焊接接头和焊缝形式

《电焊工》第四章运条训练教案任课教师：胡国宁教学环节与时间分配教学内容师生活动设计意图导入新课（3分钟）讲授新课（10分钟）巩固练习（17分钟）归纳小结（5分钟）作业安排（5分钟）讲：焊接接头是连接构件的基础，焊接接头的好坏会影响构件的强度。

展示常见的焊接接头。

一、焊接接头形式教师讲解：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。

由于焊件的结构形状、厚度及技术要求不同，其焊接接头的形式及坡口形式也不相同。

常用的坡口形式有I形坡口、V形坡口、X形坡口和U形坡口。

对各种接头的介绍：实物展示1.对接接头两焊件端面相对平行的接头称为对接接头，见图4-1。

对接接头是各种焊接结构中采用最多的一种接头形式。

有两种形式：（1）不开坡口的对接接头（I形坡口的对接接头）钢板厚度在6mm以下的焊件，一般不开坡口，为使焊接时达到一定的熔透深度，留有1~2 mm的根部间隙。

（2）开坡口的对接接头开坡口的主要目的是保证接头根部焊透，以便于清除熔渣，获得优质的焊接接头，而且坡口还可以调节焊缝的熔合比(即母材金属在焊缝中占的比例)。

2.T形接头讲解定义：一焊件之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。

教师展示焊接接头构件，学生专心听讲。

教师实物展示，演示。

学生实操。

引入新课，培养学习兴趣。

3.角接接头讲解定义：两焊件端面间构成大于30小于135夹角的接头，如图4-3所示。

4.搭接接头讲：两焊件部分重叠构成的接头称为搭搓接头如图4-4所示。

二、坡口的选择原则讲：坡口的选择有什么要求？考虑那方面的因素？⑴保证焊件焊透;⑵坡口的形状容易加工;⑶尽可能节省焊接材料,提高生产率;⑷焊接后焊件变形尽可能小。

三、焊缝形式讲解：焊缝是构成焊接接头的主体部分,焊缝按不同的分类方法可有以下几种划分:1.按焊缝的空间位置分类,有平焊缝、立焊缝、横焊缝及仰焊缝四种形式。

2.按焊缝的结构形式分类，有对接焊缝、角焊缝及塞焊缝三种形式。

详谈焊接接头和焊缝区别以及种类和形式焊接接头和焊缝是焊接技术中最基础的两个专业术语，好多时候我们可能分不清两者的区别，实际上焊接接头和焊缝是两种不同的概念。

焊接接头：是指两个或两个以上零件用焊接方法连接的接头，焊接接头由焊缝金属、熔合区、热影响区和母材金属所组成。

焊缝：是利用焊接热源的高温，将焊材和接缝处的金属熔化连接而成的缝。

可见焊缝只是焊接接头的一部分。

焊接接头形式和焊缝形式也是不同的，对接焊缝连接的不一定都是对接接头，可能是角接接头；角焊缝连接的不一定都是角接头，可能是T型接头。

焊接接头形式不同，连接它们的焊缝形式是可以相同的，同一种焊缝形式也可以是不同的焊接接头。

焊接中，由于焊件的厚度、结构及使用条件的不同，其接头型式及焊缝形式也不同。

下面我们来分别介绍焊接接头和焊缝的种类及形式。

一、焊接接头1、焊接接头种类根据接头构造形式不同，焊接接头主要有：对接接头、T形接头、角接接头及搭接接头等，基本覆盖了接头的种类。

部分教材分为：对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、盖板接头、套管接头、塞焊接头、角焊接头、卷边接头和端接接头等10种类型。

盖板接头、套管接头、塞焊接头实质上是搭接接头的变形，而不同的卷边接头可分属于对接接头、角接接头和端接接头。

2、焊接接头特点1）对接接头对接接头：两件表面构成大于或等于135°，小于或等于180°夹角的接头。

对接接头是各种焊接结构中它是采用最多的一种接头型式。

对接接头对于对接接头，钢板厚度在6 mm以下，除重要结构，一般可以不开坡口。

厚度不同的钢板对接时要考虑两板厚度差，不超过规定（可查手册）时，则焊缝基本形式与尺寸按厚板尺寸来选取；否则，应在厚板上作出单面或双面削薄，其削薄长度L≥3倍板厚差。

