焊接头形式及坡口形式

接头形式

一个焊接结构总是由若干个焊接接头所组成。由于焊件厚度、结构形状以及对焊接质量要求的不同，其接头形式也不相同。焊接接头形式很多，其中以对接接头、T形接头、角接接头、搭接接头应用得最多。常见接头形式如下图所示。

对接接头：两焊件表面构成大于或等于135°，小于或等于180°夹角的接头称为对接接头，如图a所示。它是各种焊接结构中釆用最多的一种接头形式。对接接头的应力集中相对较小，能承受大的静载荷和较高的疲劳交变载荷。不等厚度钢板的对接，应将厚板削薄后对接。重要焊接结构，如锅炉的锅筒对接，板差超过范围时，应将厚板的边缘削薄至与薄板边缘对齐，削出的斜面平滑且斜率不大于1:4，如下图所示。

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，如图上图b所示。其特点是应力分布不均匀，虽承载能力低，但能承受各种方向的力和力矩，生产中应用得也很普遍。

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，如上图C所示。这种接头的承载能力很差，多用于不重要的结构中。

搭接接头：两焊件部分重叠构成的接头称为搭接接头。根据结构形式和对强度的要求不同，搭接接头又可分为I形坡口、塞焊、内角焊等几种形式，如图d所示。这种接头形式特别适用于被焊结构狭小处以及密闭的焊接结构。

坡口形式

根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成的一定几何形状的沟槽称为坡口。坡口的作用是为了保证焊缝根部焊透，保证焊接质量和连接强度，同时调整基本金属与填充金属比例。

焊接接头的坡口形式很多。焊条电弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸详见GB985—88，埋弧焊焊缝坡口的基本形式详见GB986—88。焊接接头的基本坡口形式有I形坡口、V形坡口、X形坡口和U形坡口，见下图。其它类型的坡口可在基本坡口形式上发展起来。

1. I形坡口：I形坡口用于较薄钢板的焊件对接。采用焊条电弧焊或气体保护焊焊接厚度在5~6mm以下的钢板可以开I形坡口。如果釆用埋弧焊，这个厚度一般可以放到12~14mm。这种坡口的焊缝填充金属（焊条或焊丝）很少。

2. V形坡口：这种坡口形状简单，加工方便，是最常用的坡口形式。焊接时为单面焊，不用翻转焊件，但由于是单面焊，焊后容易往一个方向变形。因此在必要时，应釆取反变形措施。

3. X形坡口：钢板厚度为12~60mm时可采用X形坡口。X形坡口与V形坡口相比，在相同厚度下，能减少焊缝金属量约1/2。而且由于双面焊，焊后的残余变形较小。

4. U形接口：U形坡口应用于厚板焊接。对大厚度钢板，当焊件厚度相同时，U形坡口的焊缝填充金属要比V形、X形坡口少得多，而且焊件产生的变形也小。但这种坡口加工较困难，一般应用于重要的焊接结构。U形坡口有带钝边U形坡口、带钝边J形坡口（单边U形坡口）、带钝边双U形坡口等。留钝边的作用是防止根部焊穿。

当工艺上有特殊要求时，生产中还经常采用各种比较特殊的坡口。如厚壁圆筒形容器的终结环缝采用内 壁焊条电弧焊、外壁埋弧焊的焊接工艺，为减少焊条电弧焊的工作量，筒体内壁可采用较浅的V形坡口，而外壁为减少埋弧焊的工作量，釆用U形坡口，于是形成一种组合坡口，实例见下图。

坡口加工

生产中的坡口加工，多采用机械加工。因为机械加工的坡口质量好，效率高，容易控制，而且对母材的力学性能基本没有影响。

圆形工件，可以在车床上加工出坡口；小直径管件，可以采用专用的铣管机、小型气动或电动铣管机加工坡口；板状工件加工V形或X形坡口，一般都釆用刨床或刨边机；加工大尺寸的工件，应该采用刨边机；加工U形坡口时，由于坡口截面形状的特殊性，需要釆用成形刀具，刨或铣出要求形状的坡口。

另外，利用碳弧气刨也可以开坡口，但要注意的是有些材料不适宜采用碳弧气刨。目前有时还采用火焰切割。自动或半自动切割出的坡口能达到很好的质量，应用比较多；手工切割割出的坡口质量稍差，但不受加工条件的限制。利用这两种方法开出坡口后，要用砂轮对坡口加以打磨，然后才能进行焊接。

坡口的几何尺寸

1. 坡口角度：两坡口面之间的夹角称为坡口角度，用符号α表示，如下图：

2. 坡口面角度：待加工坡口的端面与坡口面之间的夹角称为坡口面角度。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。坡口面角用符号β表示。

3. 根部间隙：焊件装配好后，在焊缝根部通常都留有间隙。这个间隙，有时是装配的原因，有时是故意留的。在单面焊双面成形的操作中，就应注意要留有一定的间隙，以保证在焊接打底焊道时，能把根部焊透。根部间隙用符号b表示。

4. 钝边钝边的作用是防止焊缝根部焊穿。钝边留多少，视焊接方法及采取的工艺不同而不同。钝边尺寸用符号p表示。

5. 根部半径：在J形、U形坡口底部的半径称为根部半径，用符号R表示，如上图所示。根部半径的作用是增大坡口根部的空间，使焊条或焊丝（考虑到焊嘴尺寸的影响）能够伸入根部的空间，以促使根部焊透。