1、焊接接头的种类及型式
焊接时，由于焊件的厚度、结构和使用条件不同，接头类型和坡口形式也不同。焊接接头类型有：对接接头、T型接头、角接头和搭接接头等。
(1) 对接
两件表面形成的角度大于或等于135°且小于或等于180°的接头称为对接接头。它是各种焊接结构中最常用的接头形式。
钢板厚度小于6mm。除重要结构外，一般不设坡口。
当两块不同厚度钢板对接时的厚度差（δ-δ1）不超过表1-2规定时，焊缝坡口的基本形式和尺寸应按较厚板的尺寸数据选择;否则，应按图1-8进行单面或双面减薄；稀疏长度L≥3(δ-δ1)。
图1-8 不同厚度板材的对接
(a)单面减薄，(b)双面减薄
表1-2
较薄的板厚δ1
≤2～5
>5～9
>9～12
>12
允许厚度差（δ-δ1）
(2) 角接
两焊件端面夹角大于30°且小于135°的接头称为角接头，见图1-9。这种接头受力状况不太好，常用于不重要的结构。
图1-9 角接处
(a)工字形槽； (b) 单面钝边V形槽
(3)T型接头
一个工件的端面与另一个工件的表面形成直角或近似直角的接头称为T形接头，见图1-10。
图1-10 T型接头
(4) 搭接接头
由两块部分重叠形成的接头称为搭接接头，见图1-11。
图1-11 搭接接头
(a)工字形坡口，(b)圆孔塞焊； (c) 长孔角焊
搭接接头根据其结构形式和强度要求分为无坡口、圆孔塞焊和长孔角焊三种形式，见图1-11。
工字槽搭接接头一般用于厚度小于12mm的钢板。搭接部分≥2（δ1+δ2），两侧均焊接。这种类型的接头用于不重要的结构。
当搭接面积较大时，可根据板厚和强度要求，采用不同尺寸和数量的圆孔塞焊或长孔角焊缝。
2、焊缝坡口基本形式及尺寸
(1) 斜角形式
按沟槽形状，沟槽分为I型（无沟槽）、V型、Y型、双Y型、U型、双U型、单边V型、双单边Y型、J型等斜角形式。
V型、Y型坡口加工、焊接方便（无需翻转焊件），但焊接后容易产生角形变形。
双Y型槽是在V型槽的基础上发展起来的。当焊件厚度增加时，采用双Y型坡口代替V型坡口。相同厚度下，焊缝金属量可减少1/2左右，且焊接可对称进行，焊后残余变形小。缺点是焊接过程中需要将焊件翻转并焊接在圆柱形焊件内部，使工作条件恶化。
在焊件厚度相同的情况下，U型坡口的填充金属量比V型坡口小得多，但这种坡口的加工较为复杂。
(2) 沟槽的几何尺寸
(1)坡口面 被焊零件上的坡口面称为坡口面。
(2)坡口面角和坡口角。待加工沟槽端面与沟槽表面之间的夹角称为沟槽表面角。两个凹槽表面之间的角度称为凹槽角。见图1-12。
(3)根部间隙 焊接前接头根部之间预留的间隙称为根部间隙钢结构加工焊接工艺与图解，见图1-12。其作用是保证打底焊时保证根部熔透。根部间隙也称为装配间隙。
(4)钝边焊件开坡口时，焊件接头端面沿坡口根部的直边部分称为钝边，见图1-12。钝边的目的是防止根部被烧穿。
（5）根部半径 J型槽和U型槽底部的圆角半径称为根部半径（见图1-12）。其作用是增大坡口根部的空间，使根部能够焊透。
图1-12 凹槽几何尺寸
3、焊接位置的种类
根据GB/T3375-94《焊接术语》的规定，焊接位置，即焊接时焊件接头的空间位置，可用焊缝倾角和焊缝角度来表示。有平焊、立焊、横焊、仰焊等位置。
焊缝的倾斜角是焊缝轴线与水平面之间的夹角，见图1-13。
图1-13 焊缝倾斜角度
焊缝角度是焊缝中心线（焊缝根部中心与覆盖层的连线）与水平参考面Y轴之间的夹角，见图1-14。
图1-14 焊角
(1)平焊位置焊缝倾斜角度为0°、焊接角度为90°的焊接位置如图1-15(a)所示。
