CWI考试培训资料焊缝接头几何图形和焊接符号.docx

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CWI考试培训资料焊缝接头几何图形和焊接符号

第四单元

焊缝接头几何图形和焊接符号

介绍--------------------------------------------------------------------------------2

焊接的接头-----------------------------------------------------------------------2

焊接符号--------------------------------------------------------------------------27

补充符号--------------------------------------------------------------------------30

焊缝符号尺寸--------------------------------------------------------------------33

关键术语及定义-----------------------------------------------------------------38

第四部分

焊缝接头几何形状及焊接符号

序言

确定焊接技术要求，接头设计和选择是设计或项目工程师的责任，然而，制造人员仍然有责任准确的将图纸要求转化为生产工艺，并准备这些接头。

在日常工作交流中，焊接接头术语就显得非常重要。

准确的应用术语可以使焊接人员很方便地将组装和焊接过程的问题向有关人员提出来。

焊接接头术语与补充的焊接符号，数据及尺寸之间有直接关系。

焊接检验员很有必要掌握这些沟通技巧。

焊接接头

焊接接头共有五种形式，对接，角接，T形，搭接和端接接头。

如图4.2所示，这五种基本接头形式都有一定的焊缝和焊缝符号与之对应。

根据设计不同，各种不同的焊缝应用于每个接头形式，并且这些焊缝与每种接头形式很接近。

接头设计确定了其形状，尺寸和结构。

在图4.1的AWSA3.0（1994版标准术语和定义中增加了卷边接头和搭接接头。

图4.3，卷边接头是五种基本接头形式中的一种，其形成的焊缝接头中至少要有一组成件是卷边形状。

搭接接头是“有另一工件跨越对接接头并分别焊接在要被连接的工件上（见图4.4。

”

