焊接结构工艺性
焊接工艺对焊接结构耐电压性能的影响
焊接工艺对焊接结构耐电压性能的影响焊接是一种常用的金属连接方法，广泛应用于工业生产和制造中。
焊接工艺的选择和控制对焊接结构的性能起着至关重要的作用，其中之一就是焊接结构的耐电压性能。
本文将探讨焊接工艺对焊接结构耐电压性能的影响，并提出相关改进方法。
一、1. 热输入及焊接速度影响焊接过程中，焊接接头会发生加热和冷却的过程。
焊接工艺中的热输入和焊接速度对焊接结构耐电压性能有重要影响。
过高的热输入和过快的焊接速度可能导致焊接区域的晶粒过大，结构不均匀，从而降低耐电压性能。
因此，在选择焊接工艺时，需要根据具体情况合理控制热输入和焊接速度，以获得更好的耐电压性能。
2. 焊缝形状与尺寸影响焊缝是焊接结构中最薄弱的部分，其形状和尺寸对焊接结构的耐电压性能有影响。
通常情况下，焊缝的几何形状越简单，尺寸越小，焊后残余应力和晶间腐蚀的可能性就越小，从而提高了焊接结构的耐电压性能。
因此，在焊接工艺设计中，应尽可能选择适合的焊缝形状和尺寸，以提高焊接结构的耐电压性能。
3. 气体保护方式影响气体保护是焊接过程中常用的一种方式，可以保护焊缝免受外界氧气和水分的污染。
不同的气体保护方式对焊接结构的耐电压性能有不同的影响。
例如，惰性气体保护可以降低焊接区域的氧含量，减少氧化反应，提高焊接结构的耐电压性能。
因此，在焊接工艺中合理选择和使用气体保护方式，对提高焊接结构的耐电压性能具有重要意义。
二、改进措施1. 优化焊接工艺参数通过优化焊接工艺参数，可以改善焊接结构的耐电压性能。
例如，在选择焊接电流和电压时，可以根据焊接材料的特性和焊接结构的要求进行合理调整。
此外，还可以通过控制焊接速度和热输入量，避免焊接过程中的过度热输入，从而减少晶粒的长大和结构的不均匀性。
2. 加强焊接前后处理焊接前后的处理工作也是影响焊接结构耐电压性能的重要因素。
在焊接前，应将焊接材料进行适当的预处理，如除去表面的氧化层和污染物，以保证焊缝区域的纯净度。
而在焊接后，应对焊接结构进行合适的后处理，如退火处理和表面防护涂层的涂覆，以减少焊接结构的残余应力和提高耐电压性能。
焊件选材原则与结构工艺性
定义： 即对焊接结构件材料的选择。
一、焊件的选材原则
1.在满足使用性能要求的前提下，首先选择 焊接性较好的材料。
优先选用低碳钢、普通低合金钢（价低、工 艺简单、可焊性好）
低合金高强度钢（强度高，焊接性好、加 工性好，减轻材料重量）
一、焊件的选材原则
2.考虑辅助工艺的可行性 中高碳钢、屈服强度σs＞400MPa的合金结 构钢： ωc高，焊接性差，焊前预热，焊后 缓冷，以减小因其塑、韧性不好而产生开 裂的倾向。 考虑实际生产中有无预热和缓冷的条件。
表4.7 焊条电弧焊常用焊缝坡口形式与标注方法
二、焊件的结构工艺性
厚薄板的对接过渡 厚薄差异较大的材料焊接时，截面变化突 然，易产生应力集中，且两者受力不均，易 产生各种焊接缺陷。 斜坡过渡，使对接处的板厚基本一致。对 接接头过渡形式分为单面斜边和双面斜边两 种。附图2
三、焊接方法的选择
考虑因素： 产品的结构尺寸、形状、材料的焊接
性、各种焊接方法的适用范围、焊接接头 的质量，实际的生产条件，技术水平等。 目标：最经济、最方便、生产效率高且焊 接接头质量好
三、焊接种焊接方法 薄板轻型结构，密封要求高：缝焊（eg:汽车
油箱） 若无电阻焊设备，则气焊、CO2气体 保护焊、焊条电弧焊、氩弧焊等 中等厚度工件：埋弧焊、 CO2气体保护焊、 焊条电弧焊等。长直焊缝或环形焊缝：埋弧焊 CO2气体保护焊：适应性很强的高效焊接方法
二、焊件的结构工艺性
定义：指焊接的结构对焊接工艺的适应性。 基本原则：在满足焊件工作要求的前提下，
力求使焊件结构便于焊接操作和有利于减 小焊接应力和变形。 考虑因素：焊缝布置、焊接的接头形式等
二、焊件的结构工艺性
焊缝的选择原则 1.尽量选择平焊。 焊缝类型：平焊、横焊、立焊、仰焊
焊接结构工艺性
焊接结构工艺性焊接结构工艺性——设计的焊接结构在满足使用性能要求的前提下，力求做到制造方便，生产率高，成本低、焊接质量好。
焊接结构工艺性主要包括以下几个方面：一、焊接结构材料的选择（一）焊件材料选择原则：焊接结构件在选材时，总的原则是在满足使用要求的前提下，选用焊接性能好的材料。
如低碳钢和低合金钢具有良好的的焊接性能，设计焊接结构件时应该尽量选用这一类材料。
另外，选择焊接结构件材料时还应该注意以下几个问题：①对不同部位选用不同强度和性能的材料时，要考虑其焊接性的差异，对焊接性较差的材料可采用焊前预热和焊后热处理等工艺措施。
②对焊接性能尚不明确的新材料，必须预先进行焊接性试验，根据试验结果制定焊接工艺方案，采取相应的工艺措施。
③焊接结构件应该尽量采用工字钢、槽钢、角钢和钢管等型材。
这样可以减少焊缝数量，简化焊接工艺，提高结构件的强度和刚度。
④形状复杂的结构件可以采用铸——焊、锻——焊、冲压——焊接等复合工艺制造。
（二）常用金属材料的焊接性能1、碳素结构钢和低合金结构钢的焊接性能1）低碳钢：焊接性能优良，可采用任何一种焊接方法进行焊接。
2）中碳钢：焊接性能中等，焊缝易产生热裂，热影响区易产生脆硬组织甚至冷裂。
3）高碳钢：焊接性能差。
因此，不应该选择高碳钢制造焊接结构件。
4）低合金结构钢：强度级别低的低合金结构钢焊接性好。
强度级别高的低合金结构钢焊接性较差。
焊接前应该预热，并应对焊接件和焊接材料严格清理和烘干，选用低氢型焊条，采用合理的焊接顺序。
2、铸铁的焊接性能：焊接性能差。
铸铁不宜作焊接结构材料，只进行修复性补焊。
3、常用有色金属及其合金的焊接性能（1）铜及铜合金：焊接性能比低碳钢差。
容易产生焊不透现象（导热系数大），焊接变形大（热膨胀系数大）。
（2）铝及铝合金：焊接性能比低碳钢差，与铜及铜合金的焊接性能相当。
极易氧化，使焊缝产生夹渣，容易形成氢气孔，热裂纹。
焊接材料的选用（对于焊条的选用）1）按等强度原则选择：如果焊接接头有等强度要求，应该选择焊条的抗拉强度等级等于或稍高于母材的抗拉强度等级。
焊接结构工艺性
• 气割 • 切削加工（车或刨） • 碳弧气刨等
坡口基本形式 ：I、V、X、U
选择依据：
• 板材厚度 • 坡口加工方法
• 焊接工艺性 • 考虑焊接方法、焊接位置、接头类型、
变形大小、熔透要求、经济性等
焊接材料的选择
优先选择可焊性好的低碳、低合金 钢.