图1-15 各种焊接位置
(a) 平焊 (b) 横焊 (c) 立焊 (d) 仰焊 (e) 平角焊 (f) 仰角焊
(2)对于水平焊接位置，焊缝倾斜角度为0°、180°；焊缝旋转角度为0°，对接位置180°，见图1-15(b)。
(3)立焊位置焊缝倾斜角度为90°(垂直向上)和270°(垂直向下)，见图1-15(c)。
(4)仰焊位置对接焊缝的倾斜角度为0°、180°；转角270°的焊接位置如图1-15(d)所示。
此外，还规定了另外两个焊接位置为角焊位置。
(5)平角焊位置的角焊缝角度为0°、180°；角焊缝的角度为45°、135°，见图1-15(e)。
(6)角焊位仰角为0°、180°；角焊位置为225°、315°，见图1-15(f)。
在平焊位置、横焊位置、立焊位置、仰焊位置进行的焊接分别称为平焊、横焊、立焊、仰焊。 T形接头、十字形接头和角接接头在平焊位置的焊接称为船焊。工程中常用的水平固定管道的焊接称为全位置焊接，因为管道的360°焊接有仰焊、立焊和平焊三种。将焊件焊缝置于倾斜位置（平焊、横焊、立焊、仰焊位置除外）时进行的焊接称为倾斜焊。
4、焊缝形式、形状及尺寸
(1)焊缝形式
焊缝根据不同的分类方法可分为以下几种形式：
(1)根据GB/T 3375-94的规定，按焊缝组合形式分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝和端焊缝五种类型：
1）对接焊缝：焊件坡口表面之间或一个零件坡口表面与另一零件表面之间的焊缝。
2）角焊缝：沿两个正交或近似正交零件的交线的焊缝。
3）端部连接焊缝：端部连接接头形成的焊缝。
4）塞焊：两个零件搭接，其中一个零件有圆孔，将两块板在圆孔内焊接而成的焊缝。如果孔内只焊角焊缝，则不称为塞焊。
5）槽焊：两块板搭接，其中一块有长孔，两块板的焊缝在长孔内焊接。如果只焊接角焊缝，则不称为槽焊。
(2)根据焊接时焊缝在空间中的位置，分为平焊缝、立焊缝、横焊缝和仰焊缝四种。
(3)根据焊缝的不连续性，分为连续焊缝和断续焊缝两种形式。
断续焊缝分为交错式和平行式（图1-16）。焊缝尺寸除表示焊脚K外，还表示断续焊缝各段的长度l和间距e。 ，符号“Z”表示交错焊缝。
图1-16 断续角焊缝
(a) 交错型 (b) 并联型
(2)焊缝形状及尺寸
焊缝的形状由一系列几何尺寸表示。不同形式的焊缝具有不同的形状参数。
1、焊缝宽度
焊缝表面与母材之间的接合处称为焊趾。焊缝表面上两个焊趾之间的距离称为焊缝宽度，如图1-17所示。
图1-17 焊缝宽度
2. 于高
母材表面焊缝金属超出焊趾线的部分的最大高度称为补强，见图1-18。在静载荷作用下具有一定的强化作用，故又称高强化。但在动载荷或交变载荷作用下，不仅没有强化作用，而且容易因焊趾处应力集中而导致脆性断裂。因此，增强材料不能低于基材，但也不能太高。手弧焊时的残余高度值为0~3mm。
图1-18 附加高度
3.渗透
在焊接接头的横承载面上，母材或前一道焊缝的熔化深度称为熔深，见图1-19。
图1-19 穿透深度
(a) 对接接头穿透 (b) 搭接接头穿透 (c) T 形接头穿透
4、焊缝厚度
在焊缝横截面中，从焊缝正面到焊缝背面的距离称为焊缝厚度，见图1-20。
图1-20 焊缝厚度和焊脚
(a) 凹角焊缝 (b) 凹角焊缝
计算的焊缝厚度是设计焊缝时所采用的焊缝厚度。对于对接焊缝，它等于焊件的厚度；对于角焊缝，它等于在角焊缝横截面内绘制的最大直角等腰三角形中从直角顶点到斜边的垂线长度。习惯上也称为喉部厚度，见图1-20。
