焊接过程中需要控制焊接温度、焊接时间和焊接压力等参数，以确保焊接质量。
5. 检查和测试：焊接完成后，需要进行检查和测试，以确保焊接接头的质量和连接的可靠性。
这可以包括目视检查、超声波检测、压力测试等。
总之，一端外螺纹一端焊接接头是一种常见的管道连接方式，它通过外螺纹和焊接两种方式实现管道材料的连接。
这种连接方式具有连接简便、可靠性高的优点，广泛应用于工业领域的管道系统中。
钎焊接头的构成过程
钎焊接头的构成过程
1.准备工作：在进行钎焊接头之前，需要准备好所需的工具和材料，
包括各种规格的钎焊材料、气焊设备、钢丝刷、砂纸、洗涤剂、布料等。
2.清洁表面：钎焊接头的成功与否与焊接前的表面清洁程度有很大关系。
首先，使用钢丝刷或砂纸将接头表面的氧化皮和杂质清除干净。
然后，用洗涤剂清洗接头表面，确保表面干净无尘。
3.涂覆草酸和钎剂：涂覆草酸和钎剂有助于增强钎焊接头的可靠性。
草酸能去除金属表面的氧化皮，使钎焊能够更好地连接；钎剂能降低钎焊
温度，防止氧化。
使用刷子将草酸均匀地涂在接头表面，然后再使用刷子
涂覆钎剂。
4.加热和钎焊：将气焊设备预热至适宜的温度。
将火焰置于接头附近，沿着接头的长度均匀移动，逐渐加热接头。
在开始加热之前，要先预热接
头的基材，然后再移动火焰。
一旦接头达到合适的温度，就可以开始钎焊了。
将钎焊材料放在接头上，让其融化并填充到接头之间。
确保钎焊材料
在接头周围均匀分布，并充分填充接头间隙。
5.冷却和清洁：待钎焊过程完成后，将接头冷却到室温。
冷却过程中
不可急于处理接头，以免引起热裂纹。
冷却完成后，用布料擦拭钎焊接头，清洁残留的焊渣和钎剂。
需要注意的是，在进行钎焊接头之前，需要根据具体材料的性质选择
适当的钎焊材料，并确保选用的材料与被接材料相容，并且钎焊接头所需
的温度低于被接材料的熔点，以防止材料烧损或熔化。
此外，在进行钎焊
接头时应遵循相应的安全操作规程，如佩戴防护眼镜和手套，确保自身安全。
焊接接头
焊接结构
调质钢：强度峰值在粗晶区、同时该区
塑性、韧性差；另外在A1～A3区间会 出现软化＆热应变脆化
焊接结构
5）有残余应力和残余变形
焊接结构
4.1.2 焊缝及焊接接头的基本形式
（1）焊缝基本形式
1）对接焊缝
开坡口的目的是保证焊透，选择何种坡口主要取决于板厚、 焊接方法、可焊到性、焊接变形等。
焊接结构
取δ1=18mm，即当焊缝厚度(板厚)为18mm时， 该对接接头焊缝强度能满足要求。
焊接结构
4.4.2 搭接接头 （1）受拉压的搭接接头
① 正面角焊缝： 焊缝长l
P P [ ' ] 2 0.7 Kl 1.4 Kl
焊接结构
② 侧面角焊缝：搭接长度l
P P [ ' ] 2 0.7 Kl 1.4 Kl
解：角钢断面积S＝19.2cm2；许用应力〔σ〕＝16000 N/cm2，
0.7 Kl
P
[ ' ]
假定接头上各段焊缝中的切应力都达到焊缝许用切应力值即τ ＝〔τ′〕 若取K＝10mm，采用手弧焊，则所需的焊缝总长为 〔F〕 307200
ΣL ＝ ─────── ＝ ───────── ＝43.9cm 0.7K〔て′〕 0.7×1×10000
焊接结构
③ 联合搭接接头
0.7 Kl
P
[ ' ]
焊接结构
例：100×100×100角钢搭接在钢板上，受拉伸时要求与角钢等强，确 定焊角K和焊缝长度。
焊接结构
焊缝许用应力〔τ′〕＝10000 N/cm2。 角钢的允许载荷为： 〔F〕＝S〔σ〕＝19.2×16000＝307200N
应对实际问题—— 接头静载强度分析、设计与强度校核
焊接接头的组成
图 焊缝的柱状树枝晶
熔合区和热影响区
• 熔合区：化学成分不均匀，组织粗大，往往是粗大的过热 组织或粗大的淬硬组织，使强度下降，塑性、韧性极差， 产生裂纹和脆性破坏，其性能是焊接接头中最差的。
