①反变形法。根据理论计算和经验，预先估计构件焊接变形的大 小和方向，然后在焊接装配时给予一个方向相反、大小相等的人 为变形，使焊后变形相互抵消。
②加于余量法。工件下料时，给工件尺寸加大一定的收缩余量，
以补偿焊后的收缩。
③刚性固定法。焊接时将焊件加以固定，焊后待焊件冷却到室温
后再去掉刚性固定，可有效防止角变形和波浪变形，但该方法会增 大焊接应力，只适用于塑性较好的低碳钢结构，不能用于铸铁和淬 硬倾向大的钢材，以免焊后断裂。

焊接电弧的构成

（1）阴极区 阴极区是指阴极处紧靠阴极表面的导电区
，其沿电弧长度方向的尺寸很小，约为10-2～10-6cm。阴极 区的作用是向弧柱区提供所需要的电子流，同时接收由弧 柱区送来的正离子流。

（2）阳极区 阳极区是指紧靠阳极长度约为10-2～10-6cm
的气体导电区域。阳极区的作用是接受弧柱区流过来的电 子流，并向弧柱区提供正离子流。
c.根部间隙。焊前在接头根部之间预留的空隙叫根部间
隙。根部间隙的作用在于焊接打底焊道时，能保证根部可以 焊透。
d.钝边。焊件开坡口时，沿焊件接头坡口根部的端面直边
部分叫钝边。钝边的作用是防止根部焊穿。
e.根部半径。在J形、U形坡口底部的圆角半径叫根部半
径。根部半径的作用是增大坡口根部的空间，使焊条能够深 入根部，以促使根部焊透。

焊接（Welding）：
焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且使用或不 使用填充材料使工件达到结合的一种方法。其本质就是通 过适当的物理—化学过程，使两个分离表面的金属原子接 近到晶格距离（0.3~0.5nm）形成金属键，从而使两金属 连为一体。
焊接方法（Welding process）：
焊接方法是指定某特定的焊接方法，如埋弧焊、气体 保护焊，其含义包括该方法所涉及的冶金、电、物理、化 学及力学原则等内容。根据上述内容的差异性区分出不同 的焊接方法。
低碳钢的热影响区

焊接热影响区
焊接热循环对焊接热影响区的组织和性能有着 较大影响，热影响区的组织和性能基本上反映了焊 接接头的性能和质量。焊接过程中，热影响区沿宽 度各点被加热，但所达到的温度不同，因而焊后组 织、性能也不相同。热影响区某点被加热达到的最 高温度，在最高温度下停留的时间及随后的冷却速 度，都将决定该点的组织情况。

焊接电弧的静特性

焊接电弧的动特性

电弧燃烧的稳定性
（1）焊接电源的影响 （2）焊接电流的影响 （3）焊条药皮的影响 （4）电弧长度的影响 （5）其它影响因素
焊接电弧的偏吹 焊接电弧偏吹的原因 （1）焊条偏心度过大 （2）电弧周围气流的干扰 （3）磁偏吹



减少或防止焊接电弧偏吹的方法
② 角变形
③ 扭曲变形
④波浪变形
减少焊接应力与变形的工艺措施
（1）结构设计
在设计焊接结构时，焊缝的位置应尽可能对称于结构中心轴 ；在保证结构有足够承载能力的条件下，应尽可能选用型材、冲 压件、锻件或铸钢件，以减少焊缝的数量和尺寸；同时，焊缝要 避免密集和交叉，以减少过热、应力集中和焊接变形。
（2）焊接工艺
据统计，世界主要工业国家每年生产的焊 接结构约占钢产量的45％左右，焊接结构的 优点： 1、适应性强 2、连接性能好 3、节省材料、质量轻 4、生产周期短、生产效率高

二 、焊接电弧

熔化焊是最重要的焊接工艺方法。熔化焊 所用的热源对熔化焊的工艺操作和焊接质 量具有特别重要的影响。其中以电弧为加 热热源的电弧焊是熔化焊中最基本、应用 最为广泛的金属材料焊接方法。
焊接基本知识

概述


焊接电弧
焊接接头


焊接应力与变形
金属压力管道常用焊接方法
一、概述

在机械制造工业中，使两个或两个以上零件联接 在一起的方法有螺钉联接、铆钉联接和焊接等。 前两种联接都是机械联接，是可拆卸的，而焊接 则是利用两物体原子间产生的结合作用来实现联 接的，联接后不能再拆卸，为永久性联接。

焊接电弧是由焊接电源维持的、在具有一 定电压的电极间或电极与工件之间的气体 介质中产生的强烈而持久地放电现象。也 可以说，电弧是在两电极间存在电位差时 ，电荷通过两电极之间气体空间的一种导 电现象。

焊接电弧的产生
常态下的气体由中性粒子（分子或原子）组成， 不含带电粒子。要使两电极间气体连续放电，就必 须使两电极的气体介质中，能连续不断地产生足够 多的带电粒子（电子、正离子、负离子），即发生 气体电离，并且这些带电粒子在两极间电场（电压 ）作用下能连续不断地向两极作定向运动。
熔合区是焊接接头中焊缝向热影响 区过渡的区域，是焊缝边界上固液两相交错共存而又凝固 的部分。 热影响区是焊接过程中，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。它的宽度与焊接方法及热输入量大小有关。

焊接接头的基本特点 （1）几何不连续性

当接头位于结构几何形状和尺寸发生变化的部位时，该 接头就是一个几何不连续体，工作时传递着复杂的应力。
影响焊接接头性能的因素及质量控制 （1）焊接材料选择 （2）焊接工艺方法 （3）熔合比 （4）焊接热输入及工艺参数


