焊接接头与坡口

一、焊接接头的组成及形式

1.焊接接头的组成

焊接接头是指用焊接方法连接的接头，简称接头。焊接接头由焊缝、熔合区和热影响区三部分组成，如图2-3-8所示。

焊缝是指焊接加热熔化后熔池冷却结晶形成的金

熔合线是指焊接接头横截面上，宏观腐蚀所显示的焊缝轮廊线。

熔合区是焊缝向热影响区的过渡区，即熔合线处微观显示的母材半熔化区，最高加热温度在固、液相线之间。熔合区是产生裂纹、发生局部脆性破坏的危险区，是焊接接头中的薄弱环节。

热影响区是指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。焊接热影响区各点经受的热循环不同，焊后发生组织和性能的变化也不相同。

2.焊接接头的形式

焊接接头的基本形式有对接接头、T形接头、角接接头、搭接接头四种。有时焊接结构中还有一些特殊的接头形式，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。常见焊接接头形式见表2-3-5。

(1)对接接头

两焊件表面构成大于或等于135°、小于或等于180°的接头称为对接接头。对接接头是各种焊接结构中采用最多的一种接头形式。

(2)T形接头

一焊件的端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头称为T形接头。T形接头是使用范围仅次于对接接头的接头形式。

(3)角接接头

两焊件端面间构成大于30°、小于135°夹角的接头称为角接接头。角接接头承载能力较差，一般用于不重要的结构中。

(4)搭接接头

两焊件部分重叠构成的接头称为搭接接头。搭接接头的装配要求不高，但承载能力低，只用在不重要的结构中，特别适用于被焊结构狭小处及密闭的焊接结构。

二、坡口

坡口是指根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成的一定几何形状的沟槽。

1.开坡口的目的

开坡口的主要目的是保证接头根部焊透，以便于清除熔渣，获得优质的焊接接头，并且坡口还可以调节焊缝的熔合比。

2.坡口形式

焊接生产中，常用的坡口类型有I形坡口、V形坡口、X形坡口和U形坡口。坡口类型与接头形式、母材厚度、焊接变形等因素密切相关，四种基本接头形式的坡口类型如图2-3-9〜图2-3-12所示。

（1）对接接头的坡口

钢板厚度在6mm以下的焊件，一般不开坡口；钢板厚度在6mm以上的焊件，必须开坡口，V形坡口加工容易，但焊接时容易产生角变形；X形坡口主要用于大厚度以及要求变形较小的结构中；U形坡口加工较为困难，但焊敷金属量最少，焊缝的熔合比小。

(2)T形接头的坡口

当钢板厚度为2~30mm时，可采用I形坡口。若T形接头在焊缝要求承受载荷时，则应按照钢板厚度和对结构强度的要求，可分别考虑选用单边V形、带钝边双单边V形或带钝边双J形等坡口形式，使接头焊透，以保证接头强度。

(3)角接接头的坡口

根据焊件的厚度不同可分为1形坡口、带钝边单边V形坡口、带钝边单边V形坡口及带钝边双单边V形坡口，但开坡口的角接接头在结构中较少采用。

（4）塔接接头的坡口

I形坡口的塔接接头，其重叠部分3~5倍板厚，并采用双面焊接。这种接头的装配要求不高，但承载能力低，只用在不重要的结构中；当结构重叠部分的面接较大时，为了保证结构强度，可根据需要分别选用圆孔塞焊缝和长孔槽焊缝的形式。

3. 坡口尺寸

坡口尺寸主要有坡口角度、坡口面角度、根部间隙、钝边高度、根部半径和坡口深度等，见表2-3-6。

坡口角度：两坡口面之间的夹角，用α表示。坡口面指待焊件上的坡口表面。

坡口面角度：待加工坡口的端面与坡口面之间的夹角，用β表示。

根部间隙：焊前在接头根部之间预留的空隙，用b表示。其作用在于打底焊时保证根部焊透，根部间隙又称装配间隙。

钝边：焊件开坡口时，沿焊件接头坡口根部端面的直边部分称钝边，用c表示。钝边的作用是防止根部烧穿。

根部半径：在J形、U形坡口底部的圆角半径，用R表示，其作用是增大坡口根部的空间，以便焊透根部。

坡口深度：焊件上开坡口部分的高度，用h表示。

4.坡口制备方法

坡口的制备方法有机械切割（如车、铣、刨、锯等）、气割、碳弧气刨、激光切割、等离子切割和水切割等，生产中可根据焊件的尺寸、形状、加工条件、加工成本等来选择。

5.注意事项

在选择焊接接头的坡口形式时，应尽量减少焊缝金诚的填充量，便于装配及保证焊接接头的质量，因此选择坡口类型时应注意以下几点:

(1)保证焊件焊透。

(2)坡口的形状容易加工。

(3)尽可能节省焊接材料，提高生产率。

(4)焊接后焊件变形尽可能小。