• 热影响区：各点的最高加热温度不同，其组织变化也不相 同。如上二页图所示。热影响区可分为过热区、正火区、 部分相变区和再结晶区。
4）焊后热处理：如正火，能细化接头组织，改善性能。 5）接头形式、工件厚度、施焊环境温度和预热等均会影响
焊后冷却速度，从而影响接头的组织和性能。
焊接接头的组成
1
2
3
4
图 1. 由 焊 缝 、 熔 合 区 和 热 影 响 区 三 部 分 组 成 的 焊 接 接 头 1、 母 材 ； 2、 热 影 响 区 ； 3、 焊 缝 ； 4、 熔 合 区
焊接接头组织与性能
以低碳钢为例，说明焊接过 程造成金属组织和性能的变化。
如图所示。受焊接热循环的 影响，焊缝附近的母材组织或性 能发生变化的区域，叫焊接热影 响区。熔焊焊缝和母材的交界线 叫熔合线。熔合线两侧有一个很 窄的焊缝与热影响区的过渡区， 叫熔合区。焊接接头由焊缝区、 熔合区和热影响区组成。
低碳钢焊接接头的组织变化
焊缝区
焊接热源向前移去后，熔池 液体金属迅速冷却、结晶，结 晶从熔池底部未熔化的半个晶 粒开始，垂直熔合线向熔池中 心生长，呈柱状树枝晶，如图 所示。
结晶过程中将在最后结晶 部位产生成分偏析。焊缝组织 是从液体金属结晶的铸态组织， 晶粒粗大，成分偏析，组织不 致密。但由于熔池小，冷却快， 通过化学成分的控制严格可使 碳、硫、磷含量都较低并含有 一定合金元素，故可使焊缝金 属的力学性能不低于母材。
焊缝性能及影响因素
焊接接头的性能及其影响因素
3．氢的影响
氢侵入焊缝的主要原因各种形态的水分： 焊接材料潮湿、坡口表面附近有油锈水 分，或焊接环境介质的湿度太大，氢在 高温条件下是以原子状态溶解到熔化的 金属中。
氢的存在危害极大，它使焊缝金属变脆， 塑性和韧性显著降低，导致氢致裂纹、 氢白点和氢气孔缺陷。
控制氢的措施：烘干焊条、焊剂，清除 锈、水、油污。选用低氢型焊条，采用 后热、消氢处理等。
4．不锈钢焊缝组织
奥氏体不锈钢一般为奥氏体加少量 （2%~6%）铁素体
铁素体不锈钢组织与采用的焊接材料有 关，焊接材料与母材金属化学成分相近 时，其焊缝组织为铁素体，焊接材料为 铬镍奥氏体时其焊缝组织为奥氏体。
马氏体不锈钢焊缝组织与焊接材料和热 处理状态有关，焊接材料与母材金属化 学成分相近时，焊态组织为马氏体，回 火后为回火马氏体，焊接材料为铬镍奥 氏体时，焊缝组织为奥氏体。
2．热影响区
受焊接热循环作用，组织和性能 发生变化的基本金属部分。 热影响区的宽度主要取决于焊接 线能量的大小。
3．熔合区
熔合区是焊缝区和热影响区的交 界处，在焊接过程中，处于固、 液状态的半熔化区。
熔合区一般很窄，约有 0.1~0.4mm宽，常称熔合线，在 合金钢焊接接头中很难区分出熔 合区。
第八章
焊接接头的性能及其影响因素
主要内容
第一节
焊 接 接头
第二节
焊 接 热循环
第三节 焊缝的金属组织和性能
第四节 熔合区和热影响区的组织和性
能
第 五节 影响焊接接头性能的因素及其
处理方法
第一节 焊 接 接 头
焊接接头是基本金属或基本金属和填充 金属在高温热源的作用下，经过加热和冷 却过程而形成不同组织和性能的不均匀体。
焊接接头的金相组织
焊接接头的金相组织(metallurgical structure of the weld joint )1．焊接接头的组成及区域特征典型的对接焊接接头主要由三个部分组成：（1）焊缝( weld )焊缝金属的结晶凝固冷却方式主要依靠母材金属热传导，所以液态金属结晶很自然呈柱状晶成长，且成长方向垂直于焊接熔池壁，最终汇交于熔池中部形成八字形柱状树枝晶结晶形式。
