第一章+异种金属焊接性(4)--作业

1、【主要内容】【主要内容】 焊接的基本理论基础；焊接的基本理论基础； 典型弧焊、压力焊及钎焊的原理、方法及适用场合；典型弧焊、压力焊及钎焊的原理、方法及适用场合； 常用金属材料焊接性、焊接工艺要点；常用金属材料焊接性、焊接工艺要点； 简单介绍粘接技术的一些概念、粘接原理、胶粘简单介绍粘接技术的一些概念、粘接原理、胶粘剂及胶粘工艺剂及胶粘工艺。 【教学内容】【教学内容】 焊接结构及其特点。焊接结构及其特点。 焊接结构的工艺性。焊接结构的工艺性。【教学目标】【教学目标】了解焊接结构的特点，掌握焊接过程中焊接材料了解焊接结构的特点，掌握焊接过程中焊接材料、焊接方法、接头形式、焊缝布置的基本原则。、焊接

2、方法、接头形式、焊缝布置的基本原则。 一、焊接结构及其特点一、焊接结构及其特点1.1.焊接结构焊接结构 定义：定义：用焊接的方法生产制造的结构。用焊接的方法生产制造的结构。 ( (主要是金属结构主要是金属结构) )2.2.焊接结构的特点焊接结构的特点（1 1）可以给结构设计提供很大的灵活性）可以给结构设计提供很大的灵活性 焊接结构可以由板材、型材、管材组焊而成，可以由锻焊接结构可以由板材、型材、管材组焊而成，可以由锻铸件或其机械加工件拼焊而成，也可以上二者联合拼焊而成，铸件或其机械加工件拼焊而成，也可以上二者联合拼焊而成，这就给结构设计提供很大灵活性。在导弹结构上以钣焊结构这就给结构设计提供很

3、大灵活性。在导弹结构上以钣焊结构为主。现在机加件拼焊也不少为主。现在机加件拼焊也不少。 （2 2）可以按结构受力状况最优化配置结构的厚度，以减轻结）可以按结构受力状况最优化配置结构的厚度，以减轻结构的重量，节约金属材料构的重量，节约金属材料 大约比铆接轻大约比铆接轻15-20%15-20%，比锻铸件轻，比锻铸件轻20-30%20-30%，减轻结构重，减轻结构重量对航天产品意义重大。量对航天产品意义重大。（3 3）便于以大化小、以小拼大）便于以大化小、以小拼大 焊接结构便于以大化小、以小拼大，就像做衣服一样，焊接结构便于以大化小、以小拼大，就像做衣服一样，古人称古人称“金属裁缝金属裁缝”，方便灵

4、活，几乎可以制任何大小和复，方便灵活，几乎可以制任何大小和复杂的结构。大道海上巨无霸，几十万吨大油轮，小到集成电杂的结构。大道海上巨无霸，几十万吨大油轮，小到集成电路的芯片的微连接，都会用到焊接技术路的芯片的微连接，都会用到焊接技术 。（4 4）可以制成致密性较高的结构）可以制成致密性较高的结构 如弹上的储箱、气瓶等，均要求气密性结构如弹上的储箱、气瓶等，均要求气密性结构( (如环形气瓶，如环形气瓶，P P工作工作=320kg/cm2(32MPa)=320kg/cm2(32MPa)，P P爆爆=720kg/cm2(72MPa)=720kg/cm2(72MPa)。（5 5）可以简化锻铸结构）可以

5、简化锻铸结构 很多机架、机座、床身、曲轴、活塞杆等多为铸锻结构，很多机架、机座、床身、曲轴、活塞杆等多为铸锻结构，有的体积很大或形状很复杂。由于设备和技术所限，很多情况有的体积很大或形状很复杂。由于设备和技术所限，很多情况下难以整体锻铸而成，采用分开锻铸而后拼焊而成，使其结构下难以整体锻铸而成，采用分开锻铸而后拼焊而成，使其结构简化。如我国第一台万吨水压机的油缸和活塞杆就采用此法，简化。如我国第一台万吨水压机的油缸和活塞杆就采用此法，不然在当时工艺技术水平及设备条件下是生产不出来的。不然在当时工艺技术水平及设备条件下是生产不出来的。（6 6）可以生产出用其他工艺方法难以实现的结构）可以生产出用

6、其他工艺方法难以实现的结构 如上述储箱、气瓶等要求密封空腔结构，蜂窝夹层结构如上述储箱、气瓶等要求密封空腔结构，蜂窝夹层结构以及复合板结构以及复合板结构( (大面积复杂结构大面积复杂结构) )。（7 7）尚有很多不足）尚有很多不足 任何技术都不是万能的，都有其局限性，主要有：任何技术都不是万能的，都有其局限性，主要有： 1) 1) 焊接变形较大；焊接变形较大； 2) 2) 焊接残余应力较大；焊接残余应力较大； 3) 3) 接头性能不均匀；接头性能不均匀； 4) 4) 不是所有都能焊好；不是所有都能焊好； 5) 5) 极短的、复杂的冶金过程不可知和不可控极短的、复杂的冶金过程不可知和不可控的影响