2）角接接头角接接头：两焊件端面间构成大于30°、小于135°夹角的接头。

角接接头，接头受力状况不太好，常用于不重要的结构中。

角接接头3）T形接头T形接头：一焊件的端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头。

焊接接头及焊缝形成4课时。

重点：焊接接头形式，坡口形式，焊缝形式难点：了解接头种类，坡口的形式作用4——1，焊接接头种类及坡口形式2课时。

重点：认识接头形式，种类，坡口形式难点：接头的应用，坡口的作用，相应的尺寸一．焊接接头的种类用焊接方法联接的接头叫做焊接接头焊接接头包括：焊缝、熔合区和热影响区焊接接头包括：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，和锁底对接接头，常用的几种接头有：1.对接接头：两焊件相对平行的接头。

它是焊接结构中应用最多的一种接头形式，最常用的一种接头形式，这种接头受力状况好，应力集中程度低，是比较理想的接头形式。

2.T形接头：一焊件之端与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头，能承受各种方向力和力炬。

是综合性最好的接头。

仅次于对接接头的焊接接头3.角接接头两焊件端面构成在于30度小于135度夹角的接头。

这种接头受力状况不好，多用于箱形构件，根据焊件厚度不同常用于不重要的结构中。

4.搭接接头两焊件部分重叠构成接头，其应力分布不均匀。

疲劳强度较低，不是理想的接头形式，适用于被焊结构狭窄及密闭的时接结构。

二．坡口形式及坡口尺寸坡口形式共有三种：基本型、组合型、特殊型1．坡口的作用开坡口的目的就是保证电弧能深入根部，使根部焊透以便清除熔渣，获得较好的焊缝成型。

而且坡口能起到调节基本金属与填充金属的比例作用。

（手弧时熔深一般2—4MM）2．坡口形式（基本型）1）工形坡口不开坡口，两焊件之间留有一定的间隙，一般在5——6MM的焊件，保证焊透2）V形坡口是最常用的坡口形式，便于加工焊接为单面焊，焊后易产生角变形。

V形坡口加工容易，但焊后易产生角度变形。

3）X形坡口采用此坡口后，在厚度相等的情况下，能减少焊缝金属量1/2，并且对称焊接，焊后焊接形较小。

缺点是焊接时需要翻转焊件，X形坡口即能减少填充金属又能减少焊缝变形的坡口。

4）U形坡口在焊件厚度相同的条件下U形坡口的空间面积比X形坡口小得多，所以当焊件厚度较大，只能单面焊接时，为提高生产率，可采用U形坡口，但这种坡口由于根部有圆弧加工比较复杂，特别是在圆筒形焊件的筒壳上加工更加困难。

焊缝连接的构造和计算1 ．焊接接头形式和焊缝形式图6 -7 中已表示了焊缝连接最常用的三种接头形式，即对接接头、搭接接头和T 形接头。

除此之外，还有角形接头和十字形接头如图6 -10 所示，其中角形接头主要用于箱形截面的四角，十字形接头则可看成两个T 形接头。

对接焊缝和角焊缝是钢结构焊缝连接的两种主要焊缝形式。

由图6 -7 和图6 -10 可见，对接焊缝传力直接，焊缝受力明确，且基本不产生应力集中，构造也最简单，用料省。

但随着板厚的增加，为了能焊透焊缝和节省焊缝金属（即减少焊条消耗），对焊件的边缘需进行坡口加工（焊件板厚t > 10mm 时），而且对整个板材断料长度的精度有严格要求。

这些都给对接焊缝的应用带来一定的限制。

角焊缝连接的传力没有对接焊缝直接，受力也较复杂，不如对接焊缝明确，且较费料，但由于角焊缝连接不需对焊件边缘进行加工，对板件断料尺寸的精度要求也没有对接焊缝高，因而角焊缝在钢结构中的应用远多于对接焊缝。

