1 目 录 一、焊接概述 ······································································································· 2 1.1 焊接的定义 ······························································································· 2 1.2 焊接方法的分类 ······················································································· 2 1.3 常用焊接方法基本特点与应用 ································································ 2 1.4 焊缝符号 ··································································································· 4 二、焊接设计 ······································································································· 8 2.1 材料选用 ····································································································· 8 2.2 焊接方法的选用 ······················································································· 11 2.3 焊接结构设计 ··························································································· 13 三、焊接制造 ····································································································· 27 3.1常见焊接方法工艺要求 ············································································ 27 3.2 焊接工艺评定 ··························································································· 29 3.3 焊接残余应力与变形的控制 ··································································· 29 2

一、焊接概述 1.1 焊接的定义 被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子（分子）间的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接（Welding）。 随着现代工业生产的需要和科学技术的蓬勃发展，焊接技术进步很快，到现在焊接方法已发展到数十种之多。为了能正确选择和使用各种焊接方法，必须了解焊接的物理本质、它们的分类、基本特点和使用范围。 1.2 焊接方法的分类 金属的焊接，按其工艺过程的特点分有熔焊、压焊和钎焊三大类，见表1—3—1。 熔焊在连接部位需加热至熔化状态，一般不加压；压焊必须施加压力，加热是为了加速实现焊接；钎焊时母材不熔化，只熔化起连接作用的填充材料（钎料）。 表1—3—1 焊接方法分类

焊 接 熔焊 电弧焊 熔化极 焊条电弧焊 埋弧焊 氩弧焊（MIG) CO2气体保护焊 药芯焊丝电弧焊 非熔化极 钨极氩弧焊(TIG) 原子氢焊 等离子弧焊 气焊 氧-氢焊接 氧-乙炔焊 空气-乙炔焊 电子束焊 电渣焊 激光焊 铝热焊

压焊 锻焊 摩擦焊 扩散焊 冷压焊 电阻焊 超声波焊 高频焊 爆炸焊

钎焊 火焰钎焊 烙铁钎焊 感应钎焊 电阻钎焊 盐浴钎焊 炉中钎焊 （注：常见的栓钉焊属于熔焊加压焊。） 1.3 常用焊接方法基本特点与应用 表1-4-1简要地介绍了本单位常用金属焊接方法的原理、特点及使用范围。 表1-4-1 常用焊接方法基本特点与应用 焊接方法 原理 特点 使用范围

熔 焊 电弧焊 焊条电弧焊

利用焊条与焊件间的电弧热熔化焊条和焊件进行手工焊接 机动、灵活、适应性强,可全位置焊接,设备简单耐用,维护费低,劳动强度大,焊接质量受工人技术水平影响,不稳定 在单件、小批生产和修理中最适用,可焊3mm

以上的碳钢、低合金钢、不锈钢和铜、铝等有色金属,以及铸铁的焊补 3

埋弧焊 利用焊丝与焊件间的电弧热熔化焊丝和焊件进行机械化焊接,电弧被焊剂覆盖而与外界隔离 焊丝的送进与移动依据机械进行,生产率高,焊接质量好且稳定,不能仰焊和立焊,劳动条件好 适用于大批量生产中长直或环行焊缝焊接,可焊碳钢、合金钢,某种铜合金等中厚板结构,只能平焊、横焊和水平角焊

焊接方法 原理 特点 使用范围

熔 焊 电弧焊 气体保护 CO2气体保护焊 用二氧化碳保护,用焊丝做电极的弧焊 热量较集中,热影响区小,变形小,成本低,生产率高,易于操作.飞溅较大,焊缝成形不够美观,余高大,设备较复杂,须避风 适用于1.6mm以上由低碳钢、低合金钢制造的各种金属结构 等离子弧焊 利用气体(多为Ar)和特殊装置压缩电弧获得高能量密度的等离子弧进行焊接,电极有钨极和熔化极两种 具有Ar弧焊的一些特点,但等离子弧温度很高,穿透能力强,可正面一次焊透双面成形.电弧挺度好可压缩成束状焊微型件 一次焊透厚度在0.025～6.4mm,低碳钢8mm以内,也适用于焊接微小精密构件 气体保护 CO2气体保护焊 用二氧化碳保护,用焊丝做电极的弧焊