7、因素较多，故质量问题较多。的影响因素较多，故质量问题较多。 因此，焊接方法在金属结构上的应用还受到一因此，焊接方法在金属结构上的应用还受到一定的限制。定的限制。二、焊接结构的工艺性二、焊接结构的工艺性 工艺：工艺：金属结构从原材料到加工出具体产品，要经过一个金属结构从原材料到加工出具体产品，要经过一个过程，在这个过程中使用各种加工手段，这就是工艺技术。过程，在这个过程中使用各种加工手段，这就是工艺技术。 工艺技术是连接设计、材料和产品之间的桥梁，是工艺技术是连接设计、材料和产品之间的桥梁，是各种设计思想和各种性能材料物化为产品的基础。先进的设各种设计思想和各种性能材料物化为产品的基础。先进的设

8、计，只有通过先进合理的工艺才能转化为物质财富。计，只有通过先进合理的工艺才能转化为物质财富。 结构的工艺性：结构的工艺性：结构的工艺性是所设计的产品所具有的结构的工艺性是所设计的产品所具有的“在一定产量和生产条件下，经综合权衡后，能以尽可能低在一定产量和生产条件下，经综合权衡后，能以尽可能低的成本和短的生产周期制造出来，并能符合必须的使用性能的成本和短的生产周期制造出来，并能符合必须的使用性能和质量和质量”的那些结构的特性。或者说，在结构制作时要考虑的那些结构的特性。或者说，在结构制作时要考虑的那些因素，使其在保证结构使用要求的情况下，既快又简的那些因素，使其在保证结构使用要求的情况下，既快又

9、简单的生产出来单的生产出来 。1.1.合理适当地选择被焊件的结构材料合理适当地选择被焊件的结构材料（1 1）首先应能满足使用性和可靠性）首先应能满足使用性和可靠性 导弹产品基本特点是要求使用的材料强度要高，重量导弹产品基本特点是要求使用的材料强度要高，重量要轻，即比强度要好。其他还有刚性要求和耐压、耐温、耐要轻，即比强度要好。其他还有刚性要求和耐压、耐温、耐腐等特殊要求，对于这些技术，设计人员一般都能充分考虑，腐等特殊要求，对于这些技术，设计人员一般都能充分考虑，但对于焊接结构的可靠性有时考虑不是很充分。但对于焊接结构的可靠性有时考虑不是很充分。 结构制作不仅要看能否方便生产出来，更要看能否在

10、结构制作不仅要看能否方便生产出来，更要看能否在使用过程中稳定可靠。从以往经验来看，往往忽略下面一些使用过程中稳定可靠。从以往经验来看，往往忽略下面一些情况：情况： 忽视接头综合性能，特别是韧性。忽视接头综合性能，特别是韧性。 忽视结构刚性，而造成失稳破坏。忽视结构刚性，而造成失稳破坏。 忽视应力集中，造成疲劳开裂和应力腐蚀开裂。忽视应力集中，造成疲劳开裂和应力腐蚀开裂。 （2 2）尽可能选择可焊性好的材料）尽可能选择可焊性好的材料 常见的情况，设计人员根据产品使用性能要求对结构的常见的情况，设计人员根据产品使用性能要求对结构的强度、耐温、耐腐考虑较多，而对产品可焊性认识不足。强度、耐温、耐腐考

11、虑较多，而对产品可焊性认识不足。 可焊性：在一定的焊接施工条件下，金属得到质量优良可焊性：在一定的焊接施工条件下，金属得到质量优良的焊接接头的可能性。也就是常说的的焊接接头的可能性。也就是常说的“好焊不好焊好焊不好焊”或是说或是说“是否容易出现裂纹和其他缺陷是否容易出现裂纹和其他缺陷”。这是指工艺可焊性，另。这是指工艺可焊性，另外还应有使用可焊性，主要指焊接接头在使用中的可靠性。外还应有使用可焊性，主要指焊接接头在使用中的可靠性。 u 碳钢的焊接碳钢的焊接1）低碳钢低碳钢的焊接的焊接低碳钢含碳量不大于低碳钢含碳量不大于0.25%，塑性好，一般没有淬硬倾向，塑性好，一般没有淬硬倾向，对焊接热过程

