焊缝基本参数
• 焊接线能量（E0）--焊接热输入 • 定义：熔焊时，由焊接热循环输入给单位长 度焊缝上的能量。 • E0=UI/v（J/mm) • U—电弧电压（V) • I—焊接电流（A） • V—焊接速度（mm/s)
焊缝基本参数
• 焊接线能量综合考虑了焊接电流、电弧电压 和焊接速度三个工艺参数对热循环的影响。 生产中根据钢材的成分等，在保证焊缝成形 良好的前提下，适当调整工艺参数，以合适 的线能量焊接，可以保证焊接接头具有良好 的性能。如焊接接头冲击性能。
焊缝基本参数
• 坡口和熔池形状改变时，熔合比都将发生变化， 如焊件开坡口后与Ⅰ形坡口相比，会显著地降低 熔合比。电弧焊接中碳钢、合金钢和有色金属时 ，常通过改变熔合比的大小来调整焊缝的化学成 分，降低对焊接裂纹的敏感性和提高焊缝金属的 力学性能。 如碳钢与奥氏体不锈钢焊接时，熔合比控制 在30%以下，能有效的防止母材对焊缝金属的稀 释作用，使焊缝金属内形成奥氏体元素减少损失 ，减少淬硬的马氏体组织的出现。
焊缝
焊缝
角焊缝 两焊件接合面构成直交或接近直交所
焊接的焊缝。
焊缝
塞焊缝 是指两焊件相叠，其中一块开有圆孔，然
后在圆孔中焊接所形成的填满圆孔的焊缝。 端接焊缝 构成端接接头的焊缝。
焊缝基本参数
对接焊缝几何形状的 参数：
焊缝宽度 余高 熔深
焊缝基本参数
• 焊缝宽度 指焊缝表面与母材的交界处称为 焊趾。而单道焊缝横截面中，两焊趾之间的 距离称为焊缝宽度。
焊接接头
焊接接头
•对接接头：两焊件同在 一个平面上焊接而成的 接头。
特点:应力集中相对较小,能承受较大的静载荷和较高的疲劳交变载荷
注意问题: 板厚不同,应将厚板削薄后对接。L≥3 （δ2-δ1）
L
δ1 L/2 δ1 δ2
δ2
×
√
焊接接头
•角接接头：两焊件边缘相互垂直，在顶端边缘上 进行焊接的接头。角接接头常用于箱形结构，常 用的角接头如下图
焊缝坡口
焊缝坡口
坡口面，焊件上所开坡口的表面称为坡口面。
焊缝坡口
坡口面角度和坡口角度 焊件表面的垂直面与 坡口面之间的夹角称为 坡口面角度，两坡口面 之间的夹角称为坡口角 度。
焊缝坡口
根部间隙
焊前，在接头根部之间预留的空隙称为根部间隙。 亦称装配间隙。根部间隙的作用在于焊接底层焊道时，能保证 根部可以焊透。因此，根部间隙太小时，将在根部产生焊不透 现象；但太大的根部间隙，又会使根部烧穿，形成焊瘤。 钝边 焊件开坡口时，沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分称 为钝边。钝边的作用是防止根部烧穿，但钝边值太大，又会使 根部焊不透。 根部半径 U形坡口底部的半径称为根部半径。根部半径的作 用是增大坡口根部的横向空间，使焊条能够伸入根部，促使根 部焊透。
焊缝基本参数
• 焊缝的熔合比 被熔化的母材金属部分在焊 道金属中所占的比例。 熔合比可以以焊道金属中母材金属熔化的 横截面积SB与整十焊道横截面积SA＋SB之比 值来计算，即 熔合比＝SB÷（SA＋SB） 式中 SA——焊道金属中焊材金属熔化的横 截面积。 SB——焊道金属中母材金属熔合的横 截面积。
焊接发展简介
图为： 《天工开物》中的锤锚图
焊接发展简介
现代焊接
焊接方法 年代 国家 焊接方法 年代 国家
电弧焊
电阻焊 金属极电弧焊
1885
1886 1892
俄国
美国 苏联
冷压焊
高频电阻焊 电渣焊
1848
1951 1951
英国
美国 苏联
热剂焊
氧乙炔焊 金属喷镀
1895
1901 1909
德国
法国 瑞士
焊接分类
手工弧焊
电阻焊 摩擦焊
电弧焊
气体保护焊 埋弧焊
电渣焊
软钎焊
熔
焊
等离子弧焊 电子束焊
压 力 焊
超声波焊 爆炸焊 扩散焊 高频焊
钎 焊
硬钎焊
激光焊
电弧焊
电弧焊的本质及特点 电弧焊的本质是小熔池熔炼与铸造，是金属 熔化与结晶的过程。 熔池存在时间短，温度高；冶金过程进行 不充分，氧化严重；热影响区大。 冷却速度快，结晶后易生成粗大的柱状晶。
焊缝基本参数
• 焊缝成型系数 • 定义：熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝的 宽度（B）与焊缝计算厚度（H）的比值 （φ=B/H)。 • 焊缝成形系数小时形成窄而深的焊缝，在焊 缝中心由于区域偏析会聚集较多的杂质，抗 热裂纹性能差，所以形成系数值不能太小， 如自动埋弧焊时焊缝的成形系数要大于 1.3， 即焊缝的宽度至少为焊缝计算厚度的1.3倍。
焊接分类
压焊
焊接过程中，必须对焊件施加压力，加热或不加 热的焊接方法，称为压焊。 压焊有两种形式： （ a ）被焊金属的接触部位加热至塑性状态，或局 部熔化状态，然后加一定的压力，使金属原子间相 互结合形成焊接接头，如电阻焊、摩擦焊等。 （b）加热，仅在被焊金属接触面上施加足够大的 压力，借助于压力引起的塑性变形，原子相互接近， 从而获得牢固的压挤接头，如冷压焊、超声波焊、 爆炸焊等。