否则就要采取相应的工艺措施
– 焊接的难易与变形程度：焊接易于实现，变 形能够控制
– 焊接成本：经济性
பைடு நூலகம்– 施工条件：技术人员设备等条件
➢熔 焊 ： 对 接 、
搭接、角接、T接、 端接
➢压 焊 ： 对 焊 －
对接、点焊和缝 焊－搭接
➢钎焊：搭接
(2)坡口形式设计
Welding Groove Style Design
目的：
• 使接头根部焊透 • 使焊缝成型美观 • 使焊缝金属达到所需的化学成分。
三、焊件结构工艺性设计实例
低压贮气罐，壁厚8mm，压力1.0MPa，温度为常 温，介质为压缩空气，大批量生产。
选择母材材料：短管选用优质碳素结构钢10， 其它选用塑性和焊接性好的普通碳素结构钢 Q235-A。
设计焊缝位置及焊接接头、坡口形式：
–筒节的纵焊缝和筒节与封头相连处的两条环焊缝均 采用对接Ⅰ形坡口双面焊
2-5 焊接结构工艺设计
一、焊接结构生产工艺过程概述
备料→装配→焊接→焊接变形矫正→质量检验 →表面处理
二、焊接结构工艺设计
1. 焊缝布置Weld Arrangement
焊缝应尽量处于平焊位置
焊缝要布置在便 于施焊的位置
焊缝布置要有利于减少焊接应力与变形
– 尽量减少焊缝数量及长度，缩小不必要的焊 缝截面尺寸
钢结构焊接工艺及要求
钢结构焊接工艺及要求钢结构在现代建筑中扮演着重要的角色，它们被广泛应用于桥梁、大型工厂和高层建筑等领域。
而焊接作为一种常见的连接方法，对于钢结构的质量和安全性起着至关重要的作用。
本文将探讨钢结构焊接工艺及其要求，以期为相关从业人员提供一些参考。
一、焊接工艺1. 电弧焊电弧焊是最常用的钢结构焊接工艺之一。
它利用电弧的高温和能量，使焊条和工件熔化并连接在一起。
电弧焊分为手工电弧焊和自动电弧焊两种形式。
手工电弧焊操作简单，适用于小型和复杂结构的焊接；自动电弧焊则适用于大型结构和高效生产。
2. 气体保护焊气体保护焊是利用惰性气体（如氩气）或活性气体（如二氧化碳）来保护焊缝和熔池的一种焊接工艺。
它适用于焊接薄板和高质量要求的焊接。
气体保护焊可分为TIG焊和MIG/MAG焊两种形式。
TIG焊适用于焊接不锈钢、铝合金等材料；MIG/MAG焊适用于焊接钢结构和大批量生产。
3. 子弧焊子弧焊是一种高效率的焊接工艺，它通过在焊条表面形成一个电弧的小圆弧，使焊条自动熔化并填充焊缝。
子弧焊适用于焊接大型结构和长焊缝，能够提高生产效率和焊接质量。
二、焊接要求1. 焊接材料的选择焊接材料的选择对于焊接质量至关重要。
一般情况下，焊接材料应与被焊接的钢材具有相似的化学成分和机械性能。
此外，焊接材料还应具有良好的可焊性和耐蚀性。
2. 焊接前的准备工作在进行焊接之前，需要对焊接部位进行充分的准备工作。
首先，需要清除焊接表面的油污、锈蚀和杂质，以保证焊缝的质量。
其次，需要对焊接接头进行坡口处理，以提高焊接强度和质量。
3. 焊接参数的控制焊接参数的控制对于焊接质量的稳定性和一致性至关重要。
焊接参数包括焊接电流、电压、焊接速度和电弧长度等。
合理的焊接参数能够保证焊缝的充分熔化和填充，避免焊接缺陷的产生。
4. 焊接质量的检测焊接质量的检测是确保焊接结构安全性的重要步骤。
常用的焊接质量检测方法包括目视检测、超声波检测和X射线检测等。
通过这些检测手段，可以及时发现焊接缺陷，并采取相应的措施进行修补或更换。
焊接工艺的特点及应用场合
焊接工艺的特点及应用场合焊接工艺是一种将金属或非金属材料通过熔接的方式连接在一起的加工方法。
焊接工艺具有以下特点：1. 热加工过程：焊接是一种热加工工艺，通过加热将焊接件的金属或非金属材料熔化，并在冷却过程中形成连接。
这种热加工过程使得焊接能够在连接处达到较高的强度。
2. 高效节能：焊接具有高效、节能的特点。
相较于其他连接方式，如螺栓连接、铆接等，焊接工艺不需要附加的连接材料，只需利用焊接材料将零部件连接在一起，既节省了材料，又减少了连接过程中的工艺步骤，提高了生产效率。
3. 结构简洁：焊接工艺连接的零部件结构简洁，外形美观。
焊接连接处的强度高，不易被外界力量破坏，因此焊接连接在工程结构和制造中应用广泛。
4. 应用范围广泛：焊接工艺既适用于金属材料的连接，也适用于非金属材料的连接。
在金属结构、建筑、汽车制造、船舶制造、航空航天等领域中，焊接工艺是最常用的连接工艺之一。
5. 工艺复杂度较高：焊接工艺的施工过程相对较为复杂，需要合理控制焊接参数、选用合适的焊接材料以及严格遵循焊接程序，否则会导致焊缝质量不达标。
因此，焊接工艺需要经过专门的培训和实践才能熟练掌握。
焊接工艺的应用场合主要包括以下几个方面：1. 金属结构制造：焊接工艺在金属结构的制造中被广泛应用，如建筑桥梁、厂房、钢结构等。
焊接能够将金属零部件牢固地连接在一起，提高结构的强度和稳定性。
2. 机械制造：焊接工艺在机械制造中应用广泛，如汽车制造、机械设备制造等。
通过焊接，可以将不同材料的零部件连接起来，形成复杂的机械系统。
3. 船舶制造：焊接工艺在船舶制造中具有重要的地位。
船体的焊接是整个船舶制造过程的重要环节，焊接质量的好坏直接关系到船舶的安全性、耐久性和性能。
4. 冶金工业：焊接工艺在冶金工业中被广泛应用，如钢铁冶炼、有色金属冶炼等。
通过焊接可以将金属材料精确无误地连接在一起，实现高效的冶金加工。
5. 航空航天：焊接工艺在航空航天领域中具有重要的应用价值。
《焊接结构》课程设计说明、课程内容