12、不敏感，可焊性良好。焊这类钢时，不需要采对焊接热过程不敏感，可焊性良好。焊这类钢时，不需要采取特殊的工艺措施，通常在焊后也不需要进行热处理（电渣取特殊的工艺措施，通常在焊后也不需要进行热处理（电渣焊除外）。焊除外）。2 2）中碳钢中碳钢的焊接的焊接中碳钢含碳量在中碳钢含碳量在0.25%0.25%0.6%0.6%之间，随含碳量的增加，淬硬之间，随含碳量的增加，淬硬倾向愈发明显，可焊性逐渐变差。在实际生产当中，主要倾向愈发明显，可焊性逐渐变差。在实际生产当中，主要是焊接各种中碳钢的铸钢件与锻件。是焊接各种中碳钢的铸钢件与锻件。中碳钢焊接时，中碳钢焊接时，为保证焊后无裂纹和得到合格的力学性能，应为保

13、证焊后无裂纹和得到合格的力学性能，应采取的采取的措施措施：a.焊前预热，减缓焊接接头的冷却速度，减少淬硬倾向和降低焊前预热，减缓焊接接头的冷却速度，减少淬硬倾向和降低焊接应力；焊接应力；b.采用抗裂性较好的低氢焊条；采用抗裂性较好的低氢焊条；c.焊接时采用细焊条、小电流、开坡口、多层焊接等，以减少焊接时采用细焊条、小电流、开坡口、多层焊接等，以减少母材的熔化量，降低焊缝碳的质量分数，防止热裂纹产生。母材的熔化量，降低焊缝碳的质量分数，防止热裂纹产生。3）高碳钢高碳钢的焊接的焊接高碳钢的质量分数大于高碳钢的质量分数大于0.6%，特点和中碳钢基本相同，但，特点和中碳钢基本相同，但焊接性更差。焊接性

14、更差。低强度普通低合金结构钢：低强度普通低合金结构钢：高强度普通低合金结构钢：高强度普通低合金结构钢：s s390MPa390MPaC CE E0.4%420MPa420MPaC CE E0.4%0.4%0.5%0.5%焊接性良好。焊接性良好。焊接性较差。焊接性较差。15MnVN15MnVN、18MnMoNb18MnMoNb、14MnMoV14MnMoV 焊前焊前预热预热（150150250 250 ），焊后），焊后缓冷缓冷； 焊件开焊件开坡口坡口，且采用，且采用细焊条、小电流、多层焊细焊条、小电流、多层焊。 选用选用低氢低氢型焊条；型焊条； 焊后及时进行焊后及时进行消除应力热处理消除应力热处

15、理、去氢处理去氢处理 采用手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊采用手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊u低合金结构钢的焊接低合金结构钢的焊接问题问题晶间腐蚀晶间腐蚀热裂纹热裂纹常用焊接方法：常用焊接方法：手工电弧焊、氩弧焊和埋弧焊。手工电弧焊、氩弧焊和埋弧焊。措施：措施：严格控制焊缝金属的严格控制焊缝金属的含碳含碳质量质量采用含有采用含有TiTi、NbNb等元素的焊接材料和母材等元素的焊接材料和母材措施：措施：选用选用碳质量分数很低碳质量分数很低的母材和焊接材料的母材和焊接材料( (塑性好塑性好) )采用含适量采用含适量MoMo、SiSi等铁素体形成元素的焊接材料等铁素体形成元素的焊接材料焊接工艺：焊接工

16、艺：采用小电流、快速焊采用小电流、快速焊减少加热范围减少加热范围多层焊时，应等前面一层冷至多层焊时，应等前面一层冷至6060以下。以下。强制冷却。稳定化处理。强制冷却。稳定化处理。u奥氏体不锈钢的焊接奥氏体不锈钢的焊接u 铸铁的补焊铸铁的补焊补焊时的主要问题：熔合区易产生白口组织；易产生裂缝；易补焊时的主要问题：熔合区易产生白口组织；易产生裂缝；易产生气孔。产生气孔。针对铸铁的焊接缺陷进行焊接修补，一般采用焊条电弧焊、气针对铸铁的焊接缺陷进行焊接修补，一般采用焊条电弧焊、气焊来修补，按焊前是否预热分为焊来修补，按焊前是否预热分为热焊和冷焊热焊和冷焊两类两类.1 1）热焊热焊 热焊法是焊前将工件

17、整体或局部预热到热焊法是焊前将工件整体或局部预热到600600700700，焊后，焊后缓慢冷却。热焊法可防止工件产生白口组织和裂缝，焊补缓慢冷却。热焊法可防止工件产生白口组织和裂缝，焊补质量较好，焊后可以进行机械加工。但热焊法成本较高，质量较好，焊后可以进行机械加工。但热焊法成本较高，生产率低，焊工劳动条件差。一般用于焊补形状复杂焊后生产率低，焊工劳动条件差。一般用于焊补形状复杂焊后需要加工的重要铸件，如床头箱、汽缸体等。需要加工的重要铸件，如床头箱、汽缸体等。2 2）冷焊冷焊 焊补之前，工件不预热或只进行焊补之前，工件不预热或只进行400400以下低温预热的焊补以下低温预热的焊补方法通常称为

