焊接工艺说明

焊接工艺问答——焊接工艺

酸性焊条和碱性焊条有什么区别啊?

根据焊条药皮的性质不同，焊条可以分为酸性焊条和碱性焊条两大类。 （1） 药皮中含有多量酸性氧化物（TiO2、SiO2 等）的焊条称为酸性焊条。

酸性焊条能交直流两用，焊接工艺性能较好，电弧和、飞溅小、熔渣流动性好、易于脱渣、焊缝外表美观，因药皮中含有较多硅酸盐，氧化铁和氧化钛等，氧化性较强，但焊缝的力学性能，特别是冲击韧度较差，适用于一般低碳钢和强度较低的低合金结构钢的焊接，是应用最广的焊条。

（2） 药皮中含有多量碱性氧化物（CaO、Na2O等）的称为碱性焊条。 焊条主要靠碳酸盐（如大理石中的CACO3等）分解出CO2作为保护气体，在弧柱气氛中H的分压较低，而且萤石中的CAF2在高温时与H结合成氟化氢HF，从而降低了焊缝中的含氢量，故碱性焊条又称为低氢焊条。碱性渣中的CAO数量多，熔渣脱S能力强，抗热裂性能较好，由于O和H含量低，非金属杂物较少，故有较高塑性和韧性，及较好的抗冷裂性能；但，由于药皮中含有较多的CAF2，影响气体电离，所以碱性焊条一般要求彩直流电源，用反接法焊接。只有当药皮中加放稳弧剂才可以用交流电源焊接。

碱性焊条主要用于重要结构（如锅炉、压力容器和合金结构钢等）的焊接。 酸性焊条与碱性焊条对比表

J422具有优越的焊接工艺性能，易引弧、电弧稳、焊接舒适、易脱渣、焊波成形美观、熔敷效率高、适应范围广等特性

J38.（J421）不仅体现钛型渣系的优越焊接工艺性能，如：电弧稳、柔和，飞溅少，熔渣覆盖好，运棒自如，渣壳自动翘起，焊波成形美观，再引弧容易等特性，而且有较好的力学性能。

1 什么是焊接接头？它有哪几种类型？

用焊接方法连接的接头称为焊接接头（简称为接头）。它由焊缝、熔合区、热影响区及其邻近的母材组成。在焊接结构中焊接接头起两方面的作用，第一是连接作用，即把两焊件连接成一个整体；第二是传力作用，即传递焊件所承受的载荷。

根据GB/T3375—94《焊接名词术语》中的规定，焊接接头可分为10种类型，即对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、角接接头、端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头和锁底接头，如图1。其中以对接接头和T形接头应用最为普遍。

2 什么是坡口？常用坡口有哪些形式？

根据设计或工艺需要，将焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽称为坡口。开坡口的目的是为了得到在焊件厚度上全部焊透的焊缝。

坡口的形式由 GB985—88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》、GB986—88《埋弧焊焊缝坡口的基本形式及尺寸》标准制定的：常用的坡口形式有I形坡口、Y型坡口、带钝边U形坡口、双Y形坡口、带钝边单边V形坡口等，见图2。

3 表示坡口几何尺寸的参数有哪些？它们各起什么作用？ ⑴ 坡口面 焊件上所开坡口的表面称为坡口面，见图3。

⑵ 坡口面角度和坡口角度 焊件表面的垂直面与坡口面之间的夹角称为坡口面角度，两坡口面之间的夹角称为坡口角度，见图4。

开单面坡口时，坡口角度等于坡口面角度；开双面对称坡口时，坡口角度等于两倍的坡

口面角度。坡口角度（或坡口面角度）应保证焊条能自由伸入坡口内部，不和两侧坡口面相碰，但角度太大将会消耗太多的填充材料，并降低劳动生产率。

⑶根部间隙 焊前，在接头根部之间预留的空隙称为根部间隙。亦称装配间隙。根部间隙的作用在于焊接底层焊道时，能保证根部可以焊透。因此，根部间隙太小时，将在根部产生焊不透现象；但太大的根部间隙，又会使根部烧穿，形成焊瘤。