《焊接结构》课程设计说明一、课程基本信息课程名称：焊接结构学时：60授课对象：焊接专业学分：2课程性质：专业必修课二、课程定位《焊接结构》是焊接技术专业的一门主干专业课程，主要介绍焊接结构生产及现场管理方面的知识，要求具备一定的管理水平，又有较强的焊接结构现场生产实践性。
本课程采用“项目导向、任务驱动”理论实践一体化的教学方法，不单独开设实验课程，强调围绕企业生产为主，积累经验，学会在生产现场进行独立分析、创新设计各种焊接辅助设备，主要内容包括：引导项目：焊接结构（梁、柱、桁架、支架）的生产与管理，主导项目：焊接接头的质量控制（包括变形与应力控制）；焊接接头的结构设计；焊接结构件的装配、定位、检测、焊接的全过程；焊接工艺的审定；典型案例的分析等。
通过对焊接结构件的生产管理，学会钢结构类、承压类设备的焊接设计、焊接工艺思路与程序，注重焊前准备、焊接过程控制、焊后检测等环节，生产中体现各种准备要素（包括相应文件资料），焊接结构生产的装配与焊接之间的关系，保证学生的实际动手能力三、课程设计1.能力目标（1）熟悉焊接结构课程的主题框架（2）能对焊缝、焊接接头的各种类型进行优势比较（3）熟悉焊接梁、柱、桁架等结构件的生产流程（4）熟悉焊接生产中注意的问题（焊接应力与变形）进行分析与控制（5）熟悉焊接结构件生产的装配、定位、检测要求（6）熟悉焊接工艺性审查的主要内容2、知识目标（1）熟悉各种焊接接头、基本符号、各种焊缝特点的基本知识（2）掌握焊接结构生产的工作流程与步骤（3）掌握控制焊接应力与变形的方法，了解形成的主要原因（4）熟悉焊接结构件装配、定位器的使用3、态度目标（1）具有勤奋学习的态度，良好的职业道德和爱岗敬业精神（2）具有认真、严谨、耐心、细致的工作作风4、工作目标能进行焊接生产项目的管理，利用各种知识形成体系，具备生产中设计简单夹具、定位机构、旋转机构的能力，对各种焊缝、焊接接头的布局能严格按照工艺要求进行合理的装配—焊接的顺序选择，熟悉承压类设备焊缝的代码编号，焊接工艺编码语言，能根据焊接装配图纸掌握焊缝、焊接位置的全局关系。
第四节 焊接件的结构工艺性
第四节焊接件的结构工艺性结构工艺性：指在一定的生产规模条件下，如何选择零件加工和装配的最佳工艺方案，因而焊接件的结构工艺性是焊接结构设计和生产中一个比较重要的问题，是经济原则在焊接结构生产中的具体体现。
在焊接结构的生产制造中，除考虑使用性能之外，还应考虑制造时焊接工艺的特点及要求，才能保证在较高的生产率和较低的成本下，获得符合设计要求的产品质量。
焊接件的结构工艺性应考虑到各条焊缝的可焊到性、焊缝质量的保证，焊接工作量、焊接变形的控制、材料的合理应用、焊后热处理等因素，具体主要表现在焊缝的布置、焊接接头和坡口形式等几个方面。
一、焊缝布置焊缝位置对焊接接头的质量、焊接应力和变形以及焊接生产率均有较大影响，因此在布置焊缝时，应考虑以下几个方面。
1．焊缝位置应便于施焊，有利于保证焊缝质量焊缝可分为平焊缝、横焊缝、立焊缝和仰焊缝四种型式，如图3-32所示。
其中施焊操作最方便、焊接质量最容易保证的是平焊缝，因此在布置焊缝时应尽量使焊缝能在水平位置进行焊接。
图3-32 焊缝的空间位置a)平焊 b)横焊 c)立焊 d)仰焊除焊缝空间位置外，还应考虑各种焊接方法所需要的施焊操作空间。
图3-33所示为考虑手工电弧焊施焊空间时，对焊缝的布置要求；图3-34所示为考虑点焊或缝焊施焊空间（电极位置）时的焊缝布置要求。
图3-33 手工电弧焊对操作空间的要求a）合理 b）不合理图3-34 电阻点焊和缝焊时的焊缝布置a）合理 b）不合理另外，还应注意焊接过程中对熔化金属的保护情况。
气体保护焊时，要考虑气体的保护作用，如图3-35所示。
埋弧焊时，要考虑接头处有利于熔渣形成封闭空间，如图3-36所示。
图3-35 气体保护电弧焊时的焊缝布置a）合理 b）不合理图3-36 埋弧焊时的焊缝布置a）合理 b）不合理2．焊缝布置应有利于减少焊接应力和变形通过合理布置焊缝来减小焊接应力和变形主要有以下途径：（1）尽量减少焊缝数量采用型材、管材、冲压件、锻件和铸钢件等作为被焊材料。
焊接件结构工艺性
材料力学性能
考虑材料的强度、韧性、耐腐蚀 性等性能，以满足焊接件的使用
要求。
材料可加工性
考虑材料的可焊性、切割性、弯 曲和矫直等加工性能，以确保焊
接件制造的可行性。
焊接件结构设计优化
减少焊接变形
通过合理的焊缝布置和焊接顺序，降低焊接变形量，提高焊接件 的几何精度。
优化接头形式
根据材料特性和使用要求，选择合适的接头形式，如对接、角接、 搭接等，以提高焊接质量和效率。
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船舶焊接件的结构应便于焊接 操作，减少焊接难度和焊接变 形。
船舶焊接件的结构应有利于提 高焊接质量和效率，减少焊缝 数量和长度。
案例三：压力容器焊接件结构工艺性分析
压力容器焊接件的结构应满足压 力容器的强度、刚度和稳定性要 求，保证压力容器的安全性和可
靠性。
压力容器焊接件的结构应便于焊 接操作，减少焊接难度和焊接变
提高焊接人员技能水平
培训教育
定期开展焊接技能培训 和教育活动，提高焊接 人员的技能水平。
技能认证
实行焊接人员技能认证 制度，确保焊接人员具 备相应的技能水平。
激励机制
建立有效的激励机制， 鼓励焊接人员不断提高 技能水平和工作效率。
05 焊接件结构工艺性案例分 析