18、冷焊法，主要依靠焊条来调整焊缝化学成分以方法通常称为冷焊法，主要依靠焊条来调整焊缝化学成分以防止或减少白口组织和避免裂缝。防止或减少白口组织和避免裂缝。 冷焊法方便灵活生产率高、成本低、劳动条件好。但焊接处冷焊法方便灵活生产率高、成本低、劳动条件好。但焊接处切削加工性能较差。生产中多用于焊补要求不高的铸件以及切削加工性能较差。生产中多用于焊补要求不高的铸件以及怕高温预热引起变形的工件。怕高温预热引起变形的工件。 焊接时，应尽量采用小电流、短弧、窄焊缝、短焊道（每段焊接时，应尽量采用小电流、短弧、窄焊缝、短焊道（每段不大于不大于50mm50mm）并在焊后及时轻轻锤击焊缝以松弛应力，防止）并在焊后

19、及时轻轻锤击焊缝以松弛应力，防止焊后开裂。焊后开裂。u 有色合金的焊接有色合金的焊接1）铜和铜合金的焊接铜和铜合金的焊接铜和铜合金的焊接性较差，其原因如下：铜和铜合金的焊接性较差，其原因如下：a.难熔合难熔合b.容易产生焊接应力和变形容易产生焊接应力和变形c.易产生气孔易产生气孔d.易产生热裂纹易产生热裂纹e.接头力学性能下降接头力学性能下降铜和铜合金的焊接方法常用的有氩弧焊、气焊、焊条电弧焊、铜和铜合金的焊接方法常用的有氩弧焊、气焊、焊条电弧焊、钎焊等。其中氩弧焊接头质量最好。钎焊等。其中氩弧焊接头质量最好。2）铝和铝合金的焊接铝和铝合金的焊接铝和铝合金的焊接性较差，其原因如下：铝和铝合金的

20、焊接性较差，其原因如下：a.易氧化易氧化b.易产生气孔易产生气孔c.易焊穿易焊穿d.易产生热裂纹易产生热裂纹e.铝的导热系数大，故要求大功率或能量集中的热源，厚度铝的导热系数大，故要求大功率或能量集中的热源，厚度较大应预热较大应预热f.铝和铝合金在高温时强度和塑性低，焊接时常因为不能支持铝和铝合金在高温时强度和塑性低，焊接时常因为不能支持熔池的重量而使焊缝塌陷，因此常采用垫板。熔池的重量而使焊缝塌陷，因此常采用垫板。铝和铝合金的焊接方法常用的有氩弧焊、气焊、电阻焊、钎铝和铝合金的焊接方法常用的有氩弧焊、气焊、电阻焊、钎焊等。其中氩弧焊接头质量较高。焊等。其中氩弧焊接头质量较高。（3 3）尽可能

21、选用同种金属材料）尽可能选用同种金属材料 由于异种材料物理性能不同，在焊接时要产生复杂的由于异种材料物理性能不同，在焊接时要产生复杂的冶金过程，接头不均匀性更严重，会产生较大的残余内应冶金过程，接头不均匀性更严重，会产生较大的残余内应力，容易产生裂纹，有的也要采取特殊工艺措施和焊接方力，容易产生裂纹，有的也要采取特殊工艺措施和焊接方法，而对于钢和铝，根本不能焊接。法，而对于钢和铝，根本不能焊接。（4 4）尽可能选用成熟材料）尽可能选用成熟材料 在长期生产实践中，一些材料已经很成熟的用于焊接在长期生产实践中，一些材料已经很成熟的用于焊接结构，如结构钢结构，如结构钢30CrMnSiA30CrMnS

22、iA、铝、铝- -镁合金镁合金(5A06)(5A06)、铝、铝- -锰合金锰合金(3A21)(3A21)及铬镍奥氏体不锈钢及铬镍奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti)(1Cr18Ni9Ti)等材料，工艺成等材料，工艺成熟定性，质量稳定可靠，应尽量多采用。熟定性，质量稳定可靠，应尽量多采用。 （5 5） 尽量选用型材尽量选用型材 以减少焊缝，简化工艺，减少变形，缩短生产周期。如以减少焊缝，简化工艺，减少变形，缩短生产周期。如下面这些结构，在保证使用要求情况下，尽量选用其相应的下面这些结构，在保证使用要求情况下，尽量选用其相应的型材，较为合理。型材，较为合理。 2. 2. 选选择择合合适适的的焊焊接

