坡口设计原则

(1)尽量减少焊缝金属的熔敷量，提高生产率。

(2)应保证熔透(焊透)和避免产生根部裂纹。

(3)坡口加工方便，有利于焊接操作。

(4)尽量减少工件的焊后变形。

导师带徒论文

题目：不同板厚焊接坡口形式的研究

姓名：田飞

单位：五分公司

2008年8月27日

目录

一、简述焊接技术的发展（焊接概述）。。。。。。。。。。。1

二、手弧焊工艺.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。2

三、焊接接头的种类及接头型式.。。。。。。。。。。。。。。。3

四、焊缝坡口的基本形式与尺寸.。。。。。。。。。。。。。。7

五、焊缝形式及形状尺寸.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8

六、结语。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9

七、参考文献.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9

一、简述焊接技术的发展（焊接概述）

1.焊接概述

焊接是通过加热、加压，或两者并用，使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛，既可用于金属，也可用于非金属。

2.焊接技术的发展历史

焊接技术是随着金属的应用而出现的，古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。中国商朝制造的铁刃铜钺，就是铁与铜的铸焊件，其表面铜与铁的熔合线婉蜒曲折，接合良好。春秋战国时期曾侯乙墓中的建鼓铜座上有许多盘龙，是分段钎焊连接而成的。经分析，所用的与现代软钎料成分相近。

战国时期制造的刀剑，刀刃为钢，刀背为熟铁，一般是经过加热锻焊而成的。据明朝宋应星所著《天工开物》一书记载：中国古代将铜和铁一起入炉加热，经锻打制造刀、斧；用黄泥或筛细的陈久壁土撒在接口上，分段煅焊大型船锚。中世纪，在叙利亚大马士革也曾用锻焊制造兵器。

古代焊接技术长期停留在铸焊、锻焊和钎焊的水平上，使用的热源都是炉火，温度低、能量不集中，无法用于大截面、长焊缝工件的焊接，只能用以制作装饰品、简单的工具和武器。

19世纪初，英国的戴维斯发现电弧和氧乙炔焰两种能局部熔化金属的高温热源；1885～1887年,俄国的别纳尔多斯发明碳极电弧焊钳；1900年又出现了铝热焊。

20世纪初，碳极电弧焊和气焊得到应用，同时还出现了薄药皮焊条电弧焊，电弧比较稳定，焊接熔池受到熔渣保护，焊接质量得到提高，使手工电弧焊进入实用阶段，电弧焊从20年代起成为一种重要的焊接方法。

在此期间，美国的诺布尔利用电弧电压控制焊条送给速度，制成自动电弧焊机，从而成为焊接机械化、自动化的开端。1930年美国的罗宾诺夫发明使用焊丝和焊剂的埋弧焊，焊接机械化得到进一步发展。40年代，为适应铝、镁合金和合金钢焊接的需要，钨极和熔化极惰性气体保护焊相继问世。

我们以手工电弧焊为例，将重点介绍对“不同板厚焊接坡口形式的研究”。

二、手弧焊工艺

1．焊接接头形式和坡口形状

根据焊件厚度和工作条件不同，常用的焊接接头形式有对接、搭接、丁字接和角接等四种。对接接头是各种焊接结构中采用最多的一种接头形式。因对接接头受力较均匀，所以重要的受力焊缝尺量选用。根据焊接板厚不同，对接接头的坡口型式有：

（1）I形坡口（或称平接）：用于焊接板厚为1-6mm的焊接，为了保证焊透件，接头处要留有0-2.5mm的间隙。

（2）V形坡口：用于板厚为6-30mm焊件的焊接，该坡口加工方便。

（3）X形坡口：用于板厚12-40mm焊件的焊接，由于焊缝两面对称，焊接应力和变形小。

（4）U形坡口：用于板厚20-50mm焊接的焊接、容易焊透、工件变形小。

2．焊缝的空间位置

按焊缝在空间位置不同，可分为平焊、立焊、横焊和仰焊等。平焊时操作方便、劳动条件好，生产率高、焊缝质量容易保证，对操作者的技术水平要求较低，所以应尽可能地采用平焊。仰焊最难焊接。

3．焊接工艺参数及其确定

焊接工艺参数是焊接时为保证焊接质量而选定的诸物理量的总称。手弧焊的焊接工艺参数主要包括：焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度和焊接层数等。

（1）焊条直径的选择：根据焊件的板厚国标标准规定的直径规格进行选择。工件厚时，可选择较粗焊条，平焊低碳钢时，可按下面选取。

焊件厚度（mm） 2

3

4～5

6～12

>12

焊条直径(mm) 2

3.2

3.2～4

4～5

5-6

（2）焊接电流的确定：根据焊条直径选择焊接电流。焊接低碳钢时，按下面经验公式选择焊接电流：I=(30～50)d 。应当指出，上式只提供一个大概的焊接电流范围，实际生产中，还要根据焊件厚度、接头形式、焊接位置、焊条种类等因素，通过试焊来调整和确定焊接电流大小。电流过小，易引起夹渣和末焊透；电流过大，易产生咬边、烧穿等缺陷。 （3）电弧电压：由电弧长度决定（即焊条焊芯端部与熔池之间的距离）。电弧长，电弧电压高，电弧燃烧不稳定；熔深减小，飞溅增加，且保护不良，易产生焊接缺陷；电弧短，电弧电压低。操作时采用短电弧，一般要求电弧长度不超过焊条直径。

（4）焊接速度：指焊条沿焊接方向移动的速度，即单位时间内完成的焊缝长度，手弧焊时，焊接速度由操作者凭经验来掌握。

三、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同，其接头型式及坡口形式

也不同。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。 1.对接接头

两件表面构成大于或等于135°，小于或等于180°夹角的接头，叫做对接接头。在各种焊接结构中它是采用最多的一种接头型式。 钢板厚度在6mm 以下，除重要结构外，一般不开坡口。

厚度不同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

δ—δ1)

。

(a)

(b)

图1—8 不同厚度板材的对接 (a)单面削薄， (b)

双面削薄

表1-2

2.角接接头