（2）熔合区( fusion zone )指焊缝与母材交接的过渡区，即熔合线处微观显示的母材半熔化区。
在焊接时，液态的焊缝金属与固态母材金属的交界面，便形成了熔合线（fusion line），即接头横截面上宏观腐蚀所显示的焊缝轮廓线。
以大多数（低碳）碳素钢和低合金钢为例：熔合区的温度处于固相线和液相线之间。
焊缝与母材产生不规则结合，形成了参差不齐的分界面。
该区晶粒十分粗大，化学成分和组织极不均匀，冷却后为过热组织。
区域很窄，金相观察难以区分，但对接头强度和韧性却有很大影响，常是产生裂纹和脆性破坏的发源地。
（3）热影响区（heat affected zone）在焊接和切割过程中，材料因受热的影响（但未熔化）而发生金相组织和机械性能变化的区域。
焊接是一个不均匀加热和冷却的过程，距焊缝不同距离的点上经历着不同的焊接热循环，这些点实质上都受到一次特殊的热处理。
和一般金属热处理一样，每个点都引起不同的组织转变，于是就形成了在组织和性能上不均匀的焊接热影响区。
在这个区中，有些部位的组织和性能可能是优于也可能劣于母材焊前的组织性能。
显然，劣于母材的部位便成为焊接接头中最薄弱环节。
决定热影响区的分区及特征的因素是多方面的，大致可分为三个方面：○1母材的冶金特征母材金属在焊接热循环作用下是否存在固相转变；有固相转变的材料是纯金属、单相合金或多相合金；是否是同素异构转变；是否是扩散型的相变。
例如，焊接无固相转变的金属，在热影响区上主要出现的是晶粒粗大现象，有时也有再结晶现象。
焊接知识
1 什么是焊接接头？它有哪几种类型？用焊接方法连接的接头称为焊接接头（简称为接头）。
它由焊缝、熔合区、热影响区及其邻近的母材组成。
在焊接结构中焊接接头起两方面的作用，第一是连接作用，即把两焊件连接成一个整体；第二是传力作用，即传递焊件所承受的载荷。
根据GB/T3375—94《焊接名词术语》中的规定，焊接接头可分为10种类型，即对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、角接接头、端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头和锁底接头，如图1。
其中以对接接头和T形接头应用最为普遍。
2 什么是坡口？常用坡口有哪些形式？根据设计或工艺需要，将焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽称为坡口。
开坡口的目的是为了得到在焊件厚度上全部焊透的焊缝。
坡口的形式由GB985—88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》、GB986—88《埋弧焊焊缝坡口的基本形式及尺寸》标准制定的：常用的坡口形式有I形坡口、Y型坡口、带钝边U形坡口、双Y形坡口、带钝边单边V形坡口等，见图2。
3 表示坡口几何尺寸的参数有哪些？它们各起什么作用？⑴ 坡口面焊件上所开坡口的表面称为坡口面，见图3。
⑵ 坡口面角度和坡口角度焊件表面的垂直面与坡口面之间的夹角称为坡口面角度，两坡口面之间的夹角称为坡口角度，见图4。
开单面坡口时，坡口角度等于坡口面角度；开双面对称坡口时，坡口角度等于两倍的坡口面角度。
坡口角度（或坡口面角度）应保证焊条能自由伸入坡口内部，不和两侧坡口面相碰，但角度太大将会消耗太多的填充材料，并降低劳动生产率。
⑶根部间隙焊前，在接头根部之间预留的空隙称为根部间隙。
亦称装配间隙。
根部间隙的作用在于焊接底层焊道时，能保证根部可以焊透。
因此，根部间隙太小时，将在根部产生焊不透现象；但太大的根部间隙，又会使根部烧穿，形成焊瘤。
⑷钝边焊件开坡口时，沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分称为钝边。