5、焊脚
在角焊缝的横截面中，从一个直角曲面上的焊趾到另一个直角曲面的表面的最小距离称为焊脚。在角焊缝横截面中画出的最大等腰直角三角形的直角边的长度称为焊脚尺寸，见图1-20。
6、焊缝成形系数
图1-21 焊缝成形系数计算
熔焊时，单道焊缝截面上焊缝宽度（B）与计算厚度（H）之比（ф=B/H）称为焊缝成形系数，见图1-21 。该系数值较小，意味着焊缝较窄且较深，这样的焊缝容易产生气孔和裂纹，因此焊缝成形系数应保持在一定值。例如自动埋弧焊的焊缝成形系数ф应大于1. 3。
7. 融合比例
是指熔焊时熔融母材占焊缝金属的百分比。各种接头、坡口和焊缝的形式见表1-3。
表1-3 各种坡口、接头及焊缝形式
5、焊接符号表示方法
焊接符号一般由基本符号和引导线组成。必要时还可以添加辅助符号、补充符号和焊缝尺寸符号。
(1) 符号
根据GB324-88《焊接符号表示方法》的规定，焊接符号可分为以下类型：
(1)基本符号
基本符号是表示焊缝截面形状的符号，见表1-4。
(2) 辅助符号
辅助符号是表示焊缝表面形状特征的符号，见表1-5。应用示例如表1-6所示。
(3)补充符号
补充符号是用于补充焊缝某些特征的符号，见表1-7。应用示例如表1-8所示。
表1-4 基本符号
注：1）未完全熔化的卷边焊缝用工字形焊缝符号表示，并加上焊缝有效厚度S。
表1-5 辅助符号
表1-6 辅助符号应用示例
表1-7 补充符号
表1-8 补充符号应用举例
(2) 符号在图纸上的位置
一、基本要求
完整的焊缝表示方法除上述基本符号、辅助符号和补充符号外，还包括引导线、焊缝尺寸符号和数据。
引导线一般由两部分组成：带箭头的引导线（简称箭头线）和两条参考线（一根是实线，一根是虚线）。如图1-22所示。
图1-22 引导线
2、箭头线与关节的关系
图 1-23 和 1-24 给出的示例说明了以下术语的含义：
图 1-23 单角焊缝 T 形接头
(a) 焊缝位于箭头侧 (b) 焊缝位于非箭头侧
图1-24 双角焊缝十字接头
一个。关节的箭头侧；
b.连接器非箭头侧
3. 箭头线位置
箭头线相对于焊缝的位置一般没有特殊要求，见图1-25（a）、（b）。但在标记单面V型、单面Y型、J型焊缝时，箭头线应指向有坡口一侧的工件，见图1-25（c）、（d）。必要时允许箭头线弯曲一次，如图1-26所示。
图1-25 箭头线位置
图1-26 弯曲箭头线
4. 基线的位置
基线的虚线可以绘制在基线实线的下方或上方。
参考线一般应平行于图案的底边，但特殊情况下也可以垂直于底边。
5. 基本符号相对于基线的位置
基本符号相对于基准线的位置如图1-27(a)、(b)、(c)、(d)所示；标记对称焊缝和双面焊缝时，不添加虚线。
图1-27 基本符号相对于基线的位置
(3)焊缝尺寸符号及其标记位置
(1)焊缝尺寸符号见表1-9。
表1-9 焊缝尺寸符号
(2)焊缝尺寸符号和数据标注原则，如图1-28所示：
1）焊缝横截面尺寸标注在基本符号左侧；
2）焊缝长度方向尺寸标注在基本符号右侧；
图1-28 焊缝尺寸标注原则
3) 坡口角度、坡口表面角度、根部间隙等尺寸标注在基本符号的上侧或下侧；
4）相同焊缝的编号符号标注在末尾；
5）当需要标注的尺寸数据较多且难以区分时，可在数据前添加相应的尺寸符号。当箭头线方向改变时，上述原理不变。
(3) 尺寸符号说明
1）当基本符号右侧无标注且无其他说明时，表示焊缝沿工件整个长度连续。
2）当基本符号左侧无标记且无其他说明时，表示对接焊缝必须完全焊透。