案例一：汽车底盘焊接件结构工艺性分析
04 焊接件结构工艺性改进措 施
优化焊接工艺流程
减少焊接工序
通过优化工艺流程，减少不必要的焊接工序，降低生产成本和提高 生产效率。
标准化焊接工艺
制定标准化的焊接工艺流程，确保焊接质量稳定，提高焊接件的可 靠性。
引入先进的焊接工艺
不断探索和采用先进的焊接工艺，如激光焊接、电子束焊接等，提高 焊接质量和效率。
焊接结构工艺性审查
第四章焊接结构工艺性审查为了提高设计产品的工艺性，工厂应对所有新设计的产品和改进设计的产品以及外来产品图样，在首次生产前均需进行结构工艺性审查。
本章主要介绍结构工艺性审查的目的、步骤、内容及结构工艺性分析。
第一节焊接结构工艺性审查的目的与步骤一、结构工艺性审查概念及审查的目的焊接结构的工艺性，是指所设计的焊接结构在具体的生产条件下能否经济地制造出来并采用最有效的工艺方法的可靠性。
焊接结构工艺性审查，是在满足产品设计使用要求的前提下分析其结构形式能否适应具体的生产工艺。
焊接结构是否经济合理，还与该产品的生产批量及生产厂家的设备条件有关。
如图4-2所示的三种管子弯头结构形式，每种形式的工艺性都只是适应一定的生产条件。
可见，审查焊接结构的工艺性主要目的是：保证产品结构设计的合理性，工艺的可行性，结构使用的可靠性和经济性。
二、焊接结构工艺性审查的步骤1．产品结构图审查对图样的基本要求：绘制的焊接结构图样，应符合机械制图国家标准中的有关规定。
图样应当齐全，除焊接结构的装配图外，还应有必要的部件图和零件图。
由于焊接结构一般都比较大，结构复杂，所以图样应选用适当的比例，也可在同一图中采用不同的比例绘出。
当产品结构较简单时，可在装配图上直接把零件的尺寸标注出来。
图样上的技术要求应该齐全合理，若不能用图形、符号表示时，应在技术要求中加以说明。
2．产品结构技术要求审查焊接结构的技术要求，一般包括使用要求和工艺要求。
使用要求：是指结构的强度、刚度、耐久性，以及在环境介质和温度的相对条件下的几何尺寸与力学性能、物理性能、致密性要求等；工艺要求：是指组成产品结构材料的焊接性及结构合理性、生产的方便性和经济性。
第二节焊接结构工艺性审查的内容一、从满足焊接结构强度的可行性分析结构的合理性1．从焊接接头的强度分析以4-4所示的铆接改为焊接结构为例，说明把铆接接头换成焊接接头，应根据接头承载状态及焊接生产特点，在保证强度和使用寿命的条件下选择合理的接头形式。
焊接工艺对焊接结构导电性能的影响
焊接工艺对焊接结构导电性能的影响焊接工艺是针对金属材料进行连接的一种技术方法，广泛应用于制造业和建筑工程中。
焊接结构的导电性能是指在电流传输过程中，焊接结构对电流的传导效率。
不同的焊接工艺会对焊接结构的导电性能产生不同的影响，我将从材料选择、焊接方式以及焊接工艺参数等方面进行论述。
1. 材料选择在焊接结构的导电性能中，材料的导电性是决定因素之一。
通常情况下，导电性能好的金属材料更适合进行焊接。
铜、铝等金属具有良好的导电性能，适合用于导电结构的焊接。
然而，不同的金属材料具有不同的熔点和热传导性，这也会影响焊接工艺的选择。
2. 焊接方式不同的焊接方式对焊接结构的导电性能会产生不同的影响。
常见的焊接方式包括电弧焊、气焊、激光焊等。
其中，电弧焊是最常用的焊接方式之一，可以在焊接区域产生高温，使金属材料熔化并连接起来。
电弧焊接可以实现较高的导电性能，但由于焊接热量集中，容易产生焊接变形和热影响区域。
3. 焊接工艺参数焊接工艺参数是指焊接过程中控制焊接参数的设置，包括焊接电流、焊接速度、焊接时间等。
这些参数的选择将直接影响焊接结构的导电性能。
例如，焊接电流的大小会决定焊接区域的热量输入和熔化程度，过高或过低的焊接电流都会对导电性能产生不利影响。
焊接速度的选择也是关键，过快会导致焊接不充分，影响导电性能；过慢则容易产生过热区域，影响焊接质量。
此外，焊接工艺中的预热和后热处理也对焊接结构的导电性能产生一定的影响。
预热可以减少焊接应力，提高焊接质量；后热处理可以消除焊接应力，提高焊接结构的稳定性和导电性能。
综上所述，焊接工艺对焊接结构导电性能的影响是多方面的，涉及到材料选择、焊接方式以及焊接工艺参数等因素。
在实际应用中，需要根据具体情况进行合理选择和控制，以确保焊接结构具有良好的导电性能。
焊接件结构工艺性
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d）二氧化碳气体保护焊：二氧化碳气体保护焊是以二氧化 碳为保护气体的电弧焊。它用焊丝作电极，靠焊丝和焊件之 间产生的电弧熔化工件金属与焊件，形成熔池，凝固后成为 焊缝。 e）电焊：电焊是利用柱状电极加压通电，在搭接工件接触 面之间焊成一个个焊点的焊接方法。 除以上焊接方法外，还有对焊、凸焊、摩擦焊等焊接方法
使组织恶化
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b）焊缝的位置应尽量对称布置：
焊缝对称布置，焊后不会发生明面和应力集中位置
对于受力较大、结构较复杂的焊接构件，在最大应力断面和应力集中 位置不应该布置焊缝。
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d）焊缝应尽量避开机械加工表面
有些焊接结构，只是某些零件需要进行机械加工，如焊接支架、管配件等。焊缝位 置的设计应尽可能距离已加工表面远一些。