⑷钝边 焊件开坡口时，沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分称为钝边。钝边的作用是防止根部烧穿，但钝边值太大，又会使根部焊不透。

⑸根部半径 U形坡口底部的半径称为根部半径。根部半径的作用是增大坡口根部的横向空间，使焊条能够伸入根部，促使根部焊透。

4 试比较Y形、带钝边U形、双Y形三种坡口各自的优缺点？ 当焊件厚度相同时，三种坡口的几何形状见图5。

⑴Y形坡口

1）坡口面加工简单。

2）可单面焊接，焊件不用翻身。

3）焊接坡口空间面积大，填充材料多，焊件厚度较大时，生产率低。 4）焊接变形大。 ⑵带钝边U形坡口

1）可单面焊接，焊件不用翻身。

2）焊接坡口空间面积大，填充材料少，焊件厚度较大时，生产率比Y形坡口高。 3）焊接变形较大。

4）坡口面根部半径处加工困难，因而限制了此种坡口的大量推广应用。 ⑶双Y形坡口

1）双面焊接，因此焊接过程中焊件需翻身，但焊接变形小。

2）坡口面加工虽比Y形坡口略复杂，但比带钝边U形坡口的简单。

3）坡口面积介于Y形坡口和带钝边U形坡口之间，因此生产率高于Y形坡口，填充材料也比Y形坡口少。

5 常用的垫板接头有哪几种形式？它有什么优缺点？

在坡口背面放臵一块与母材成分相同的垫板，以便焊接时能得到全焊透的焊缝，根部又不致被烧穿，这种接头称为垫板接头。

常用的垫板接头形式有：I形带垫板坡口、V形带垫板坡口、Y形带垫板坡口、单边V形带垫板坡口等见图6。

垫板接头的操作技能比单面焊双面成形简单，容易掌握，常用于背面无法施焊（如小直径圆筒环缝、夹套容器环缝）的场合，缺点是当垫板和筒体的椭圆度不一致时，两者之间装配在一起时局部会留有缝隙，焊接时，熔渣流入此缝隙时无法上浮，因此易形成夹渣。

JB4708—92《钢制压力容器焊接工艺评定》中规定，有衬垫的单面焊的弯曲角度可按双面焊的弯曲角度标准。

6 焊件对接时有什么技术要求？ 焊件对接时的要求如下：

1）不同厚度钢板对接时 ，如果两侧钢板厚度相差太大，则连接后由于连接处的截面变化较大，将会引起严重的应力集中。所以对于重要的焊接结构，如压力容器，应对厚板进行削薄。根据有关技术标准规定：当薄板厚度≤10mm，两板厚度差超过3mm或当薄板厚度＞10mm，两板厚度差大于薄板厚度的30%或超过5m时，对厚板边缘应进行削薄，削薄的长度应大于或等于板厚差的3倍，见图7。

2）直线形焊件和曲线形焊件对接时，焊缝正好处于交界处，产生较大的焊接应力，成为整个结构的薄弱面。为此，对接处的曲线形焊件应有一直段部分，便于焊缝处于平对接位臵见图8。

16 试述焊缝符号中补充符号的表示方法。

补充符号是为了补充说明焊缝的某些特征而采用的符号，见表4。

17 试述焊缝符号中指引线的表示方法及应用。

指引线一般由带有箭头的指引线（简称箭头线）和两条基准线（一条为实线，另一条为虚线）两部分组成，见图17。

指引线使用时应与基本符号相配合：

1）如果焊缝在接头的箭头侧，则将基本符号标在基准线的实线侧，见图18a。 2）如果焊缝在接头的非箭头侧，则将基本符号标在基准线的虚线铡，见图18b。 3）标对称焊缝及双面焊缝时，可不加虚线，见图18c、图18d。