3）当塞焊缝和槽焊缝有斜边时，应标注孔底尺寸。
6 焊接工艺参数及其对焊缝形状的影响
焊接时为保证焊接质量而选择的各种参数（如焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等）的总称，称为焊接工艺参数。所谓线能量是指焊接时从焊接热源输入到焊缝单位长度上的能量焦耳/厘米或焦耳/毫米（J/cm或J/mm），也称为热输入。
线能量的计算公式为：
式中，Q——线能量，J/cm或J/mm；
I——焊接电流，A；
U——电弧电压，V；
V——焊接速度，cm/s或mm/s。
例：某可焊性试验的焊接工艺参数如下：焊条直径4mm，焊接
电流180A，电弧电压24V，焊接速度150mm/min。尝试计算其线能量
数量。
解决方案：线能量
答：本次测试的线能量为1728J/mm。
(1)焊接电流
在其他条件不变的情况下，当焊接电流增大时，焊缝的厚度和补强都会增加，而焊缝的宽度几乎保持不变（或略有增加），如图1-29所示，这是在自动埋弧焊。实验结果。分析这些现象的原因是：
(1)当焊接电流增大时，电弧的热量增大，因此熔池的体积和电弧坑的深度都随着电流的增大而增大，因此冷却后焊缝的厚度增大。
(2)当焊接电流增大时，焊丝的熔化量也增大，因此焊缝的强化程度也增大。如果采用无焊丝填充的钨极电弧焊，则钢筋不会增加。
(3)当焊接电流增大时，一方面电弧截面略有增大，导致熔化宽度增大；另一方面，电流的增加导致电弧坑深度增加。由于电压不变，电弧长度不变，导致电弧潜入熔池，缩小电弧摆动范围，从而减小熔化宽度。由于两者的综合作用，熔体宽度实际上几乎保持不变。
图1-29 焊接电流对焊缝形状的影响
H——焊缝厚度 B——焊缝宽度 d——钢筋 I——焊接电流
(2) 电弧电压
在其他条件不变的情况下，随着电弧电压的增加，焊缝宽度会明显增加，而焊缝厚度和强化程度会略有下降，见图1-30。这是因为电弧电压的增加意味着电弧K度的增加，因此电弧摆动范围扩大，导致焊缝宽度增加。其次，随着电弧长度的增加，电弧的热损失增加，因此用于熔化母材和焊丝的热量减少，相应的焊缝厚度和强化程度略有下降。
图1-30 电弧电压对焊缝形状的影响
可见，电流是决定焊缝厚度的主要因素，而电压是影响焊缝宽度的主要因素。因此，为了获得良好的焊缝形状，即获得符合要求的焊缝成形系数，这两个因素是相互制约的，即一定的电流必须与一定的电压相匹配，其中一个参数应不得在大范围内随意改变。 。
(3)焊接速度
焊接速度对焊缝厚度和焊缝宽度有显着影响。当焊接速度增加时，焊缝厚度和宽度大大减小，见图1-31。这是因为当焊接速度增加时，焊缝中单位时间的热量输入减少。
图1-31 焊接速度对焊缝形状的影响
从焊接生产率的角度来看，焊接速度越快越好。但当要求焊缝厚度一定时，为了提高焊接速度，必须进一步提高焊接电流和电弧电压。因此，这三个工艺参数应一起选择。
(4)其他工艺参数及因素对焊缝形状的影响
电弧焊除上述三个主要工艺参数外，其他一些工艺参数和因素对焊缝形状也有一定的影响。
(1)电极直径和焊丝伸长 在其他条件不变的情况下，减小电极(焊丝)直径不仅减小了电弧截面，而且减小了电弧摆动范围，因此焊缝厚度和焊缝宽度都会减小。
焊丝伸长是指从焊丝与导电嘴的接触点到焊丝末端的长度，即焊丝通电部分的长度。当电流通过焊丝的外部延伸时，会产生电阻热。因此，当焊丝的外伸长增加时，电阻热也会增加，焊丝的熔化会加速，因此残余高度会增加。焊丝直径越小或材料电阻率越高，这种效应越明显。实践证明，对于结构钢焊丝，当焊丝外伸量在60～150mm范围内变化时，直径大于5mm的粗焊丝的影响实际上可以忽略不计。但当焊丝直径小于3mm且焊丝伸长波动范围超过5～10mm时，可能对焊缝成型产生显着影响。不锈钢焊丝的电阻率很大，这种影响就更大了。因此，对于细焊丝，特别是用熔化极电弧焊焊接不锈钢时，必须注意控制外伸的稳定性。