23、接方方法法（1 1）根据材料的可焊性）根据材料的可焊性 这前面已经讲过，总的原则：这前面已经讲过，总的原则： 1) 1) 有些金属材料各种焊接方法均可进行，如低碳钢；有些金属材料各种焊接方法均可进行，如低碳钢； 2) 2) 在保证结构性能情况下，结构钢尽量选用含碳量较在保证结构性能情况下，结构钢尽量选用含碳量较低的材料，铝合金尽量选用低的材料，铝合金尽量选用5A065A06等铝等铝- -镁合金，钛合金尽镁合金，钛合金尽可能选用可能选用TA7TA7、TC4TC4、TC1TC1等；等； 3) 3) 有些金属材料不是什么样的焊接方法都可进行的，有些金属材料不是什么样的焊接方法都可进行的，如铝合金适合

24、氩弧焊、气焊、电弧焊，不能采用电渣焊；如铝合金适合氩弧焊、气焊、电弧焊，不能采用电渣焊； 4) 4) 有些焊接方法适用范围很广，如电子束焊，几乎适有些焊接方法适用范围很广，如电子束焊，几乎适合所用材料的焊接。合所用材料的焊接。（2 2）根据结构特点）根据结构特点 规则的较长的焊缝规则的较长的焊缝( (如筒形件的纵缝、筒形件的环如筒形件的纵缝、筒形件的环缝、球形件对接缝等缝、球形件对接缝等) )可选用自动焊可选用自动焊( (气体保护焊、埋弧气体保护焊、埋弧焊焊) )以提高质量的稳定性和生产效率，降低成本；以提高质量的稳定性和生产效率，降低成本； 一些非规则的短焊缝一些非规则的短焊缝( (如各种接

25、头、箱型、桁架型如各种接头、箱型、桁架型结构结构) )可以采用手工熔焊，灵活方便，适应性强；可以采用手工熔焊，灵活方便，适应性强； 一些板件夹层结构一些板件夹层结构( (如蜂窝夹层如蜂窝夹层) )和电气结构则可和电气结构则可以采用钎焊。以采用钎焊。（3 3）根据焊件接头厚度）根据焊件接头厚度 1) 1) 被焊件厚度在被焊件厚度在1mm1mm以下的黑色金属适用于气焊，大以下的黑色金属适用于气焊，大于于1mm1mm虽可焊接，但随着厚度增加，效率越低，接头质量虽可焊接，但随着厚度增加，效率越低，接头质量差，差，1mm1mm上下的有色金属适用采用非熔化极氩弧焊上下的有色金属适用采用非熔化极氩弧焊(TI

26、G(TIG焊焊) )； 2) 2) 薄件或超薄件可选薄件或超薄件可选TIGTIG焊、电阻焊或超声波焊、激焊、电阻焊或超声波焊、激光焊、微束等离子焊或电子束焊等；光焊、微束等离子焊或电子束焊等； 3) 6mm3) 6mm上下的中厚件，黑色金属规则焊缝可选用埋弧上下的中厚件，黑色金属规则焊缝可选用埋弧焊，有色金属可选用氩弧焊焊，有色金属可选用氩弧焊(MIG(MIG焊生产效率高与焊生产效率高与TIGTIG焊焊) ) 4) 4) 大厚度焊件可采用电子束焊，超大厚度可选用电渣大厚度焊件可采用电子束焊，超大厚度可选用电渣焊，焊缝质量要求高的可选用窄间隙焊等等。焊，焊缝质量要求高的可选用窄间隙焊等等。 注意

27、：同一条焊缝的截面厚度应保持一致，尽量避免注意：同一条焊缝的截面厚度应保持一致，尽量避免前后有变化。前后有变化。（4 4）根据结构受力状况）根据结构受力状况 焊接结构在导弹结构中处于受力部位焊接结构在导弹结构中处于受力部位( (受拉、受拉、弯、扭力弯、扭力) )，要选择能保证较高焊缝质量的焊接方法，要选择能保证较高焊缝质量的焊接方法如自动氩弧焊、埋弧焊、等离子焊或电子束焊，其次，如自动氩弧焊、埋弧焊、等离子焊或电子束焊，其次，手工电弧焊、手工氩弧焊。手工电弧焊、手工氩弧焊。 相反，非受力部位，则可采用手工电弧焊、手相反，非受力部位，则可采用手工电弧焊、手工氩弧焊、工氩弧焊、COCO2 2气体保

28、护焊，电阻焊等。气体保护焊，电阻焊等。(5) (5) 根据焊接方法的特点和效率根据焊接方法的特点和效率焊接方法焊接方法 热影响区热影响区焊接变形焊接变形焊缝质量焊缝质量生产生产效率效率生产生产成本成本应用情况应用情况气焊气焊大大大大不高不高低低低低用于薄板用于薄板电弧焊电弧焊较小较小较小较小较高较高较高较高较高较高简便灵活普遍简便灵活普遍氩弧焊氩弧焊更小更小更小更小高高高高高高军品普遍军品普遍电子束焊电子束焊很小很小很小很小高高高高高高特殊时用特殊时用接触焊接触焊小小小小稳定性较差稳定性较差高高较高较高用于薄件用于薄件(6) (6) 根据生产单位的生产条件根据生产单位的生产条件 有时选取焊接方