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e）焊缝位置应便于焊接操作
布置焊缝时，要考虑到有足够的操作空间
便于电弧焊的设计
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便于埋弧焊的设计
2、接头形式的选择与设计
接头形式
对接接头受力比较均匀，是常用的接头形式 角接接头T形接头受力情况都较对接接头复
杂，但接头成直角或一定角度联接时，必须 采用这种接头形式
对于变形小但已经允许值的 焊件，通常可以采用机械矫 正法或者火焰加热矫正法加 以消除
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变形方式：
a)纵向和横向收缩变形 b)角变形 c)弯曲变形 d)扭曲变形 e)波浪变形
3、焊接裂纹
焊接应力过大，严重的会使焊件产 生裂纹。
焊接裂纹存在于焊缝或热影响区的 熔合区中，而且往往是内裂纹，危
焊接结构的装配与焊接工艺
第五章焊接结构的装配与焊接工艺装配与焊接是焊接结构生产过程中的核心，直接关系到焊接结构的质量和生产效率。
同一种焊接结构，由于其生产批量、生产条件不同，或由于结构形式不同，可有不同的装配方式、不同的焊接工艺、不同的装配—焊接顺序，也就会有不同的工艺过程。
本章重点介绍装配与焊接工艺方法。
第一节焊接结构的装配装配是将焊前加工好的零、部件，采用适当的工艺方法，按生产图样和技术要求连接成部件或整个产品的工艺过程。
一、装配方式的分类装配方式可按结构类型及生产批量、工艺过程、工艺方法及工作地点来分类。
（一）按结构类型及生产批量的大小分类1．单件小批量生产单件小批量生产的结构经常采用划线定位的装配方法。
该方法所用的工具、设备比较简单，一般是在装配台上进行。
划线法装配工作比较繁重，要获得较高的装配精度，要求装配工人必须具有熟练的操作技术。
2．成批生产成批生产的结构通常在专用的胎架上进行装配。
胎架是一种专用的工艺装备，上面有定位器、夹紧器等，具体结构是根据焊接结构的形状特点设计的。
（二）按工艺过程分类1．由单独的零件逐步组装成结构对结构简单的产品，可以是一次装配完毕后进行焊接；当装配复杂构件时，大多数是装配与焊接交替进行。
2．由部件组装成结构装配工作是将零件组装成部件后，再由部件组装成整个结构并进行焊接。
二、装配的基本条件在金属结构装配中，将零件装配成部件的过程称为部件装配；将零件或部件总装成产品则称为总装配。
无论何种装配方案都需要对零件进行定位、夹紧和测量，这就是装配的三个基本条件。
1．定位定位就是确定零件在空间的位置或零件间的相对位置。
图6-1所示为在平台上装配工字梁。
2．夹紧夹紧就是借助通用或专用夹具的外力将已定位的零件加以固定的过程。
3．测量测量是指在装配过程中，对零件间的相对位置和各部件尺寸进行一系列的技术测量，从而鉴定定位的正确性和夹紧力的效果，以便调整。
上述三个基本条件是相辅相成的，定位是整个装配工序的关键，定位后不进行夹紧就难以保证和保持定位的可靠与准确；夹紧是在定位的基础上的夹紧，如果没有定位，夹紧就失去了意义；测量是为了保证装配的质量，但在有些情况下可以不进行测量（如一些胎夹具装配，定位元件定位装配等）。
焊接结构工艺性分析的步骤
焊接结构工艺性分析的步骤
为了满足焊接结构的技术要求，首先要分析产品的结构特点，了解焊接结 构的工作性质及工作环境，特别在图样上要注意焊接结构各部分之间的关系， 各接头的重要性及其加工要求。然后必须熟悉、消化理解焊接结构的技术要 求以及所执行的技术标准，并结合具体的生产条件来分析考虑整个生产工艺 能否适应焊接结构的技术要求，提出合理的修改方案，改进生产工艺，使产 品全面达到规定的技术要求。图3-4所示为锅筒结构图样技术要求示意图。
焊接结构工艺性分析的步骤
3)由于焊接结构一般都比较大，结构复杂，所以图样应选用适当的比例。 也可在同一图中采用不同的比例绘出。应选用一组必要的视图和表达方 法，完整地表达出结构的形状、各零部件之间的相对位置和连接方式等。 当产品结构简单时，可在装配图上直接把零件的尺寸标注出来。 4)图样上的尺寸标注必须做到正确、完整、清晰、合理。 5)根据产品的使用性能和制作工艺需要，在图样上应有齐全合理的技术 要求。 6)当图样上不能用图形、符号表示时，应在技术要求中用文字加以说明。 2.对产品结构技术要求进行分析
焊接结构工艺性分析的、完整、清晰、合理。 5)根据产品的使用性能和制作工艺需要，在图样上应有齐全合理的技术 要求。 6)当图样上不能用图形、符号表示时，应在技术要求中用文字加以说明。 2.对产品结构技术要求进行分析
焊接结构的技术要求，主要包括使用性能要求和工艺性能要求。使 用性能要求是指结构的强度、刚度、耐久性(抗疲劳、耐磨、耐蚀和抗 蠕变等)，以及在工作环境介质和温度的相对条件下的几何尺寸稳定性 与力学性能、物理性能、致密性要求等；工艺性能要求是指产品结构材 料的焊接性、结构的合理性、生产的可能性、方便性和经济性。
焊接结构工艺性分析的步骤
焊接结构工艺性分析的步骤 1.对产品结构图样进行分析
焊接工艺与焊接结构耐腐蚀性能的影响
焊接工艺与焊接结构耐腐蚀性能的影响随着工业的发展，焊接技术在许多领域中被广泛应用。
焊接工艺以其高效、低成本的特点，成为一种常用的连接方法。
然而，焊接结构在一些特殊环境下，如海洋、化工等工作环境中，常面临严峻的腐蚀问题。