图4.1-AWSA3.0，标准焊接术语及定义

形成一个接头的每个工件叫（焊件）组对件，并分为三类，对接（焊）组件，非对接（焊）组件，搭接（焊）组件。

图4.4和4.5对每种（焊）组件都有描述。

对接（焊）组件是用一个对接（焊）组对件防止另一（焊）组对件沿垂直壁厚方向移动。

例如，相互对接的两个焊件，T型或角接接头中的一个焊件称为对接组件。

非对接（焊）组件就是一接头组件可沿垂直其壁厚方向任意移动。

例如，搭接接头的两个焊件，T型或角接接头的另一个焊件叫非对接焊件。

搭接件就是工件以搭接连接跨过接头。

图4.4中两例给出了用于连接对接接头的搭接实例。

用接头的几何形状来说明焊缝形式的确定。

接头的几何形状就是接头的焊前截面尺寸及形状。

当从截面看一接头时，组对的每个焊件的端部形状常与其焊接形式及符号相似。

图4.6给出了用于金属焊接制造及所应用焊缝的基本端头形状。

图4.7到4.11中截面图表示出焊接符号形状与各种不同的端头接组合之间的关系。

不同端头形状的这些组合描述了针对于某些使用图4.2所示的五种基本接头形式实用焊缝连接方式。

另一些焊缝类型和坡口设计可用于各种不同结构或者所用的边缘或表面准备所形成的形状来表示。

焊接接头部件

一旦接头型式被确定，有必要描述所要求的精确接头设计。

这样一来，焊接及检验人员应具备对于一给定接头的几何形状的各个特征识别能力。

与这些特征有关的术语包括：

接头根部坡口面钝边底缘根部间隙自然坡口自然坡口角度坡口角度根部半径

在接头设计的特定型式基础上，接头的几何形状可能会稍有不同，例如接头根部，接头根部被定义为“被焊接头彼此最靠近的部分，从截面上看，接头根部可能是点，线或面。

”图4.12列出几种不同接头设计所采用的部分接头根部。

接头根部在图（A）-（D为阴影部分，在（E）和（F）为黑线部分。

与坡口面，钝边，根部边缘相关的术语表示在图4.13中，坡口面是焊件的坡口内的表面。

钝边（通常叫岸边）是坡口面中靠近接头根部的部分。

最后一个，根部边缘定义为宽度为零时的钝边。

焊接人员可能需要描述的其他特征表示图4.14中。

这些是焊接工艺及生产焊接的基本要素，焊接人员可能要实际测量它们以确定其是否符合图纸文件要求。

根部间隙定义为“焊件根部间的距离”。

自然坡口（通常提到的倒棱）定义为“角形边缘准备”。

自然坡口角度定义为焊件的自然坡口与焊件平面垂线之间的角度。

坡口角度定义为焊件坡口之间的角度。

对于自然坡口焊缝，自然坡口角度等于坡口角度。

坡口半径仅适用于J型或U型坡口焊，它定义为形成J型或U坡口的圆角，由自然坡口角度（或坡口角度）及坡口半径来确定。

焊缝类型

如图4.2所示，多数焊缝可使用不同类型的接头。

引用AWSA2.4其所长“焊接，钎焊及无损探伤检验的标准符号”作为指南，有九类焊缝及与其相关的焊接符号，每一类中有相关的焊接型式。

这些类别有：

1.坡口焊缝2.角焊缝3.塞焊及槽焊4.螺栓焊5.点焊及凸焊

6.缝焊

7.封底焊及打底焊8.堆焊9.卷边焊

焊接设计人员可根据需要，选取最适合的接头形状和焊缝类别。

选取时，可考虑以下因素：

●易焊的接头●熟悉的焊接过程●恰当的结构设计●焊接成本坡口焊缝

坡口焊定义为“在焊件之间的坡口中施焊”。

坡口焊有八种类型：

1.直边坡口2.嵌焊坡口3.V型坡口4.自然坡口5.U型坡口6.J型坡口

7.喇叭V型坡口8.喇叭单边V型坡口

它们的叫法与其实际截面形状相像。

所有的这些坡口焊缝可通过对接接头单面或双面施焊获得。

图4.15对典型的单面及双面坡口焊作了说明。

如期望的那样，单面坡口焊是“仅从单面施焊得到的焊缝”，同样，双面坡口焊是“从两面施焊得到的焊缝”。

不同型式的坡口焊可有多种组合。

可根据难易度，成本，恰当的结构设计，期望的变形量及所用焊接工艺来选取。

直边坡口焊的优点是最经济，但受焊件的厚度限制。

单面焊的直边坡口全焊透焊缝通常不能用于厚度大于1/4英寸的材料。

较厚的材料须选取与接头形状相适应的其它坡口焊缝。

对于较厚的接头，其几何形状应便于焊接，保证焊缝牢固，最小量的裁取母材。

出于成本考虑，这些接头设计应选取合适的根部间隙及坡口角度，使得获得最小量的填充焊材，同时还能达到使用要求。

应根据对接的材料，接头在焊件中的位置，使用环境来选取合适的根部间隙及坡口角度。

当成本因素重于端头准备费用时，选取J型坡口及U型坡口焊缝，可减少焊材的使用。

这些类型的焊缝主要用于较厚工件。

由于存在一直边，自然坡口及J型坡口焊接要难于V型及U型坡口焊接。

喇叭V形坡口和喇叭自然坡口焊缝通常用于连接法兰或其他圆组件。

角焊缝