焊接分类
焊接方法
按照焊接过程的特点区分,可以归纳为 ： 熔化焊、压力焊、钎焊。
分 类
熔化焊 压力焊 钎 焊
焊接分类
熔焊
焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加 压力的焊接方法,称为熔焊。 熔焊是目前应用最广泛的焊接方法。最常用的 有手工电弧焊，埋弧焊，CO2气体保护焊及手工钨 极氩弧焊弧焊等。
焊缝坡口
容易焊透，受力情况好，应力均匀，连接强度高，焊 接接头质量容易保证。坡口的主要作用是保证焊透，分不 开坡口、单边和双边V形及U形坡口：
X形坡 口可减 少焊条 金属量 50%， 且变形 及内应 力小。 较重要 的焊接 结构可 用 U形 坡口。
焊缝坡口
T型接头 不开坡口、单边和双边V形及K形坡口。
电弧焊
热源
能量要集中，温度要高。以保证金属快速熔化，减小 热影响区。满足要求的热源有电弧、等离子弧、电子 束和激光。
熔池的保护
可用渣保护、气保护和渣-气联合保护。以防止氧化 ，并进行脱氧、脱硫和脱磷，给熔池过渡合金元素。
填充金属
保证焊缝填满及给焊缝带入有益的合金元素，并达 到力学性能和其它性能的要求，主要有焊芯和焊丝。
焊接接头
压力容器焊接接头分类
焊接接头
对接接头
A 圆筒部分的纵向接 头（多层包扎容器层 板纵向接头除外）、 球形封头与圆筒连接 的环向接头、各类凸 形封头中的所有拼接 接头，以及嵌入式接 管与壳体对接连接的 接头。 B 壳体部分的环 向接头、锥形封 头小端与接管连 接的接头、长颈 法兰与接管连接 的接头，但已规 定为A、C、D类 的接头除外。 C 平盖、管板与 圆筒非对接连接 的接头，法兰与 壳体、接管连接 的接头，内封头 与圆筒的搭接接 头以及多层包扎 容器层板纵向接 头。
焊接接头
热影响区 焊接过程中，受焊接热循环的影响，焊缝附近
的母材组织或性能发生变化的区域为焊接。如图所示。
过热区 1100℃～固相线， 魏氏组织，为热影响区中 机械性能最差的部位； 正火区 Ac3～1100℃，正火 组织，冷却后晶粒细小， 机械性能较好。 部分相变区 Ac1～Ac3之间 ，晶粒大小不一，组织不 均匀，性能较差。
面上测得的焊缝金属的区 域，即焊缝表面和熔合线 所包围的区域。
焊接接头
焊缝区 组织是从液态
结晶冷凝后形成的铸态 组织，因此，可能存在 着各种铸造缺陷。但由 于冷却快，且通过渗入 某些合金等可以满足使 用要求。
焊接接头
熔合区 焊缝与热影响区的过渡区，位于熔合线两侧，
也叫半熔化区，如图所示。
特点： 温度处于固相线和液相线之间； 成份不均匀，组织粗大。 粗大的过热组织和粗大的淬硬组织，是焊接接头 中性能最差的。
Contents
焊接发展简介 焊接接头及焊缝 焊接分类 焊接电弧焊
焊接应力与变形
焊接缺陷与焊接质量检验
焊接的定义
• 焊接的定义 通过焊接时对焊工件的材质（ 同种或异种）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间的 而形成永久性连接的工艺过程。
焊接发展简介
焊接技术是随着铜铁等金属的冶炼生产、各种 热源的应用而出现的。中国商朝制造的铁刃铜钺 ，就是铁与铜的铸焊件，其表面铜与铁的熔合线 婉蜒曲折，接合良好。 春秋战国时曾侯乙墓中的建鼓铜座上有许多盘 龙，是分段钎焊连接而成的。经分析，所用的与 现代软钎料成分相近。据明朝宋应星所著《天工 开物》一书记载：中国古代将铜和铁一起入炉加 热，经锻打制造刀、斧；分段煅焊大型船锚。中 世纪，在叙利亚大马士革也曾用锻焊制造兵器。
焊缝基本参数
余高
指的是鼓出母材表面的部分或角焊 末端连接线以上部分的熔敷金属。 • 好处 对整条焊缝起到保温和缓冷的作用,对 细化晶粒,减少焊接应力起很大的作用.同时 也是气孔等杂物的收集区. • 坏处 它会致使设备在此处形成形状突变,造 成局部应力集中.
焊缝基本参数
• 熔深 在焊接接头横截面上，母材熔化的深 度称为熔深。一定的熔深值保证了焊缝和母 材的结合强度。当填充金属材料（焊条或焊 丝）一定时，熔深的大小决定了焊缝的化学 成份。不同的焊接方法要求不同的熔深值， 例如堆焊时，为了保持堆焊层的硬度，减少 母材对焊缝的稀释作用，在保证熔透的前提 下，应要求较小的熔深。
焊接分类
钎焊
采用熔点比母材低的金属材料作钎料，将焊件和 钎料加热到高于钎料熔点，但低于母材熔点的温度， 利用毛细作用使液态钎料润湿母材，填充接头间隙 并与母材相互扩散，连接焊件的方法，称为钎焊。 钎焊分为如下两种： （ a ）软钎焊 用熔点低于 450 ℃的钎料（铅、锡 合金为主）进行焊接，接头强度较低。 （b）硬钎焊 用熔点高于450℃的钎焊（铜、银、 镍合金为主）进行焊接，接头强度较高。