2 ．焊缝符号（或焊缝代号）在钢结构施工图纸上，焊缝的形式、尺寸、辅助要求等一律用焊缝符号表示。

有关焊缝符号及标注方法，可参阅国家标准《建筑结构制图标准》（GB / T 50105 -2001 ），以下仅作简单介绍。

焊缝符号由指引线和表示焊缝截面形状的基本符号组成，必要时还可加上辅助符号、补充符号和焊缝尺寸符号。

（ 1 ）指引线一般由带有箭头的指引线（简称箭头线）和一条基准线组成，均为细线如图6-11所示。

为引线的方便，允许箭头线弯折一次。

图6 -11中（b ）和（e）图的表示方法是相同的，都代表（a ）图所示V 形对接焊缝。

（2 ）基本符号用以表示焊缝的形状，今摘录钢结构中常用的一些基本符号如表6 -2 所示。

基本符号与基准线的相对位置是：1 ）如果焊缝在接头的箭头侧，基本符号应标在基准线的上方。

2 ）如果焊缝在接头的非箭头侧，基本符号应标在基准线的下方。

3 ）当为单面的对接焊缝如V 形焊缝、U 形焊缝，则箭头线应指向有坡口一侧如图6 -11 所示。

焊接效果对应专业名词
焊接效果可以对应以下专业名词：
1. 焊缝形状：指焊接接头的外形，常见的形状有直线形、弧形、锯齿形、波浪形等。

2. 焊缝尺寸：指焊接接头的尺寸大小，包括焊缝宽度、深度、高度等。

3. 焊接质量：指焊接接头的质量状况，包括焊缝的强度、密实度、均匀度、气孔、裂纹等。

4. 焊接变形：指因焊接过程中受热和冷却影响而引起的材料变形现象，包括焊接收缩、热变形、冷却收缩等。

5. 焊缝表面质量：指焊接接头表面的平整度、平行度、光洁度等。

6. 焊接残余应力：指焊接接头内部和周围产生的残余应力，可能对焊接接头的稳定性和使用寿命产生影响。

7. 焊接缺陷：指焊接接头中可能存在的质量问题，如气孔、缺角、夹渣、裂纹等。

8. 焊缝模式：指焊接接头的基本形式，包括角焊缝、对焊缝、扣焊缝、对接焊缝等。

9. 焊缝评定标准：指评定焊接接头质量的标准，如焊接强度标准、焊缝尺寸标准、焊缝质量等级标准等。

焊缝形式及检验(一)焊缝形式焊缝按不同分类方法可分为下列几种形式：(1)根据GB／T 3375—94的规定，按焊缝结合形式，分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝和端接焊缝五种：1)对接焊缝：在焊件的坡口面间或一零件的坡口面与另一零件表面间焊接的焊缝，2)角焊缝：沿两直交或近直交零件的交线所焊接的焊缝。

3)端接焊缝：构成端接接头所形成的焊缝。

4)塞焊缝：两零件相叠，其中一块开圆孔，在圆孔中焊接两板所形成的焊缝，只在孔内焊角焊缝者不称塞焊。

5)槽焊缝：两板相叠，其中一块开长孔，在长孔中焊接两板的焊缝，只焊角焊缝者不称槽焊。

(2)按施焊时焊缝在空间所处位置分为平焊缝、立焊缝、横焊缝及仰焊缝四种形式。

(3)按焊缝断续情况分为连续焊缝和断续焊缝两种形式。

断续焊缝又分为交错式和并列式两种(图1—16)，焊缝尺寸除注明焊脚K外，还注明断续焊缝中每一段焊缝的长度l和间距e，并以符号“Z”表示交错式焊缝。

图1—16 断续角焊缝(a)交错式(b)并列式（4）焊接方法(二)焊缝的形状尺寸焊缝的形状用一系列几何尺寸来表示，不同形式的焊缝，其形状参数也不一样。

熔焊接头的组成经熔焊所形成的各种接头都是由焊缝、熔合区、热影响区及其邻近的母材组成，见下图。

（1）焊缝（2）熔合线（3）热影响区（4）母材焊缝起着连接金属和传递力的作用，它是焊接过程中由填充金属和部分母材熔合后疑固而成，其性能决定于两者熔合后成分和组织。