钝边的作用是防止根部烧穿，但钝边值太大，又会使根部焊不透。
7 压力容器焊接接头设计
7 承压设备焊接接头设计焊接接头由焊缝金属、热影响区及相邻母材三部分组成。
在压力容器、锅炉和管道等过程设备中，焊接接头不仅是重要的连接元件，而且与所连接部件一起承受工作压力、其它载荷、温度和化学腐蚀介质的作用。
焊接接头作为整个受压部件或承压设备不可分割的组成部分，对运行可靠性和工作寿命起着决定性的影响。
因此，焊接接头的正确设计对于保证产品的质量具有十分重要的意义。
7．1 焊接接头设计基础7.1.1 焊接接头的基本类型与特点焊接接头主要起两个作用：一是连接作用，即把被焊件连成一个整体；二是承力作用，即承受被焊工件所受的载荷。
焊接与被焊工件并联的接头，焊缝仅承担很小的载荷，即使焊缝断裂，结构也不会立即失效，这种接头中的焊缝称为联系焊缝，如图7－1a所示。
焊缝与被焊工件串联的接头，焊缝承受全部载荷，一旦焊缝断裂，结构会立即失效，这种焊缝称为承载焊缝，如图7－1b所示。
设计时联系焊缝不一定要求焊透或全长焊接，也不必计算焊缝强度，而承载焊缝必须计算强度，且必须采用全熔透焊接。
过程设备中常用的典型焊接接头类型有对接接头、T形或十字接头、搭接接头和角接接头等，如图7－2所示。
(a) (b)图7－1 联系和承载焊缝a）联系焊缝b）承载焊缝对接接头较其它接头受力状况好，应力集中程度小，焊接时易保证质量，是优先广泛应用的接头。
对于不同厚度的焊件，为了保证焊透，大多都要把焊件的对接边缘加工成各种形式的坡口。
对接接头焊前对工件的边缘加工和装配要求较高。
通常设备壳体上的纵、环焊缝均为对接接头。
T形及十字形接头能承受各种方向的力和力矩，其接头亦有不同类型，有不焊透和焊透的，有不开坡口和开坡口的。
不开坡口者通常均为不焊透的，其应力集中很大，不适用于重载或动载荷。
开坡口焊透的T形或十字形接头其应力集中显著减小，适用于承受动载荷及重载荷。
接管、人孔等与设备壳体或封头相连的多为T形或角接接头。
搭接接头的应力分布很不均，受力状况不好，疲劳强度较低，不宜承受动载荷。
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1、焊接接头的组成，影响焊接接头组织和性能的因素。
（1）接头组成：包括焊缝、熔合区和热影响区。
（2）组织1）焊缝区接头金属及填充金属熔化后，又以较快的速度冷却凝固后形成。
焊缝组织是从液体金属结晶的铸态组织，晶粒粗大，成分偏析，组织不致密。
但是，由于焊接熔池小，冷却快，化学成分控制严格，碳、硫、磷都较低，还通过渗合金调整焊缝化学成分，使其含有一定的合金元素，因此，焊缝金属的性能问题不大，可以满足性能要求，特别是强度容易达到。
2）熔合区熔化区和非熔化区之间的过渡部分。
熔合区化学成分不均匀，组织粗大，往往是粗大的过热组织或粗大的淬硬组织。
其性能常常是焊接接头中最差的。
熔合区和热影响区中的过热区(或淬火区)是焊接接头中机械性能最差的薄弱部位，会严重影响焊接接头的质量。
3）热影响区被焊缝区的高温加热造成组织和性能改变的区域。
低碳钢的热影响区可分为过热区、正火区和部分相变区。
(1)过热区最高加热温度1100℃以上的区域，晶粒粗大，甚至产生过热组织，叫过热区。
过热区的塑性和韧性明显下降，是热影响区中机械性能最差的部位。
(2)正火区最高加热温度从Ac3至1100℃的区域，焊后空冷得到晶粒较细小的正火组织，叫正火区。
正火区的机械性能较好。
(3)部分相变区最高加热温度从Ac1至Ac3的区域，只有部分组织发生相变，叫部分相变区。
此区晶粒不均匀，性能也较差。
在安装焊接中，熔焊焊接方法应用较多。
