用焊接方法連接的接頭稱為焊接接頭。完整的焊接接頭應包括:焊縫金屬、熔合區(qū)、熱影響區(qū)與母材,如圖6-7所示。
一、焊接接頭的基本形式
焊接接頭的性能直接影響著焊接結構的性能和安全可靠性。根據(jù)焊接結構特征、焊件厚度、質量要求和施焊位置的不同,應采用不同的焊接接頭形式。常用的焊接接頭有:對接接頭、角接接頭、T形接頭和搭接接頭四種主要基本形式,如圖6-8所示。
此外,還有在上述四種主要基本焊接接頭的基礎上延伸的接頭形式,如十字接頭、塞焊接頭、槽焊接頭、端接接頭、套管接頭、卷邊焊接頭和鎖底焊接接頭等。
選用何種焊接接頭形式,一般取決于下列條件:設計條件要求,載荷的性質,焊接質量要求和檢查條件,焊接應力和變形。
1. 對接接頭
由兩焊接面相對平行連接的接頭稱為對接接頭。它是焊接結構中使用最廣泛的一種焊接接頭的基本形式。從焊接力學角度來講,對接接頭是最理想的接頭形式,所以重要結構的焊接接頭大多采用對接接頭。對接接頭的坡口形式有:I形坡口、單邊V形坡口、V形坡口、X形坡口、U形坡口及雙U形坡口等形式,如圖6-9所示。
2. 角接接頭
由兩焊件端部構成大于30°、小于135°的夾角,以角度連接的接頭形式稱為角接接頭。角接接頭坡口形式有:不開坡口、I形坡口、單邊V形坡口、V形坡口和K形坡口等。圖6-10是角接接頭示意圖。
由于角接接頭的承載能力差,常用于不重要的焊接結構中。壓力容器規(guī)程中規(guī)定不允許采用如圖6-11所示的不合理的角接接頭形式。
3. T形接頭
由一焊件的端面與另一焊件表面構成直角或近似直角的接頭形式稱為T形接頭。T形接頭的應用僅次于對接接頭,特別在船體結構中廣泛采用。T形接頭的坡口形式有I形坡口、單邊V形坡口、K形坡口等形式,如圖6-12所示。
4. 搭接接頭
由兩焊件部分搭疊構成的連接接頭形式稱為搭接接頭。搭接接頭的應力分布不均勻,疲勞強度低,是一種不十分理想的接頭形式。
搭接接頭根據(jù)結構形式和強度要求有不開坡口、槽焊和塞焊等形式,如圖6-13所示。
二、坡口形式及其尺寸
根據(jù)設計和工藝需要,為了保證焊接接頭達到良好的根部焊透和完善的焊縫質量,當焊件厚度超過一定尺寸時,必須在焊件的待焊部位加工成一定幾何形狀的坡口。
焊接坡口形狀和尺寸的具體選擇,視焊接結構的特征、工件材質及厚度、焊縫質量要求、焊接方法和施焊條件等因素而決定。一般來說,焊接坡口形式應考慮下列條件:
①. 坡口形式和尺寸必須滿足焊接工藝可操作性,保證焊接接頭質量達到技術條件規(guī)定的要求;
②. 焊接質量的檢查實施可行性;
③. 坡口加工設備條件;
④. 減少焊接材料的消耗量;
⑤. 以求減小焊接變形和焊接應力;
⑥. 提高生產(chǎn)效率,降低成本。
1. 坡口尺寸(見圖6-14)
①. 坡口面角度和坡口角度
焊件表面的垂直面與坡口面之間的夾角稱為坡口面角度,兩坡口面之間的夾角稱為坡口角度。坡口角度由坡口形式和焊件厚度而定。
②. 根部間隙
焊接前,在焊接接頭根部之間預留的空隙稱為根部間隙。預留根部間隙的目的在于保證焊縫根部的焊透。
③. 鈍邊
焊件開坡口時,沿焊件厚度方向未開坡口的端面部分稱為鈍邊。鈍邊的作用在于防止焊接時根部焊穿。
④. 根部半徑
在J形、U形坡口底部的半徑稱為根部半徑。根部半徑的目的在于增大坡口根部的空間,保證焊縫根部的焊透。
2. 坡口形式
根據(jù)坡口形式不同,坡口可分成I形(即不開坡口)、單邊V形、V形、U形、X形、K形和J形等多種形式坡口。