坡口的形式及加工

一、坡口的形式

坡口的形式是根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成—定几何形状的沟槽，焊件开坡口形式,主要是为了保证焊接接头的质童和施焊方便,使焊缝根部焊透等,同时调节母材与填充金属的比例等。

坡口的形式很多，具体选用哪种坡口形式，主要取决于焊接方法、焊接位置、焊件厚度、焊缝熔透及经济合理性等因素的要求，选择坡口的形式应注意以下问题：

（1）是否具备该坡口的加工条件。

（2）该坡口在施工现场的可焊到性。

（3）焊接材料的消耗是否增大了生产成本。

（4）该坡口在焊接施工中，焊接变形如何。

常用的坡口形式有Ⅰ形、V形、双V形、U形、K形和X形等。坡口尺寸及符号如图4-5所示。当对接接头板厚为1mm~6mm时，用I形坡口采用单面焊或双面并能保证焊透；当对接接头板厚大于或等于3mm时,为了保证焊缝的有效厚度或焊透，改善焊缝成形,可将被焊部位加工成V形、Y形、双V形及U形、K形、X形等各种形状的坡口。

在常用的坡口形式中，当板厚相同时，双面坡口比单面坡口、U形坡口比V形坡口焊接材料消耗少、焊接变形也小。随着板厚的增大，上述优点更加突出，但是,U形坡口较难加工，坡口的加工费用也大，所以，只用于重要的焊接结构上使用。

二、坡口的加工

焊接坡口的边缘准备工作,主要包括坡口成形加工、焊缝封底刨槽以及坡口清洁等。坡口成形加工方法的选用,根据钢板厚度及焊接接头形式而定的。目前,工厂中主要采用下列加工方法：

1.剪切

不开坡口的钢板可用剪切机进行加工。此法生产率很高，加工方便，加工后的坡口能合乎焊接的要求,但不能剪切厚钢板，同时不能加工有角度的坡口。

2.氧气切割

是一种使用很广的坡口成形加工方法，它能切割直线各种角度以及曲线形状的板材，此法更适用于厚钢板的切割,生产率很高。氧气切割有手工、自动和半自动3种方法。手工切割一般用于较薄或较小的板材加工，大量的切割工作则用自动和半自动切割机完成。为了提高切割效率,在半自动切割机上可装置两把或3把割炬，进行V形或X形坡口的一次切割,在自动切割机上可装置2把~10把割炬切割。

3.刨削

利用刨边机刨削，能加工任何复杂形状坡口，加工后的坡口较平直,适用于自动焊的焊件边缘加工。这种方法进行不开坡口边缘加工时，可一次刨削成叠钢板，目前大型船厂采用较普遍。

4. 碳弧气刨

碳弧气刨是一种新的加工坡口方法，主要用于对接接头多层焊的正面和封底焊时气刨坡口。此法具有效率高、劳动强度低以及适用于全位置厚板的坡口准备等优点,碳弧气刨有手工、半自动和自动3种方法。

焊接前,焊件坡口的清洁工作，对于电弧稳定燃烧及保证焊接质量的影响很大。若焊件坡口上有铁锈、油脂、油漆、水分以及其他污物时，应该停止焊接,并采取措施加以消除,否则会导致焊缝产生气孔、夹渣以及未焊透等缺陷，通常采用风动钢丝刷和砂轮、尖头螂头以及气焊火焰等工具来清除。

三、坡口的尺寸及名称

1.坡口尺寸

气焊、焊条电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸如表4-1所列。

2. 坡口各部分名称及表示方法

（1）坡口角度  指两坡面之间的夹角称为坡口角度，用符号α表示。

（2）坡口面角度  指焊件待加工坡口的端面与坡口面之间的夹角称为坡口面角度。开单面坡口时，坡口角度与坡口面角度相等；开双面对称坡口时，坡口面角度等于1倍~2倍坡口角度。坡口面角度用符号β表示。

（3）钝边指钝边的大小，与采用的焊接方法和要求焊透程度、焊件被焊部分厚度等工艺要求有关，钝边的作用是防止焊缝根部焊穿，钝边尺寸用符号P表示。

（4）根部间隙  指焊件装配好后，在焊缝的根部通常都留有一定的间隙，这个间隙的作用就是确保焊缝根部焊透，特别是在单面焊接双面成形的操作中，更要注重在焊缝根部留有一定的间隙，使焊接打底层焊道时能将根部焊透。根部间隙用符号b表示。

（5）根部半径  指在J形、U形坡口底部的半径称为根部半径，根部半径的作用是增大坡口根部的空间，使焊条或焊丝(在充分考虑到焊嘴不影响焊接情况下)能够伸入到坡口根部空间焊接，以确保根部焊透。根部半径用符号R表示。

（6）坡口深度  指开坡口的目的主要是保证焊件在厚度方向上全部焊透，坡口深度越大，焊透程度也就越大，焊缝消耗的焊接材料也就越多，焊接变形也大。坡口深度用符号H表示。

3.坡口对焊条质量的影响

坡口尺寸对焊缝质量影响很大。坡口角度α、根部间隙b、钝边P被称为“坡口三要素”，其相互间关系如下：

（1）当钝边尺寸P较大而根部间隙不变时，焊缝根部的熔透程度受到影响，这样，反面封底焊缝的焊接工作量要加大；当钝边的尺寸P较小而根部间隙较大时，焊缝根部可以熔透，也可能烧穿形成焊漏，结果如何取决于焊工的技术水平。

（2）当坡口角度α太大时，缩小根部间隙b和加大钝边P,用小直径焊条也可以保证焊缝根部熔透；当坡口角度α太小时，应加大根部间隙b,适当减小钝边p,用小直径焊条也可以将焊缝根部熔透。

多处还要注意，焊前还要清除坡口表面的铁锈、油污、水分等目的是提高焊透金属强度。