焊接接头的形式
焊接接头可分为对接接头、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 和锁底对接接头等共10种，其中以对接、T形、搭接、角接 等4种接头用的较多。
④合理选用焊接方法和焊接规范。尽量选用能量较为集中的焊
接方法，以减少局部加热程度，进而减少焊接应力和变形。
⑤选用合理的焊接顺序。
⑥锤击焊缝法。在焊缝的冷却过程中，用圆头小锤均匀迅速地
锤击焊缝，使金属产生塑性延伸变形，抵消一部分焊接收缩变形 ，从而减小焊接应力和变形。
锤击焊缝的路线
⑦加热“减应区”法。焊接前，在工件的适当部位(称为减应区)进 行加热使之伸长，焊后冷却时，加热区与焊缝一起收缩，可大大 减小焊接应力和变形。
（2）余高
（3）熔深
（4）焊缝厚度、焊脚
焊缝位置，即熔焊时，焊件接缝所处的空间位 置，可用焊缝倾角和焊缝转角来表示。焊缝倾角，即焊缝轴 线与水平面之间的夹角；焊缝转角，即焊缝中心线(焊根和盖 面层中心连线)和水平参照面Y轴的夹角；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、十字形和角接接头处于平焊位置进行 的焊接称为船形焊。在工程上常用的水平固定管的焊接，由 于在管子360°的焊接中，有仰焊、立焊、平焊，所以称全 位置焊接。当焊件接缝置于倾斜位置(除平、横、立、仰焊位 置以外)时进行的焊接称为倾斜焊。 （1）平焊位置 焊缝倾角0°-15°，焊缝转角150°-210°的焊 接位置，见图 A。 （2）横焊位置 焊缝倾角0°-15°；焊缝转角80°-150°或 210°-280°的对接位置，见图B。
（2）性能不均匀
焊缝金属与母材在化学成分上常存在差异，再经受不同 的焊接热循环和热应变循环，必然造成焊接接头各区域的金 属组织存在着不同程度的差异，导致了焊接接头在力学性能 、物理、化学性能及其他性能的不均匀性。
（3）有残余应力和变形
焊接过程热源集中作用于焊接的部位，不均匀的温度场 下产生了较高的焊接残余应力和变形，使接头的区域过早地 达到屈服点和强度极限，同时也会影响结构的刚度，尺寸稳 定性及结构的其他使用性能。

焊接位置
（3）仰焊位置 焊缝倾角0°-80°；焊缝转角0°-80°或280°-360°的焊接位置， 如图C。 （4）立焊位置 焊缝倾角80°-90°，焊缝转角80°-280°或0°-360°的焊接位置， 如图D。。
四、焊接应力与变形
焊接变形和残余应力产生原因 在焊接过程中，对焊件进行局部的不均 匀加热，会产生焊接应力和变形。

（3）弧柱区 弧柱区是指阴极区和阳极区之间的区域，
由于阴极区和阳极区很窄，故可把电弧的实际长度视为弧 柱长度。由于弧柱区的温度可高达5000～50000K，弧柱区 将产生以气体的热电离为主的导电现象。由热电离产生的 带电粒子在外加电场的作用下，正离子向阴极方向运动， 电子向阳极方向运动而形成电流。
⑧焊前预热和焊后缓冷。 ⑨焊后热处理。


焊后矫形处理
（1）机械矫形 焊后通过压力机、矫直机、辗压或锤击等 方法矫正焊接变形。机械矫形是利用机械外力所产生的变 形，抵消焊接变形并降低内应力。这种方法适用于矫正刚 性较小、塑性较好和厚度不大的焊件。 （2）火焰加热矫形 利用氧—乙炔火焰加热时产生的局部 压缩塑性变形，来抵消被焊工件在该部分已产生的伸长变 形。加热方式有点状加热、三角加热和条状加热，加热温 度一般为600～800℃。火焰矫形可使工件的形状恢复，但 矫形后的工件应力并未消失。这种方法不适宜易淬硬材料 和脆性材料。





三、焊接接头

焊接接头的组成
焊接接头是由焊缝金属、熔合线、热影响区及其邻 近的母材组成。
OA-焊缝 AB-熔合区 BC-热影响区

（1）焊缝
焊缝是焊件经焊接后形成的结合部分。通 常由熔化的母材和焊材组成，有时全部由熔化的母材组成 。焊缝金属的性能决定于两者熔合后的成分和组织。

（2）熔合区(线) （3）热影响区
坡口的几何尺寸
焊缝按不同分类方法可分为下列几种形式： （1）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。 （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。


焊缝的形状尺寸
（1）焊缝宽度
（1）在条件许可的情况下尽量使用交流电源焊接。 （2）在露天操作时，如果有大风则必须用挡板遮挡，对 电弧进行保护。在管子焊接时，必须将管口堵住，以防止 气流对电弧的影响。 （3）在焊接间隙较大的对接焊缝时，可在接缝下面加垫 板，以防止热对流引起的电弧偏吹。 （4）在焊缝两端各加一小块附加钢板(引弧板及引出板)， 使电弧两侧的磁力线分布均匀并减少热对流的影响，以克 服电弧偏吹。 （5）采用短弧焊接，因为短弧时受气流的影响较小，而 且在产生磁偏吹时，如果采用短弧焊接，也能减小磁偏吹 程度，因此采用短弧焊接是减少电弧偏吹的较好方法。 （6）在操作时适当调整焊条角度，使焊条偏吹的方向转 向熔池，这种方法在实际工作中应用的比较广泛。 （7）适当改变焊件上的接地线位置，尽可能使电弧周围 的磁力线分布均匀。