对接焊缝-机械制图

焊接基础知识
第一节 焊接接头与焊缝
电弧焊接头包括4部分： 焊缝、熔合区、热影响区、焊缝附近的母材。
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－熔合线 3－热影响区 4－母材
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。
塞焊是在被连接的钢板上钻孔来代替槽焊的 槽，用焊缝金属将孔填满使两板连接起来，塞焊 可分为圆孔内塞焊和长孔内塞焊两种，如图所示。
4、角接接头 两钢板成一定角度，在钢板边缘焊接的接头称为
角接接头。角接头多用于箱形构件，骑座式管接头和 筒体的连接，小型锅炉中火筒和封头连接也属于这种 形式。
与T形接头类似，单面焊的角接接头承受反向弯 矩的能力极低，除了钢板很薄或不重要的结构外，一 般都应开坡口两面焊，否则不能保证质量。
（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；
在搭接接头中，根据搭接角焊缝受力方向的不同， 可以将搭接角焊缝分为正面角焊缝、侧面角焊缝和斜 向角焊缝。
搭接接头
搭接接头除两钢板叠在端面或侧面焊接外，还 有开槽焊和塞焊(圆孔和长孔)等。
开槽焊搭接接头的构造如图所示。先将被连接 件冲切成槽，然后用焊缝金属填满该槽，槽焊焊缝断 面为矩形，其宽为被连接件厚度的两倍，开槽长度应 比搭接长度稍短一些。
（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，试验证明，大尺寸角焊缝的单 位面积承载能力较低等。
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。
缝一旦断裂，钢结构就立即受到严重破坏。
联系焊缝(又称非承载焊缝)
焊缝与两个或两个以上的焊件并联成整体(即连 接作用)，焊缝不直接承担载荷，工作中受力很小， 焊缝一旦断裂，结构不会立即失效。
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。
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）焊接接头工作应力分布不均匀，存在应 力集中
由于焊接接头存在几何不连续性，致使 其工作应力是不均匀的，存在应力集中。
当焊缝中存在工艺缺陷，焊缝外形不合 理或接头形式不合理时，将加剧应力集中程 度，影响接头强度，特别是疲劳强度。
（3）由于焊接的不均匀加热，引起焊接残余应 力及变形
焊接是局部加热的过程，电弧焊时，焊 缝处最高温度可达材料沸点，而离开焊缝处 温度急剧下降，直至室温。这种不均匀温度 场将在焊件中产生残余应力及变形。
T形接头
3、搭接接头 两块板料相叠，而在端部或侧面进行角焊，或加
上塞焊缝、槽焊缝连接的接头称为搭接接头。 由于搭接接头中两钢板中心线不一致，受力时产
生附加弯矩，会影响焊缝强度，因此，一般锅炉、压 力容器的主要受压元件的焊缝都不用搭接形式。
由于搭接接头使构件形状发生较大的变化，所以 应力集中要比对接接头的情况复杂得多，而且接头的 应力分布极不均匀。
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。
（4）焊接接头具有较大的刚性
通过焊接，焊缝与构件组成整体，所以 与铆接或胀接相比，焊接接头具有较大的刚 性。
一、接头的基本形式
焊接接头(简称接头)：用焊接方法连接的接头。
常用的焊接接头： 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、锁底对接接头等。
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。
1．对接焊缝
对接焊缝是沿着两个焊件之间形成的， 有不开坡口（或开I形坡口）和开坡口的两种。 焊缝表面形状有上凸的和与表面平齐的。
2．角焊缝
角焊作焊缝(又称承载焊缝) 焊缝与焊件串联成整体主要承担载荷的作用。焊
角接接头
选择接头形式时，主要根据产品的结构，并综 合考虑受力条件、加工成本等因素。
例如：
对接接头具有受力均匀、节省金属等优点，故 应用最多。但是，对接接头对下料尺寸和组装的要 求比较严格。
T形接头焊缝大多数情况下只承受较小的切应 力或仅作为联系焊缝。
搭接接头对装配要求不高，也易于装配，但接 头承载能力低，一般用在不重要的结构中。
焊接接头的基本类型
1、对接接头
将同一平面上的两个被焊工件的边缘相对焊接 起来而形成的接头称为对接接头。
它是各种焊接结构中采用最多、也是最完善的一 种接头形式，具有受力好、强度大和节省金属材料的 特点。
但是，由于是两焊件对接连接，被连接件边缘加 工及装配要求则较高。在焊接生产中，通常使对接接 头的焊缝略高于母材板面。由于余高的存在造成构件 表面的不光滑，在焊缝与母材的过渡处会引起应力集 中。