焊接接头是高温热源对基体金属进行局部加热同时与熔融的填充金属熔化凝固而形成的不均匀体。
根据各部分的组织与性能的不同，焊接接头可分为三部分。
，
在焊接发生熔化凝固的区域称为焊缝，它由熔化的母材和填充金属组成。
而焊接时基体金属受热的影响(但未熔化)而发生金相组织和力学性能变化的区域称为热影响区。
熔合区
是焊接接头中焊缝金属与热影响区的交界处，熔合区一彀很窄，宽度为0．1～0．4mm。
（3）影响焊接接头性能的因素焊接材料焊接方法焊接工艺
2、减少焊接应力常采用的措施有哪些？
(1)选择合理的焊接顺序(2)焊前预热(3)加热“减应区”(4)焊后热处理
3焊接变形的基本形式有哪些？消除焊接变形常用的措施有哪些？
(1)焊接变形1)收缩变形2)角变形3)弯曲变形4)波浪形变形5)扭曲变形
(2)措施1)合理设计焊接构件
2)采取必要的技术措施①反变形法②加裕量法③刚性夹持法④选择合
理的焊接顺序⑤采用合理的焊接方法
4、为什么要对焊接冶金过程进行保护？采用的保护技术措施有哪些？
焊接冶金过程特点：电弧焊时，被熔化的金属、熔渣、气体三者之间进行着一系列物理化学反应，如金属的氧化与还原，气体的溶解与析出，杂质的去除等。
因此，焊接熔池可以看成是一座微型冶金炉。
但是，焊接冶金过程与一般的冶炼过程不同，主要有以下特点：
（1）冶金温度高：容易造成合金元素的烧损与蒸发；
（2）冶金过程短：焊接时，由于焊接熔池体积小(一般2～3 cm3)，冷却速度快，液态停留时间短(熔池从形成到凝固约10s)，各种化学反应无法达到平衡状态，在焊缝中会出现化学成分不均匀的偏析现象。
（3）冶金条件差：焊接熔池一般暴露在空气中，熔池周围的气体、铁锈、油污等在电弧的高温下，将分解成原子态的氧、氮等，极易同金属元素产生化学反应。
反应生成的氧化物、氮化物混入焊缝中，使焊缝的力学性能下降；空气中水分分解成氢原子，在焊缝中产生气孔、裂缝等缺陷，会出现“氢脆”现象。
上述情况将严重影响焊接质量，因此，必须采取有效措施来保护焊接区，防止周围有害气体侵入金属熔池。
保护措施：1)采取保护措施，限制有害气体进入焊接区。
焊接药皮，自动焊焊剂及惰性气
体的保护都能起作用2）渗入有用合金元素以保护焊缝成分3）进行脱氧脱硫和脱磷5、焊条选择的基本原则有哪些？
1）根据母材的化学成分和力学性能2)根据焊件的工作条件与结构特点3）根据焊接设备，施工条件和焊接技术性能
6、电阻焊及摩擦焊有哪些优点？
电阻焊1）具有生产效率高2）焊接质量好3）低成本、节省材料4）劳动条件较好,5)易于自动化等特点，因此广泛应用于航空、航天、能源、电子、
汽车、轻工等各工业部门，是重要的焊接工艺之一。
摩擦焊1）焊接接头品质好且稳定2）焊接生产效率高：3）可焊接材料种类广泛4）焊机设备简单，功率小，电能消耗少
7、什么是焊接热影响区，焊接热影响区有几部分组成？
在电弧热的作用下，焊缝两侧处于固态的母材发生组织或性能变化的区域，称为焊接热影响区。
组成：过热区，正火区和部分相变区
8、什么是直流正接？什么是直流反接？各用于什么场合？
1）将焊件接电焊机的正极，焊条接其负极称为正接；用于较厚或高熔点金属的焊接。
2）将焊件接电焊机的负极，焊条接其正极称为反接。
用于较薄或低熔点金属
的焊接。
当采用碱性焊条焊接时应采用直流反接，以保证电弧稳定燃烧。
当采用酸性焊条焊接时应采用交流弧焊机
9、氩弧焊工艺有哪些特点？
1) 焊缝品质好，成形美观。
2）焊接热影响区和变形小3）操作性能好
4）适于焊接易氧化金属5）焊接成本高
10焊接结构设计时应遵循的主要原则有哪些？
1）焊缝的布置
2）焊接接头及坡口形式的选择①对接接头机坡口选择②搭接接头及坡口选择
③T形接头及坡口形式④角接头及坡口选择。