AWSA2.4定义角焊缝为在搭接，T形，角接接头中以近似三角形剖面彼此结合近似互为直角的两个表面的焊缝。

当设计允许时，角焊缝因其低成本而优于坡口焊缝被采用。

角焊缝通常不需要焊前边缘预制，但表面可能需清理。

与坡口焊缝不同，角焊缝的取名并非缘于其几何形状，它是适用于搭接，T形和角接接头的一种典型焊缝。

角焊缝有时与坡口焊缝组合使用。

图4.16为角焊缝在角接，T形，和搭接接头上的使用示例。

角焊缝通常为单边或双边焊缝，它可能由单焊道或多焊道组成。

实例见图4.16。

除连续的焊道焊缝外（完整的接头长度，角焊缝还经常采用交错断续或链式断续焊。

交错断续角焊缝是在接头两侧交错间断增加焊缝。

链式断续角焊缝是在接头两侧并列等长的间断增加焊缝。

图4.16（E和（F就是这两种角焊缝的实例。

塞焊和槽焊

用于搭接连接组件的两种类型焊缝是塞焊和槽焊。

塞焊是在接头的一元件上开圆孔通过焊接与另一组件溶合的焊接方式。

槽焊则是在接头的一组件上开椭圆孔通过焊接与另一组件溶溶合的

焊接方式。

孔也许开在一端。

塞焊和槽焊都需确定填充深度。

图4.17（A和（B对塞焊和槽焊作了说明。

图4.16（D所示的在圆孔或开槽中的角焊缝不能认为是塞焊或槽焊。

螺柱焊

图4.17（C所提供的是螺柱焊的例子。

最常使用电弧螺柱焊工艺焊接的螺柱材料为低碳钢，不锈钢和铝材。

其它材料仅在特殊要求时使用螺柱焊。

大部分螺柱焊底部是圆形的。

然而，也有许多使用方形和矩形底部的螺柱焊。

螺柱焊的应用包括将木地板固定在钢制甲班上或框架上；在罐，箱车或其它容器内加衬或隔层基固定，装配机器附件，保证管件和绳索牢固度；焊接剪切连接器和地脚螺栓到结构上。

点焊和凸焊

点焊是在叠加的组件之间或之上形成的，它的结合点有可能起始于结合面，也可能起始于某一组件的外表面。

结合面定义为一个组件与另一要连接的组件之间相接触或近可能小间距的吻合面。

点焊通常使用电阻焊来实现，但接合搭接接头到较薄材料最有效的方法是电弧点焊。

在电弧点焊中，焊缝通过使用电弧焊方法，熔透顶部组件，熔入下部组件来实现。

图4.18（A和（B描

述了电阻点焊和电弧点焊。

凸焊采用电阻焊方法。

焊缝是通过电流的电阻产生的热量成型的。

焊缝成型在预定的凸出点，浮凸或相交点上。

图4.18（C给出了搭接接头的浮凸组件凸焊，及成型焊缝的剖面。

缝焊

缝焊是在重叠组件之间或之上成型的连续焊缝，它的接合也许起始于组件的结合面，也许产生在其中一组件外表面。

连续焊缝可能由单道或相互重叠的点焊形成。

它意味着焊接时须沿着接缝移动焊枪枪头，或在焊枪下移动工件。

这种焊缝要靠电弧焊及电阻焊来完成。

这两种焊接工艺形成的缝焊如图4.19（A-（D所示。

封底焊及打底焊

顾名思义，这些焊缝在接头的背面焊接的。

虽然它们焊在同一位置，但施焊方法不同。

AWSA3.0定义封底焊为先焊底面的坡口焊。

打底焊缝是在焊缝上先打底焊。

封底焊的操作顺序为先焊完正面，再焊背面。

打底焊的操作顺序为在焊完正面前把背面焊完成。

图4.19（E和（F给出了这两种焊接的实例。

堆焊

顾名思义，这种焊接方式是直接将焊缝焊在金属表面。

堆焊定义为“将焊缝焊在直接作为接头的平面上，以获取所期望的性能及尺寸。

”图4.19（G给出了典型的堆焊实例。

其它相关的术语有：

∙堆敷~“靠堆积引起材料表面变化，以得到所期望的尺寸。

”

∙隔离层堆焊~“将金属堆积在单个或多个平面引起材料表面变化，在焊接完成后得到多种

兼容的冶金特性。

”

∙敷层~“堆积或喷涂表面材料引起材料表面变化，它通常可改善锈蚀性及抗热性。

”∙表面硬化~“堆积表面材料引起材料表面变化，以减少材料磨损。

”

卷边焊

卷边焊是在端接接头，卷边对接接头，或卷边角接接头使焊，使得焊件熔透所得到的焊缝。

卷边接头间有两个卷边的工件，角接接头间仅有一个卷边的工件，图4.20给出了角接接头及卷边接头卷边焊的实例。

熔透焊缝

焊接和检验人员应了解有关熔透焊缝特点及条件的术语。

这些术语方面的知识能帮助交流，增加对焊接符号的理解及确定需焊后进一步清理或处理的焊缝区域。

坡口焊的术语有（见图4.21∙焊缝面

∙焊趾∙焊根∙焊根面∙表面加强高∙背面加强高

焊缝面是“焊缝在施焊面的表面暴露部分。

”焊趾是“焊缝表面与母材的交界处。

”

背面的焊趾为焊根。

焊根就是在截面图中“焊根面与母材表面的剖面的交叉点。

”与焊接面相似

的是焊根面，“或施焊面的背面焊缝表面暴露部分。

”换句话说，焊根面是背面以焊根为界的部分。

与坡口焊相关的术语还有焊缝加强高：

焊缝加强高是“填充完接头后多余的焊材。

”表面加强高（通常称为冒是坡口端施焊面的加强高。