29、法，但承制厂、生产单位或工地不有时选取焊接方法，但承制厂、生产单位或工地不具备相应设备，此时在设计上应有一定灵活性，必要时具备相应设备，此时在设计上应有一定灵活性，必要时可作相应调整，如某型号贮箱，原设计外壳可作相应调整，如某型号贮箱，原设计外壳5mm5mm，封头，封头3mm3mm，采用接触缝焊，由于原承制厂设备功率不够，采用接触缝焊，由于原承制厂设备功率不够5+3mm5+3mm接头焊接，就将原设计改成接头焊接，就将原设计改成环结构，这样可用原有熔环结构，这样可用原有熔焊设备完成。焊设备完成。3.3.正确选择合适的接头形式正确选择合适的接头形式 用焊接方法连成的接头叫焊接接头，简称为接头，它包

30、用焊接方法连成的接头叫焊接接头，简称为接头，它包括焊缝、熔合区括焊缝、熔合区( (线线) )、热影响区，见图、热影响区，见图 ，可以明确的区分，可以明确的区分焊接接头和焊缝。焊接接头和焊缝。 （1）焊接接头的基本类型有五种）焊接接头的基本类型有五种对接接头对接接头 T形形(十字十字)接头接头搭接接头搭接接头端接头端接头角接接头角接接头 对焊缝来说，基本只有对焊缝和角焊缝，但可以构成各对焊缝来说，基本只有对焊缝和角焊缝，但可以构成各种接头。种接头。 对于熔化焊，五种接头都可出现，而对接触焊来说只有对于熔化焊，五种接头都可出现，而对接触焊来说只有两种接头，即搭接和对接两种接头，即搭接和对接( (对

31、焊对焊) )（2 2）接头的选择原则）接头的选择原则a. a. 首先根据结构受力状况首先根据结构受力状况 在所有焊接接头中，以对接接头最为理想，受力在所有焊接接头中，以对接接头最为理想，受力均匀，强度系数高。优良接头可与母材等强度均匀，强度系数高。优良接头可与母材等强度( (如如30CrMnSiA)30CrMnSiA)。 角焊缝应力分布复杂，对于受力部位尽量少采用。角焊缝应力分布复杂，对于受力部位尽量少采用。角焊缝中的角接头、搭接接头、丁字接头角焊缝中的角接头、搭接接头、丁字接头( (包括十字包括十字接头接头) )，由于角顶处应力集中系数较高，其动载强度，由于角顶处应力集中系数较高，其动载强度

32、较低，慎重选用。在角接头中，要尽量选用外角接较低，慎重选用。在角接头中，要尽量选用外角接( (如图示如图示) )好施焊，易焊透。好施焊，易焊透。 搭接接头因被连接件不在同一平面内，受力时力线不搭接接头因被连接件不在同一平面内，受力时力线不在同一直线上，故会产生附加弯矩在同一直线上，故会产生附加弯矩( (厚度越大，附加弯矩厚度越大，附加弯矩越大越大) )，承载能力变差，一般不用或少用。但是搭接接头，承载能力变差，一般不用或少用。但是搭接接头对装配尺寸要求不高，在受力不大的平面连接中，还可选对装配尺寸要求不高，在受力不大的平面连接中，还可选用。用。b. b. 根据结构特点根据结构特点 传统导弹贮箱

33、的外壳和封头多为薄壁件，其连接处受传统导弹贮箱的外壳和封头多为薄壁件，其连接处受力不大，但要求连接处密封，且焊接变形小，这种特点决力不大，但要求连接处密封，且焊接变形小，这种特点决定只能采取搭接形式的焊缝接头，有的型号贮箱外壳较厚，定只能采取搭接形式的焊缝接头，有的型号贮箱外壳较厚，受条件限制，这种特点的贮箱选用受条件限制，这种特点的贮箱选用环结构而成对接焊缝。环结构而成对接焊缝。 如：外壳两半对接，其结构特点可选对接形式。如：外壳两半对接，其结构特点可选对接形式。c. c. 接头形式力求简单，结构平滑连续，减少力线的转接头形式力求简单，结构平滑连续，减少力线的转折，以避免造成应力集中。折，以

34、避免造成应力集中。 对接接头最好厚度相等，否则不仅会造成应力集中，对接接头最好厚度相等，否则不仅会造成应力集中，而且两边热量不等，容易产生缺陷而且两边热量不等，容易产生缺陷( (未焊透或烧穿未焊透或烧穿) )，当，当厚度相差悬殊时，要将厚件设计成过渡形式，以保证对厚度相差悬殊时，要将厚件设计成过渡形式，以保证对接处等厚接处等厚( (如图示如图示) )。接头两侧。接头两侧12mm12mm15mm15mm范围内尽量避范围内尽量避免凸出的型面、孔、槽等，以利于施焊和检测，并减少免凸出的型面、孔、槽等，以利于施焊和检测，并减少应力集中。应力集中。4.4.合理布置焊缝合理布置焊缝 布置焊缝的原则：布置焊