因此，了解焊接工艺对焊接结构耐腐蚀性能的影响，对于提高结构的使用寿命和安全性具有重要意义。
1. 焊接工艺的选择焊接工艺决定了焊缝的质量和性能，对焊接结构的耐腐蚀性能影响巨大。
常见的焊接工艺包括手工电弧焊、气体保护焊、等离子焊等。
不同焊接工艺的特点不同，其对焊接结构耐腐蚀性能的影响也迥然不同。
手工电弧焊因其简单、快速、适用范围广等特点，在许多领域中得到应用。
然而，手工电弧焊接的焊缝质量较差，易受腐蚀介质侵蚀。
因此，在一些对耐腐蚀性能要求较高的场合，应该尽量避免使用手工电弧焊。
相比之下，气体保护焊和等离子焊可通过气体保护作用，减少氧气的接触，从而提高焊缝的耐腐蚀性能。
在选择焊接工艺时，应根据结构的使用环境和要求综合考虑，选择合适的焊接工艺。
2. 焊接材料的选择焊接材料的选择对焊接结构的耐腐蚀性能有重要影响。
一方面，焊接材料应具备良好的耐腐蚀性能，以防止焊接处的腐蚀损伤。
另一方面，焊接材料与基材之间的相容性也是重要的考虑因素。
在选择焊接材料时，应首先确保焊接材料具备足够的抗蚀能力。
根据工作环境的腐蚀特点，选择相应抗腐蚀性能的焊接材料，如耐酸焊条、耐碱焊条等。
此外，焊接材料与基材之间应具备良好的相容性，以保证焊缝的强度和稳定性。
3. 表面处理措施焊接结构表面的处理对耐腐蚀性能有重要影响。
焊接结构的外表面常常容易形成敏感区域，进而引发腐蚀问题。
因此，在焊接完成后，应采取适当的表面处理措施，提高焊接结构的耐腐蚀性能。
常见的表面处理措施包括喷涂防腐漆、热浸镀等。
通过喷涂防腐漆可以形成一层保护膜，减少了外界对焊接结构的腐蚀侵蚀。
热浸镀则可以形成一层金属镀层，增加了结构的抗腐蚀性能。
4. 焊接接头设计焊接接头的设计也对焊接结构的耐腐蚀性能具有重要影响。
焊接结构的工艺性
压力容器设计规定，不能采用十字焊缝， 而且焊缝与焊缝间要有一定距离
4、焊缝设置应尽量对称 （最好能同时施焊）
5、尽量减少焊缝长度和焊缝截面 （减少变形、成本，提高生产率）
6、焊缝应尽量设置在平焊位置 7、焊缝应避开加工部位
气体保护焊
埋 弧 焊
合理
不合理
不合理
合理
三、接头设计
1、接头形式设计
接头基本形式：
受力简单、均匀，节省 材料；下料尺寸精度要求较 高；用于锅炉、压力容器受 力焊缝的焊接。
对接接头、搭接接头、角接接头、T形接头
受力复杂，接头产
生附加弯矩；下料尺寸 精度要求低；应用于受 力不大的行架结构。
用于构成直
角或一定角度连 接的接头。
成：瓶体、瓶嘴 材 料：20钢（或16Mn) 壁 厚：3mm 生产类型：大量生产 设计要点：瓶体要耐压，必须绝对安全。材料的焊接
AAAAAAAAA
中碳钢
AABBAABAA
低合金钢 B A A A A A A A A
不锈钢
AABBABAAA
铸铁
BBCCBB
DB
铝合金
BCCDADAAC
二、焊缝的布置
1、便于焊接操作
点焊或缝焊 不 合 理
合 理
手工电弧焊
2、焊缝要避开应力较大和应力集中部位
无折边 封头
碟形 封头
3、焊缝应避免密集交叉
一、焊接结构材料的选用
焊接结构选材原则： 在满足焊接件使用性能的前提下，应
尽量选用焊接性好的材料。如低碳钢、低 合金钢。
影响焊接性的因素：
金属材料本身性质 焊接方法、焊接材料、焊接工艺
常用金属材料的焊接性
焊接方
焊接结构生产流程和工艺方法
焊接结构生产流程和工艺方法焊接结构生产的工艺过程，根据产品的技术要求、形状和尺寸的差异而有所不同，并巨工厂中现有的设备条件和生产技术管理水平对产品工艺过程的制订也有一定的影响。
但从总体分析，按照工艺过程中各工序的内容以及相互之间的关系，各工艺过程都有着大致相同的生产流程，如图1所示。
图1.焊接结构生产流程1、生产组织与准备生产组织与准备工作对生产效率和产品质量的提高起着基本保证作用，它包括以下几方面的内容：（1）技术准备焊接结构生产的准备工作是整个制造工艺过程的开始。
它包括了解生产任务，审查（重点是工艺性审查）并熟悉结构图样，了解产品技术要求，在进行工艺分析的基础上，制定全部产品的工艺流程，进行工艺评定，编制工艺规程及全部工艺文件、质量保证文件，订购金属材料和辅料，编制用工计划（以便着手进行人员调整与培训）、能源需用计划（包括动力、水、压缩空气等），根据需要定购或自行设计，制造、装配焊接设备和装备，根据工艺流程的要求，对生产面积进行调整和建设等。
生产的准备工作很重要，做得越细致，越完善，未来组织生产就越顺利，生产效率越高，质量越好。
（2）物质准备根据产品加工和生产工艺要求，订购原材料、焊接材料以及其他辅助材料，并对生产中的焊接工艺设备、其他生产设备和工装夹具、量具进行调配、购置、设计、制造或维修。
材料库的主要任务是材料的保管和发放，它对材料进行分类、储存和保管并按规定发放。
材料库主要有两种，一是金属材料库，主要存放保管钢材；二是焊接材料库，主要存放焊丝、焊剂和焊条。
2、备料加工备料加工是指钢材的焊前加工过程，即对制造焊接结构的钢材按照工艺要求进行的一系列加工。
备料加工一般包括以下内容：（1）原材料准备将钢材（板材、型材或管材）进行验收、分类储存、发放。
发放钢材应严格按生产计划提出的材料规格与需要量执行。
（2）材料预处理其目的是为基本元件的加工提供合格的原材料，包括钢材的矫平、矫直、除锈、表面防护处理、预落料等工序。
结构工艺性的概念
