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(jié)構(gòu)的性能和安全可靠性。根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)特征、焊件厚度、質(zhì)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(zhì),焊接質(zhì)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(gòu)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(jié)構(gòu)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(gòu)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(jié)構(gòu)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(gòu)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(jié)構(gòu)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(zhì)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(jié)構(gòu)的特征、工件材質(zhì)及厚度、焊縫質(zhì)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(zhì)量達到技術(shù)條件規(guī)定的要求;
②. 焊接質(zhì)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。