35、缝的原则： 1) 1) 应尽可能将焊缝分散，避免集中交叉，以免接头重复应尽可能将焊缝分散，避免集中交叉，以免接头重复加热，产生严重过热，而使接头性能下降，应力应变加大，加热，产生严重过热，而使接头性能下降，应力应变加大，缺陷集中；缺陷集中； 2) 2) 焊缝尽量对称分布，以减少变形；焊缝尽量对称分布，以减少变形； 3) 3) 焊缝尽量靠近结构的中轴线，减少变形；焊缝尽量靠近结构的中轴线，减少变形； 4) 4) 焊缝尽量避开结构最大应力区和应力集中区，如压力焊缝尽量避开结构最大应力区和应力集中区，如压力容器的转角处、界面急剧变化处、尖角处、大跨度梁的中心容器的转角处、界面急剧变化处、尖角处、大跨

36、度梁的中心处等；处等； 5) 5) 主要焊缝连续焊，便于采用自动焊，以提高焊接质量，主要焊缝连续焊，便于采用自动焊，以提高焊接质量，次要焊缝可断续焊以减小工作量和变形；次要焊缝可断续焊以减小工作量和变形； 6) 6) 尽量避开已加工的表面尽量避开已加工的表面( (机加工、表面处理机加工、表面处理) )、以免破、以免破坏其加工精度或表面涂层；坏其加工精度或表面涂层； 7) 7) 要便于操作，尽量避免立焊、横焊和仰焊要便于操作，尽量避免立焊、横焊和仰焊 。(1) (1) 焊缝布置应尽量分散焊缝布置应尽量分散 两条焊缝的间距大于三倍板厚，且不小于两条焊缝的间距大于三倍板厚，且不小于100 mm100

37、 mm(2) (2) 焊缝的位置应尽可能对称布置焊缝的位置应尽可能对称布置(3) (3) 焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置 对于受力较大、结构较复杂的焊接构件，在最大应力断面对于受力较大、结构较复杂的焊接构件，在最大应力断面和应力集中位置不应该布置焊缝。和应力集中位置不应该布置焊缝。压力容器的封头应有一直壁段：压力容器的封头应有一直壁段：焊缝避开应力集中的转角位置。焊缝避开应力集中的转角位置。直壁段不小于直壁段不小于25 mm25 mm。(4) (4) 焊缝应尽量避开机械加工表面。焊缝应尽量避开机械加工表面。 有些焊接结构是一些零件，需要进行机械

38、加工，其焊缝有些焊接结构是一些零件，需要进行机械加工，其焊缝位置的设计应尽可能距离已加工表面远一些。位置的设计应尽可能距离已加工表面远一些。(5) (5) 焊缝位置应便于焊接操作布置焊缝时，要考虑到有足够焊缝位置应便于焊接操作布置焊缝时，要考虑到有足够的操作空间。的操作空间。 埋弧焊结构要考虑接头处在施焊中存放焊剂和熔池保持问题。埋弧焊结构要考虑接头处在施焊中存放焊剂和熔池保持问题。点焊与缝焊应考虑电极伸入方便。点焊与缝焊应考虑电极伸入方便。5.5.要保证操作的可达性和接头质量的可检查性要保证操作的可达性和接头质量的可检查性 操作的可达性包括焊工操作和装配操作，以便于观察。操作的可达性包括焊工

39、操作和装配操作，以便于观察。 1) 1) 手工电弧焊有焊条运动空间；手工电弧焊有焊条运动空间； 2) 2) 手工氩弧焊有焊把和焊丝的运动空间；手工氩弧焊有焊把和焊丝的运动空间； 3) 3) 自动焊要有存放焊剂和装卸工装的空间；自动焊要有存放焊剂和装卸工装的空间； 4) 4) 点、滚焊等接触焊应便于电极的进入和推出，不致点、滚焊等接触焊应便于电极的进入和推出，不致于与焊件接触而产生分流。于与焊件接触而产生分流。 焊件焊后要进行质量检查，故要充分考虑到装配过程中焊件焊后要进行质量检查，故要充分考虑到装配过程中间及焊后的质量便于检查。包括外部检查间及焊后的质量便于检查。包括外部检查( (尺寸测量、焊

40、缝表尺寸测量、焊缝表面质量面质量) )及内部检查及内部检查( (射线探伤射线探伤) )的有效性和可实现性。如的有效性和可实现性。如6262贮贮箱的主焊缝箱的主焊缝X X射线检查有三种情况，就是因为有的焊缝无法放射线检查有三种情况，就是因为有的焊缝无法放置置X X射线底片，有的虽可放置，但造成成像失真。射线底片，有的虽可放置，但造成成像失真。6.6.辨正的处理好焊接变形与焊接应力的关系辨正的处理好焊接变形与焊接应力的关系 焊接时要产生应力和变形是不可避免的，但合理的焊接时要产生应力和变形是不可避免的，但合理的结构设计是可以减少应力和变形。焊接应与变形对结结构设计是可以减少应力和变形。焊接应与变形