结构工艺性的概念结构工艺性概念任何零件、部件或整个产品的结构设计都是根据其用途和使用要求来设计的，但是结构方面是否完善合理，很大程度上还是看这种结构能否满足工艺方面的要求。
如果所设计的产品结构没有考虑到工艺方面的要求，就会在生产过程中降低生产率、延长生产周期、提高产品成本，使产品在市场上失去竞争能力。
因此，产品的结构工艺性的问题在结构设计中是一个十分重要的问题。
结构工艺性的意义：在满足用户产品采用建议的前提下，所制订的结构以及所规定的技术建议必须能够适应环境现代生产工艺水平，并使生产过程易于同时实现并能够确保其经济性。
所谓产品结构工艺性就是指设计的产品结构在具体生产条件下便于制造，能够采用最有效的工艺方法。
也就是说，如果所设计产品结构的工艺性好，则便于应用先进的、生产率高的工艺过程和工艺方法，使产品的制造也是最经济的。
此外，产品结构工艺性也可以认为零件（或部件）在加工或装配时的方便程度和经济程度。
因此，结构工艺性可分为零件结构的工艺性和装配的工艺性。
产品的结构工艺性与生产批量有关，满足用户大量生产的结构工艺性，不一定能够满足用户单件和小批量生产。
另外，随着科学技术的发展和生产工艺的不断进步，结构工艺性的具体内容也就是不断变化的。
因此，企图定量地去测评结构工艺性，通过一些技术经济指标的排序去展开推论，虽然可能将（比如说：采用计算机），但还不是健全的。
下面主要就是定性地表明测评结构工艺性的一些基本原则，也就是工艺人员对结构工艺性展开分析的依据。
对整个来说，结构工艺性需从以下几方面来考虑：1）零件总数，虽然零件的复杂程度可能将差别非常大，但一般来说，共同组成产品的零件总数愈少，特别就是相同名称的零件数目愈少则结构的工艺性愈好。
另外，在一定零件总数中利用生产上已经掌控的零件和组合件的数目愈多（即为设计的产品结构具备继承性），或是标准的、通用型的零件数目愈多，则结构工艺性就愈好。
2）材料的需要量，制造整个产品所需各种材料的数量，特别是贵重材料或稀有材料的数量也是影响结构工艺性的一个重要因素，这点对产品非常重要，因为它影响产品的价格，另外当材料困难时就会影响产品的生产。
常用金属的焊接及焊接件的结构工艺性解析课件
焊接的优缺点
优点
连接强度高，密封性好；适用于各种 金属材料和结构；设备简单，操作方 便。
缺点
易产生焊接变形和残余应力；焊接过 程中易产生裂纹、气孔和夹渣等缺陷； 对焊工技能要求较高。
02
CATALOGUE
常用金属的特性与焊接性
钢铁的特性与焊接性
钢铁是工业中应用最广泛的金属 材料，具有良好的强度、塑性和
焊接作业环境的安全管理
保持焊接作业环境的良好通风，减少有害气体和烟尘的浓度，避免 在密闭或通风不良的环境中进行焊接作业。
焊接作业的环保要求
控制有害气体和烟尘的排放
01
采用低烟尘、低有害气体的焊接材料，减少焊接过程中产生的
有害气体和烟尘的排放。
减少噪音和振动
02
采用低噪音、低振动的焊接设备和工艺，减少对周围环境和人
修复方法
打磨、补焊、更换等，根据具体情况选择合适的修复方法。
05
CATALOGUE
焊接安全与环保
焊接作业的安全防护措施
焊接工人的个人防护
使用焊接面罩、焊接手套、焊接工作服等个人防护装备，以减少 焊接过程中产生的有害光、热和烟尘对人体的伤害。
焊接设备的维护与检查
定期对焊接设备进行维护和检查，确保设备正常运行，防止因设备 故障导致的安全事故。
不锈钢在焊接过程中易出现晶间腐蚀、热裂纹等缺陷，需采取相应的措施进行预防 和控制。
有色金属的特性与焊接性
有色金属包括铝、铜、钛等，具有特殊的物理和 化学性能。
有色金属的可焊性因材料不同而异，常用的焊接 方法有熔化焊、压力焊等。
有色金属在焊接过程中易出现氧化、气孔、热裂 纹等缺陷，需采取相应的工艺措施进行控制。
常用金属的焊接 及焊接件的结构 工艺性解析课件
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时难易程度的不同，因此应尽量选择焊接性好的金属材料来制造焊接结构。
1、低碳钢和强度级别低的低合金结构钢具有良好的焊接性，应优先选用；
2、碳的质量分数大于0.5%的碳钢和碳当量大于0.4%的合金钢焊接性能差，一般 不宜采用；
3、焊接结构件要尽量选用工字钢、槽钢等各种型材，以减少焊缝数量和简化焊 接工艺，同时也能提高结构的强度和刚性；
2、气焊的接头形式：气焊变形大，一般多采用对接接头 或角接接头，在焊接小于2mm的薄板时为了避免烧穿工 件可以采用卷边接头。
3、点焊和缝焊只能用搭接接头。
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三、焊缝布置的原则
在焊接结构中，焊缝布置与焊接质量、生产率、成本及工人劳动 条件有密切关系，因此考虑焊缝布置时应注意以下一般原则： (1)焊缝的布置应尽量分散，避免密集、交叉，以防止金属严重过 热，力学性能下降，如 图12-32所示。图12-32a、b、c为焊缝集中 和重叠，均为不合理的结构，应改为图12-32d、e、f的形式。 (2)焊缝应尽量避开最大应力和应力集中的部位。如大跨度钢梁， 板料接口焊缝不应布置在梁的中间，如图12-33a所示，而把焊缝 移到两边支承点的地方，并尽量采用斜焊缝，如图12-33b、c所示。 对于压力容器不能采用平板接头和无折边的封头，如图12-34a、b 所示，而采用碟形封头(图12-34c)或椭圆封头。