(2)当电极(焊丝)倾斜进行焊接时，可以使电极(焊丝)相对于焊接方向倾斜一定角度。当电极（焊丝）的倾斜角度沿焊接方向时，称为后倾；当与焊接方向相反时，称为前倾，见图1-32(a)、(b)。当电极（焊丝）向前倾斜时，电弧力对熔池后排液态金属的作用减弱，熔池底部液态金属变稠，阻碍基体加热熔池底部的金属受到电弧的作用，因此焊缝厚度减少。同时，电弧对熔池前端未熔母材的预热作用加强，因此焊缝宽度增大，补强减小，前进角增大。越小，这种效果越明显，见图1-32(c)。
图1-32 电极（焊丝）倾斜角度对焊缝形状的影响
(a) 向后倾斜 (b) 向前倾斜 (c) 向前倾斜角度的影响
当电极（焊丝）向后倾斜时，情况与上述相反。
(3)焊件倾斜角度当焊件相对于水平面倾斜时，根据焊接方向的不同，焊缝的形状会明显不同。焊件倾斜后，焊接方法可分为两种：从高到低的焊接称为下坡焊；从低到高的焊接称为上坡焊，见图1-33(a)(b)。
图1-33 焊件倾斜角度对焊缝形状的影响
(a) 下坡焊接 (b) 上坡焊接 (c) 下坡焊接时焊件倾斜角度的影响 (d) 上坡焊接时焊件倾斜角度的影响
进行上坡焊时，熔池中的液态金属在重力和电弧力的作用下流向熔池后部。电弧可以深入加热熔池底部的金属，从而增加焊缝的厚度和强度。同时，熔池前端的加热作用减弱，电弧摆动范围减小，因此焊缝宽度减小。上坡角度越大，影响越明显。上坡角度。当>6°~12°时，焊缝补强过多，两侧出现咬边，成型变差，见图1-33(d)。因此，在自动电弧焊中，实际上总是避免上坡焊。
下坡焊则相反，即焊缝厚度和钢筋略有减少，而焊缝宽度略有增加。因此就有了倾向。
(4)坡口形状 在其他条件不变的情况下，当坡口深度和宽度增加时，焊缝厚度会略有增加，焊缝宽度会略有增加，钢筋会明显减少，见图1 -34。
图1-34 坡口形状对焊缝形状的影响
(5)焊剂埋弧焊时，焊剂的成分、密度、粒度、堆放高度等对焊缝形状都有一定的影响。在其他条件相同的情况下，电弧稳定性差的焊剂，其焊缝厚度较大，焊缝宽度较小。当磁通密度较小、粒径较大或堆积高度减小时，电弧周围的压力减小，电弧柱体积扩大，电弧摆动范围扩大。因此，焊缝厚度减少，焊缝宽度增加，配筋略有减少。另外，熔渣的粘度对焊缝的表面成形也有很大的影响。如果粘度太高，熔渣的透气性较差，熔池结晶时放出的气体无法通过熔渣排出，导致焊缝表面形成许多凹坑。 ，成形恶化。
(6)保护气体成分气体保护焊时，保护气体的成分和密切相关的熔滴过渡形式对焊缝形状有显着影响。采用不同保护气体进行熔化极气体保护焊直流反接时，焊缝形状的变化如图1-35所示。喷射过渡氩弧焊总是形成明显的蘑菇形焊缝。当氩气中加入O2、CO2或H2时，可使焊根形成并加宽钢结构加工焊接工艺与图解，焊缝厚度也会略有增加。颗粒状和短路过渡电弧焊会产生宽而浅的焊缝形状。
图1-35 保护气体成分对焊缝形状的影响
(7)母材的化学成分。母材的化学成分不同。当其他工艺因素不变时，焊缝形状不同。这在氩弧焊时尤其明显。例如，采用钨极电弧焊对不同产地的0Cr18Ni19和0Cr18Ni12Mo2不锈钢三种类型进行焊接。当采用相同的焊接工艺参数时，所得焊缝形状的变化如表1-10所示。
表1-10 母材化学成分对焊缝形状的影响