热影响区是母材受焊接热的影响（但未熔化）而发生金相组织和力学性能变化的区域。

焊后热影响区上有可能产生脆化、硬化和软化的不利现象。

焊缝各部分名称1．焊缝宽度焊缝表面与母材的交界处叫焊趾。

焊缝表面两焊趾之间的距离叫焊缝宽度，如图1—17。

图1—17焊缝宽度2．余高超出母材表面焊趾连线上面的那部分焊缝金属的最大高度叫余高，见图1—18。

在静载下它有一定的加强作用，所以它又叫加强高。

但在动载或交变载荷下，它非但不起加强作用，反而因焊趾处应力集中易于促使脆断。

接头形式与焊缝形式的区别1、焊接接头型式主要有对接接头、T形接头、角接接头、搭接接头4种，其次还有十字接头、卷边接头、端接接头、锁底接头、套管接头等。

对接接头：两焊件表面构成大于或等于135º，小于或等于180º夹角的接头，称为对接接头角接接头：两焊件端部构成大于30º、小于135º夹角的接头，为角接接头2、焊件经焊接后所形成的结合部分，即填充金属与熔化的母材凝固后形成的区域，称为焊缝。

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焊缝型式分为对接焊缝（坡口焊缝）和角焊缝。

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端（表）面间焊接的焊缝，称为对接焊缝，（ASME 法规称坡口焊缝）。

角焊缝：两焊件结合面构成直交或接近直交所焊接的焊缝，称为角焊缝如果一个焊接接头即有对接焊缝，又有角焊缝，这样的焊缝称为组合焊缝对接接头的焊缝形式可以是对接焊缝，也可以是角焊缝或组合焊缝，但以对接焊缝居多。

有的对接接头的焊缝形式是角焊缝，有的角接接头的焊缝形式是对接焊缝（详见GB/T3375-94标准）。

焊缝形式及检验(一)焊缝形式焊缝按不同分类方法可分为下列几种形式：(1)根据GB／T 3375—94的规定，按焊缝结合形式，分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝和端接焊缝五种：1)对接焊缝：在焊件的坡口面间或一零件的坡口面与另一零件表面间焊接的焊缝，2)角焊缝：沿两直交或近直交零件的交线所焊接的焊缝。

3)端接焊缝：构成端接接头所形成的焊缝。

4)塞焊缝：两零件相叠，其中一块开圆孔，在圆孔中焊接两板所形成的焊缝，只在孔内焊角焊缝者不称塞焊。

5)槽焊缝：两板相叠，其中一块开长孔，在长孔中焊接两板的焊缝，只焊角焊缝者不称槽焊。

(2)按施焊时焊缝在空间所处位置分为平焊缝、立焊缝、横焊缝及仰焊缝四种形式。

(3)按焊缝断续情况分为连续焊缝和断续焊缝两种形式。

断续焊缝又分为交错式和并列式两种(图1—16)，焊缝尺寸除注明焊脚K外，还注明断续焊缝中每一段焊缝的长度l和间距e，并以符号“Z”表示交错式焊缝。

图1—16 断续角焊缝(a)交错式(b)并列式（4）焊接方法(二)焊缝的形状尺寸焊缝的形状用一系列几何尺寸来表示，不同形式的焊缝，其形状参数也不一样。

熔焊接头的组成经熔焊所形成的各种接头都是由焊缝、熔合区、热影响区及其邻近的母材组成，见下图。

（1）焊缝（2）熔合线（3）热影响区（4）母材焊缝起着连接金属和传递力的作用，它是焊接过程中由填充金属和部分母材熔合后疑固而成，其性能决定于两者熔合后成分和组织。

热影响区是母材受焊接热的影响（但未熔化）而发生金相组织和力学性能变化的区域。

焊后热影响区上有可能产生脆化、硬化和软化的不利现象。

焊缝各部分名称1．焊缝宽度焊缝表面与母材的交界处叫焊趾。

焊缝表面两焊趾之间的距离叫焊缝宽度，如图1—17。

图1—17焊缝宽度2．余高超出母材表面焊趾连线上面的那部分焊缝金属的最大高度叫余高，见图1—18。

在静载下它有一定的加强作用，所以它又叫加强高。

但在动载或交变载荷下，它非但不起加强作用，反而因焊趾处应力集中易于促使脆断。