2、焊条电弧焊常见的坡口基本形式：I形坡口、X形坡口、V形坡口、U 形坡口等几种。如图12-29、图12-30、图12-3l所示。 X形坡口适用于钢板厚度12～60mm以及要求焊后变形较小的结构； U形坡口适用于钢板厚度20～60mm较重要的焊接结构； V形坡口加工比较容易，但焊后变形大，适用于钢板厚度3～26mm的 一般结构。
2、电弧拉得过长
3、焊条焊丝角度倾斜 不当
在重要的结构和受 动载的结构中，一 般不允许又咬边存 在
1、焊接电流过大 2、焊接速度过慢 3、焊条角度或运条方 法不正确
4、焊件装配间隙过大
1、被焊部位和填充金 属的表面有油和锈，
2、熔化金属凝固过快 3、电弧过长，空气侵 入熔池
焊后应力与变形大小、坡口加工难易程度及焊接材料消耗等因素综合考 虑。
(一)焊条电弧焊的接头形式
焊条电弧焊的接头形式如图12-27所示。
1、对接接头 是焊接结构应用最多的接头形式，其接头受力比较均匀、
检验方便，接头质量也容易保证，适用于重要的受力焊缝，如锅炉、压 力容器等结构。
不同厚度的钢板对接焊接时，允许厚度差见表12-10。如果对接钢板
3、T形接头和角接接头 两者受力情况比对接接头复杂，当接头要求呈直
角连接时才采用。
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(二)焊条电弧焊坡口形式的选择
1、坡口的定义：将焊件的待焊部位加工出一定形状的沟槽称坡口。 为了保证将焊件根部焊透，并减少母材在焊缝中的比例，焊条电弧 焊时钢板厚度大于6mm时需要开坡口(重要结构中板厚大于3mm时要求 开坡口)。
第七节 焊接结构工艺性 第八节 常见的焊接缺陷及产生原因 第九节 热切割
第七节 焊接结构工艺性
一、焊接结构材料的选择 二、焊接接头 (一)焊条电弧焊的接头形式 (二)焊条电弧焊坡口形式的选择 (三)其它焊接方法的接头形式 三、焊缝布置的原则
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一、焊接结构材料的选择
不同金属材料的焊接性存在着一定差异，其焊接工艺也不相同，因而导致了焊 接
4、异种金属材料的焊接，由于焊接性能的不同，其焊接质量难以保证，应尽量 选用同种金属材料，如必须选用，焊接时则应采用合适的工艺措施；
5、镇静钢的组织致密，可作为重要焊接结构的用材，沸腾钢焊接时易产生裂纹，
用于一般焊接结构的用材。
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二、焊接接头
焊接接头形式的选样应根据结构形状、强度要求、工件厚度、焊缝位置、
的内侧焊缝，焊条无法伸到待焊部位，图12-36b为合理焊
缝布置。
点焊与缝焊时，应考虑电极能伸到待焊位置，如图12—37 所示。
埋弧焊时应考虑接头便于安放焊剂，如图12-38所示。
(5)焊缝应尽量避开机械加工表面 以免破坏加工表面的精度
和表面质量，如图12-39所示。
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下画介绍几种常见的焊接缺陷及其产生的原因， 如表12-11所示。
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缺陷名称、特征
咬边 焊缝和焊件交界 处形成的凹陷
焊瘤：焊接过程 中，熔化金属流 淌到焊缝以外未 熔化的母材上所 形成的金属瘤
气孔：焊接熔池 中气泡在结晶时 来不及逸出产生 的空穴
表12-11 焊接结构的缺陷
图例
产生的原因
说明
1、焊接电流过大
3、坡口形式的选择的依据：主要根据板厚和熔透要求，同时应考虑坡 口加工的可能性和焊缝的可焊到性、能否进行双面焊等。返回
(三)其它焊接方法的接头形式
1、埋弧焊的接头形式：与焊条电弧焊基本相同，但因采 用的电流大，所以熔深也大，当焊件厚度小于14mm时 可开I形坡口单面焊接，当焊件厚度小于25mm时，可开I 形口双面焊接。焊厚件时，开坡口角度小于焊条电弧焊， 钝边应略大于焊条电弧焊。
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(3)焊缝位置应尽量均匀、对称、以减少焊接应力与变形。
图12-35a所示焊缝偏置于焊件中性轴一侧，焊后会产生较 大的弯曲变形。图12-35b所示焊缝对称于中性轴，有可能 使弯曲变形抵消。图12-35c所示焊缝在中性轴上，焊后变 形较小。
(4)焊缝位置应便于操作。
焊条电弧焊时，应考虑焊接操作的空间。 如图12-36a所示
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图12-39焊缝远离已加工表面设置 返回
第八节 常见的焊接缺陷及产生原因
在焊接过程中，焊接接头区域有时会产生不符合 设计或工艺文件要求的各种焊接缺陷。
焊接缺陷的存在，不但减少焊缝截面，降低承载 能力，更严重的是导致脆性断裂，影响焊接结构 的使用安全。因此，焊接时应尽量避免缺陷的产 生，或将缺陷控制在允许的范围内。
厚度差超过规定，则应在较厚板上加工出单面或双面斜边的形式，以保 证接头质量，如图12-28所示。
2、搭接接头 因两焊件不在同一个平面内，受力时产生附加弯矩，降低接
头强度，一般应避免采用，但搭接接头不用开坡口，备料、装配比较容 易，对某些受力不大的平面连接(如厂房屋架、桥梁等)，采用搭接接头 可以节省工时。