41、对结构性能是有影响的：构性能是有影响的： 焊接变形：影响结构尺寸、外形和气动性能，此外焊接变形：影响结构尺寸、外形和气动性能，此外还影响结构承载能力；还影响结构承载能力； 焊接应力：影响接头强度及结构的承载能力，容易焊接应力：影响接头强度及结构的承载能力，容易引起应力腐蚀，还会影响结构尺寸的稳定性。引起应力腐蚀，还会影响结构尺寸的稳定性。 焊接应力与变形是同时出现的矛盾统一体，关键焊接应力与变形是同时出现的矛盾统一体，关键是如何合理地辨证处理。当焊接变形为主要矛盾时，是如何合理地辨证处理。当焊接变形为主要矛盾时，则以减少变形为主要目的。在焊缝分布、接头形式选则以减少变形为主要目的。在焊缝分布、

42、接头形式选择、焊接方法选择等方面均应有利于减少焊接变形，择、焊接方法选择等方面均应有利于减少焊接变形，在保证要求的情况下，不开坡口、开小坡口或坡口正在保证要求的情况下，不开坡口、开小坡口或坡口正面背面对称分布；将复杂地结构分成几个部件制造减面背面对称分布；将复杂地结构分成几个部件制造减少最后总装时的焊缝数量；增加结构刚度和增大拘束少最后总装时的焊缝数量；增加结构刚度和增大拘束度等，均可减少焊接变形。还应注意在设计时给焊后度等，均可减少焊接变形。还应注意在设计时给焊后矫形留出空间。相反，当焊接应力为主要矛盾时，其矫形留出空间。相反，当焊接应力为主要矛盾时，其在被焊材料选择、焊缝布置、接头形式选择

43、、焊接方在被焊材料选择、焊缝布置、接头形式选择、焊接方法选择等均应以减少焊接应力和应力集中为目的。在法选择等均应以减少焊接应力和应力集中为目的。在设计时减少接头的刚度和构件的拘束度也有利于减少设计时减少接头的刚度和构件的拘束度也有利于减少焊接应力。焊接应力。7.7.设计时应留有工艺补偿设计时应留有工艺补偿 结构的焊接，其变形不可避免，其他的加工造成的偏结构的焊接，其变形不可避免，其他的加工造成的偏差也难以避免。对于一些大型的、形状复杂的、尺寸和形位差也难以避免。对于一些大型的、形状复杂的、尺寸和形位公差要求严格的、焊后难以矫形的等这些焊接结构，在结构公差要求严格的、焊后难以矫形的等这些焊接结构

44、，在结构设计时，应在部分构件或分段边缘处留有一定的加工余量，设计时，应在部分构件或分段边缘处留有一定的加工余量，以补偿因收缩、弯曲变形或其他加工误差而造成尺寸精度和以补偿因收缩、弯曲变形或其他加工误差而造成尺寸精度和形状位置的偏差，这个余量叫做工艺补偿形状位置的偏差，这个余量叫做工艺补偿( (有的加不同厚度有的加不同厚度的调整垫片也属于此的调整垫片也属于此) )。这些留出的余量，最后用机加工或。这些留出的余量，最后用机加工或其他加垫调整的方法，对变形予以改变或消除。其他加垫调整的方法，对变形予以改变或消除。 8.8.技术要求力求合理技术要求力求合理(1)(1)接头质量等级的确定接头质量等级的确

45、定 现行用的焊接标准，焊接接头等级一般分为三个等级，现行用的焊接标准，焊接接头等级一般分为三个等级，各级标准有严格界定。要根据结构的实际需要合理选定焊缝等各级标准有严格界定。要根据结构的实际需要合理选定焊缝等级，不可以认为等级定的越高，就越保险。其实焊接接头质量级，不可以认为等级定的越高，就越保险。其实焊接接头质量是客观存在的，不会因等级定高了，其质量就高。级别越高，是客观存在的，不会因等级定高了，其质量就高。级别越高，制造越困难，周期长、成本高，造成浪费。建议设计人员多看制造越困难，周期长、成本高，造成浪费。建议设计人员多看看标准种的焊缝等级的界定，分析对照，合理选定。一定要避看标准种的焊缝等级的界定，分析对照，合理选定。一定要避免心中没底就往高要求。在这方面设计人员与工艺人员常有矛免心中没底就往高要求。在这方面设计人员与工艺人员常有矛盾。盾。(2) (2) 各种功能的量化各种功能的量化