热量较集中,热影响区小,变形小,成本低,生产率高,易于操作.飞溅较大,焊缝成形不够美观,余高大,设备较复杂,须避风 适用于1.6mm以上由低碳钢、低合金钢制造的各种金属结构

等离子弧焊 利用气体(多为Ar)和特殊装置压缩电弧获得高能量密度的等离子弧进行焊接,电极有钨极和熔化极两种 具有Ar弧焊的一些特点,但等离子弧温度很高,穿透能力强,可正面一次焊透双面成形.电弧挺度好可压缩成束状焊微型件

一次焊透厚度在0.025～6.4mm,低碳钢8mm以内,也适用于焊接微小精密构件

电渣焊 利用电流通过熔渣产生的电阻热熔化金属进行焊接,可熔化的金属电极有丝状和板状两种 直缝须立焊,任何厚度不开坡口一次焊成,生产率高,但热影响区宽、晶粒粗大,易生成过热组织,焊后须正火处理改善接头组织和性能 适用于厚度25mm以上的重大型机件的焊接,直焊碳素钢、合金钢 4

熔化加压焊 栓钉焊(也叫螺柱焊) 引弧与焊条电弧焊相似,先将栓钉的尖端与钢结构接触,通过强大焊接电流,短路,瞬间达到高温,焊枪中磁力提升栓钉、引弧、产生熔池;之后,立即释放磁力,利用弹簧使栓钉压入熔池,断电后冷却形成接头.栓钉提升高度在焊枪中提前调定 加热过程是稳定的电弧燃烧过程,为了防止空气侵入溶池,恶化接头质量,要采用陶瓷环保护.焊接质量可靠,效率高,无烟雾弧光,劳动条件好 在钢-混凝土结构,为了提高钢构件与混凝土间的结合力,多采用此焊接方法.也可焊接固定小器具的受柄、支脚用螺柱等.可焊材料有碳钢、高碳钢、低合金高强度钢、不锈钢和铝合金

1.4 焊缝符号 1.4.1 基本符号 焊缝的基本符号见表1-5-1

表1-5-1 焊缝的基本符号 序号 名称 示意图 符号

1 卷边焊缝① (卷边完全熔化)

2 I 形焊缝

3 V 形焊缝 4 单边V形焊缝 5 带钝边V形焊缝 6 带钝边单边V形焊缝

7 带钝边U形焊缝 8 带钝边J形焊缝 9 封底焊缝 5

10 角焊缝 11 塞焊缝或槽焊缝 12 点焊缝 13 缝焊缝 不完全熔化的焊缝用I形焊缝表示，并加注焊缝有效厚度。 1.4.2 辅助符号 焊缝的辅助符号是表示焊缝表面形状特征的符号，见表1-5-2。 表1-5-2 焊缝的辅助符号 序号 名称 示意图 符号 说明

1 平面符号 焊缝表面齐平 (一般通过加工)

2 凹面符号 焊缝表面凹陷 3 凸面符号 焊缝表面凸起 不需要确切地说明焊缝的表面形状时，可以不用辅助符号。焊缝的辅助符号的应用见表1-5-3。 表1-5-3 焊缝的辅助符号的应用 名称 示意图 符号

平面V形对接焊缝

凸面X形对接焊缝 凹面角焊缝 平面封底V形焊缝 1.4.3补充符号 焊缝的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1-5-4。 表1-5-4焊缝的补充符号 6

序号 名称 示意图 符号 说明 1 带垫板符号① 表示焊缝底部有垫板

2 三面焊缝符号① 表示三面有焊缝 3 周围焊缝符号 表示环绕工件周围焊缝 4 现场符号 表示在现场或工地上进行焊接 5 尾部符号 可以参照GB5185标注焊接工艺方法等内容 ISO2553标准中未做规定。 1.4.4焊缝尺寸符号 基本符号必要时可附带有尺寸符号及数据，这些尺寸符号见表1-5-5。 表1-5-5 焊缝尺寸符号①

符号 名称 示意图 符号 名称 示意图

δ 工件厚度 e 焊缝间距

α 坡口角度 K 焊角尺寸 b 根部间隙 d 熔核直径 p 钝边 S 焊缝有效厚度 c 焊缝宽度 N 相同焊缝数量 R 根部半径 H 坡口深度 l 焊缝长度 h 余高 n 焊缝段数 β 坡口面角度 对焊缝尺寸符号，ISO2553标准未做规定 1.4.5指引线及说明（见表1-5-6） 表1-5-6指引线及说明