焊接结构是由许多部件、元件、零件用焊接方法连接而成的,因此焊接接头的性能质量好坏直接与焊接结构的性能和安全性、可靠性有关。多年来焊接工程界对焊接接头进行了广泛的试验研究,这对于提高焊接结构的性能和可靠性,扩大焊接结构的应用范围起了很大作用。
焊接接头的基本类型
用主要的焊接方法如熔焊、压焊和钎焊都可制成焊接结构,用这些焊接方法连接金属结构形成不可拆的连接接头—焊接接头,分别形成熔焊接头、压焊接头和钎焊接头,从而构成焊接结构。但应用最广泛的是熔焊,这里重点介绍熔焊接头。
1)熔焊接头:熔焊接头由焊缝金属、熔合线、热影响区和母材所组成。而焊缝金属是填充材料和部分母材熔化后凝固而成的铸造组织。熔焊接头各部分的组织是不均匀的,性能上也存在差异。这是由于以上四个区域化学成分和金相组织不同,并且接头处往往改变了构件原来的截面和形状,出现不连续,甚至有缺陷,形成不同程度的应力集中,还有焊接残余应力和变形,大的刚度等都对接头的性能有影响,结果使接头不仅力学性能不均匀,而且物理化学性能也存在差异。为保证焊接结构可靠地工作,希望焊接接头具有与母材相同的力学性能,有些情况下还希望获得相同的物理和化学性能,如导电、导磁、抗腐蚀性能和相同的光泽和颜色等。
2)压焊接头:除了上述熔焊接头外,电阻焊、摩擦焊、扩散焊、超声波焊、冷压焊和爆炸焊统称为压焊,其中电阻焊和摩擦焊由于其具有高效率的特点,在许多部门得到了广泛的应用。
3)钎焊接头:钎焊接头也有多种类型,但基本类型只有对接接头和搭接接头两种。
02熔焊坡口形式的选择
熔焊坡口形式根据其形状,可分三类,即基本型;还有就是特殊型,如卷边的、带垫板的、锁边的和塞焊、开槽焊等;组合型,顾名思义这是上述各型组合而成.
1)工厂的加工条件。例如采用双V形、Y形、单边V形、双单边V形、V形、I形等坡口可用气割、等离子弧切割,当然也可用金属切削方法加工。但双U形、带钝边U形、带钝边J形、U形、Y形坡口一般需用刨边机加工(最近也有采用气割加工U形坡口的报道),效率较热切割低。
2)可达性的好坏。采用Y形、带垫板Y形、带垫板V形、VY形、带钝边的U形等坡口的接头,施焊时,一般可不需翻转,对内径较小的容器或管道,以及不便翻转的结构,为避免仰焊及不能从内侧施焊,则可采用这种坡口和焊缝形式。
3)减小焊接材料的消耗量,一般熔敷金属量小,焊接材料(焊条、焊丝和焊剂、保护气体)消耗也小,也节省加工时间。同样板厚:Y形比双Y形坡口的熔敷金属量增加最大可达50%,双U形或UY形则更加节省熔敷金属,因此对于大厚度的焊接接头,多采用这种较经济的坡口。
对于不适于电渣焊、电子束焊的特厚件焊缝还采用窄间隙焊。电渣焊的坡口。
4)考虑焊接变形与应力。例如单面焊可能引起角变形和焊缝根部的严重焊接残余应力,此时要考虑材料(母材)特点,采用适当的工艺和坡口形式,以便获得合格的接头。
应该指出,无论是对接焊缝还是角焊缝,其焊缝表面都可以是凹陷的、凸起的或是平齐的,后者有时通过加工来达到。而角焊缝除了上述三种等边角焊缝外,还有三种不等边角焊缝,图5 -3所示直角焊缝的四种形式,除三种等边平的、凹的和凸的直角焊缝外,还有平的不等边直角焊缝。焊脚尺寸K为角焊缝的特征尺寸,角焊缝的焊脚尺寸为焊缝内接等腰直角三角形的直角边。
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