18 试述焊缝尺寸符号及其标注位臵。 焊缝尺寸符号的表示，见表5。

表5 焊缝尺寸符号

名 称 焊件厚度 坡口角度 根部间隙 钝边 焊缝宽度 根部半径 焊缝长度

焊缝段

符 号 δ α ь p

名 称 焊缝间距 焊脚 熔核直径 焊缝计算厚度

符 号 E K D S N H H β

c 相同焊缝数量符R 号

L 坡口深度 n

余高

坡口面角度

数 焊缝尺寸符号标注位臵，见图19。标注原则是： 1）焊缝横截面上的尺寸标在基本符号的左侧。 2）焊缝长度方向上的尺寸标在基本符号的右侧。 3）坡口角度、坡口面角度、根部间隙等尺寸标在基本符号的上侧或下侧。 4）相同焊缝数量符号、焊接方法代号等标在尾部。 19 试说明图20中焊缝符号的意义。 图20a表示为双面角焊缝，周围焊，焊脚尺寸6mm，手弧焊。图20b表示为单面Y形坡口，坡口角度60°装配间隙2mm，钝边2mm，焊后焊缝表面须加工成与母材平齐，相同焊缝有四条。图20c表示为带垫板的对接接头，单面焊，I形坡口，装配间隙2mm。图20d表示为交错断续角焊缝，焊脚尺寸8mm，焊缝长100mm，共20条，焊缝之间距离50mm，在工地焊接。 20 什么是焊接位臵？焊接位臵又如何表示？ 熔焊时，焊件接缝所处的空间位臵称为焊接位臵，可用焊缝倾角和焊缝转角来表示。 焊缝轴线与水平之间的夹角称为焊缝倾角，见图21a。

通过焊缝轴线的垂直面与坡口的等分平面之间的夹角称为焊缝转角，见图21b。 根据焊缝倾角和焊缝转角大小的不同数值，可将焊接位臵分为平焊、立焊、横焊和仰焊四种。

21 什么是平焊、立焊、横焊、仰焊和全位臵焊？ ⑴平焊 焊缝倾角0°～5、焊缝转角0°～10°的焊接位臵称为平焊位臵，见图22a。在平焊位臵进行的焊接就称为平焊。

⑵立焊 焊缝倾角80°～90°、焊缝转角0°～180°的焊接位臵称为立焊位臵，见图22b。在立焊位臵进行的焊接就称为立焊。 ⑶横焊 焊缝倾角0°～5°，焊缝转角70°～90°的焊接位臵称为横焊位臵，见图22c。在横焊位臵进行的焊接就称为横焊。

⑷仰焊 焊缝倾角0°～15°，焊缝转角165°～180°的焊接位臵称为仰焊位臵，见图22d。 ⑸全位臵焊 管子水平固定对接焊时，因同时包含仰、立、平三种焊接位臵，所以称为全位臵焊，也称管子的水平固定焊，见图22e。 22 什么是船形焊？它有什么优点？ T形、十字形和角接接头处于平焊位臵进行的焊接称为船形焊，亦称平位臵角焊，见图23。

船形焊相当于开90°角Y形坡口内的水平对接焊，焊后焊缝成形光滑美观，一次焊成的焊脚尺寸范围较宽，对焊工的操作技能要求也较低，但一次焊成的焊缝凹度较大。调节α角即可调节底板和腹板内熔合面积的分配比例。当δ1=δ2时，取α=β1=β2=45°， 当δ1<<δ2时，取α＜45°使熔合区偏于厚板一侧。 23 什么是正接、反接？如何选用？

采用直流电源施焊时，焊件与电源输出端正、负极的接法称为极性。极性有正接和反接两种：

正接——焊件接电源正极，焊条接电源负极的接线法，也称正极性。见图24a。

反接——焊件接电源负极，焊条接电源正极的接线法，也称反极性，见图24b。 选用原则：

1）碱性焊条手弧焊采用反接。因为碱性焊条手弧焊采用正接时，电弧燃烧不稳定，飞溅很大，电弧声音暴躁，并且容易产生气孔。使用反接时，电弧燃烧稳定，飞溅很小，而且声音较平静均匀。

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