第三节

焊接接头形式和焊缝形式

用焊接方法连接的接头称为焊接接头（简称接头）。焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区。

在手工电弧焊中，由于焊件的厚度、结构的形状及使用条件不同，其接头形式及坡口形式也不相同。焊接接头的基本形式可分为：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其他类型的接头形式，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。

1.对接接头

两焊件端面相对平行的接头称为对接接头。对接接头是在焊接结构中采用最多的一种接头形式。

根据焊件的厚度、焊接方法和坡口准备的不同，对接接头可分为如下几种。

（1）不开坡口的对接接头。当钢板厚度在6mm以下，一般不开坡口，只留1～2mm的接缝间隙，如图1-5所示。但这也不是绝对的，在有些重要的结构中，当钢板厚度大于3 mm时，就要求开坡口。所谓坡口就是根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工的一定几何形状的沟槽。

（2）开坡口的对接接头。开坡口就是用机械、火焰或电弧等方法加工坡口的过程。

将接头开成一定角度叫坡口角度，其目的是为了保证电弧能深入接头根部，使接头根部焊透，以便于清除熔渣获得较好的焊缝成形，而且坡口能起到调节焊缝金属中的母材和填充金属的比例作用。钝边（焊件开坡口时，沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分）是为了防止烧穿，但钝边的尺寸要保证第一层焊缝能焊透。根部间隙（焊前，在接头根部之间预留的空隙）也是为了保证接头根部能焊透。对于板厚大于6mm的钢板，为了保证焊透，焊前必须开坡口。坡口形式分为如下几种。

①V形坡口：钢板厚度为7～40mm时，采用V形坡口。V形坡口有：V形坡口、钝边V形坡口、单边V形坡口、单边钝边V形坡口四种，如图1-6所示。V形坡口的特点是加工容易，但焊后焊件易产生角变形。

②X形坡口：钢板厚度为12～60mm时可采用X形坡口，也称双面V形坡口，如图1-7所示。X形坡口与V形坡口相比较，具有在相同厚度下，它能减少焊着金属量约1/2，焊件焊后变形和产生的内应力也小些。所以它主要用于大厚度以及要求变形较小的结构中。

③U形坡口：U形坡口有U形坡口、单边U形坡口、双面U形坡口三种，如图1-8所示。当钢板厚度为20～60mm时采用U形坡口[图1-8（a）]，当钢板厚度为40～160mm时采用双面U形坡口[图1-8（c）]。

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形接头的形式如图1-9所示。

T形接头形式在焊接结构中被广泛地采用。按照焊件厚度和坡口准备的不同，T形接头可分不开坡口、单边V形、K形以及双U形四种形式。

T形接头作为一般焊缝，钢板厚度在2～30mm时，可采用不开坡口，它不需要较精确的坡口准备。若T字接头的焊缝要求承受载荷，则应按照钢板厚度和对结构强度的要求，可分别选用单边V形、K形和双U形等坡口形式，使接头能焊透，保证接头强度。

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。角接接头形式如图1-10所示。

角接接头一般用于不重要的焊接结构中。根据焊件厚度和坡口准备的不同，角接接头可分为不开坡口、单边V形坡口、V形坡口及K形坡口四种形式，但开坡口的角接接头在一般结构中较少采用。

4.搭接接头

两焊件部分重叠构成的接头称为搭接接头。搭接接头根据其结构形式和对强度的要求不同，可分为不开坡口、圆孔内塞焊以及长孔内角焊三种形式，如图1-11所示。

不开坡口的搭接接头，一般用于12mm以下钢板，其重叠部分为3～5倍板厚，并采用双面焊接。这种接头的装配要求不高，也易于装配，但这种接头承载能力低，所以只用在不重要的结构中。

当遇到重叠钢板的面积较大时，为了保证结构强度，可根据需要分别选用圆孔内塞焊和长孔内角焊的接头形式。这种形式特别适合于被焊结构狭小处以及密闭的焊接结构，圆孔和长孔的大小和数量要根据板厚和对结构的强度要求而定。

焊缝就是焊件经焊接后所形成的结合部分。焊缝按不同分类的方法可分为下列几种形式。

1.按焊缝在空间的不同位置分类

（1）平焊缝。它是焊缝倾角在0°～5°，焊缝转角在0°～10°的平焊位置施焊的焊缝，如图1-12所示。

（2）立焊缝。它是焊缝倾角在80°～90°，焊缝转角在0°～180°的立焊位置施焊的焊缝，如图1-13所示。

（3）横焊缝。它是焊缝倾角在0°～5°，焊缝转角在70°～90°的横焊位置施焊的焊缝，如图1-14所示。

（4）仰焊缝。有两种情况，一种是焊缝倾角在0°～15°，焊接转角165°～180°的对接焊缝；另一种是角焊缝的焊缝倾角在0°～15°，焊缝转角115°～180°的仰焊位置施焊的焊缝，如图1-15所示。

图1-14 横焊缝

图1-15 仰焊缝 （a）对接仰焊缝；（b）T形接头仰焊缝

2.按焊缝不同结合形式分类

（1）对接焊缝。在焊件的坡口面间，或一焊件的坡口面与另一焊件表面间焊接的焊缝，称为对接焊缝，如图1-16所示。

（2）角焊缝。沿两直交或近直交焊件的交线所焊接的焊缝称为角焊缝，如图1-17所示。

3.按焊缝不同断续情况分类

（1）定位焊缝。焊前为装配和固定焊件接头的位置而焊接的短焊缝称为定位焊缝。

（2）连续焊缝。沿接头全长连续焊接的焊缝。

（3）断续焊缝。沿接头全长焊接具有一定间隔的焊缝称为断续焊缝。它又可分为并列断续焊缝和交错断续焊缝。

1.选用原则

上述各种接头形式在选择坡口形式时，应尽量减少焊缝金属的填充量，便于装配和保证焊接接头的质量，因此应考虑下列几条原则：

（1）是否能保证焊件焊透；

（2）坡口的形状是否容易加工；

（3）应尽可能地提高生产率，节省填充金属；

（4）焊后焊件变形应尽可能小。

2.焊接坡口的加工

坡口的加工方法可根据焊件的尺寸、形状及本单位的加工条件选用，一般有以下几种方法。

（1）剪边。对于Ⅰ形坡口可在剪板机上剪切加工，或用气体火焰切割等。

（2）刨边。用刨床或刨边机加工坡口。加工U形坡口只能用这种方法。

（3）车削。用车床或刨边机加工坡口。该法适用于加工管子的坡口。

（4）切割。用气体火焰手工切割法或自动切割机加工坡口。可以割出V形、X形、K形坡口。如球罐的球壳板坡口加工就采用此方法。

（5）碳弧气刨。主要用于清理焊根时的开坡口。效率较高，但劳动条件较差。

（6）铲削或磨削。用手工或风动工具铲削或使用砂轮机（或角向磨光机）磨削加工坡口。效率较低。多用于有缺陷时的返修部位的开坡口。

坡口的加工质量（如平整度、直度、尺寸均匀性等）及坡口的清理对于焊缝的质量有很大的影响。

3.禁止使用的接头形式

禁止使用于压力容器的角焊缝见图1-18。