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第一章 焊接基础知识 第一节 焊接接头与焊缝 电弧焊接头包括4部分： 焊缝、熔合区、热影响区、焊缝附近的母材。 焊接过程使焊接接头具有以下力学特点： （1）焊接接头力学性能不均匀 由于焊接接头各区在焊接过程中进行着不同的焊接冶金过程，并经受不同的热循环和应变循环的作用，各区的组织和性能存在较大的差异，焊接接头组织的不均匀，造成了整个接头力学性能的不均匀。 （2）焊接接头工作应力分布不均匀，存在应力集中 由于焊接接头存在几何不连续性，致使其工作应力是不均匀的，存在应力集中。 当焊缝中存在工艺缺陷，焊缝外形不合理或接头形式不合理时，将加剧应力集中程度，影响接头强度，特别是疲劳强度。 （3）由于焊接的不均匀加热，引起焊接残余应力及变形 焊接是局部加热的过程，电弧焊时，焊缝处最高温度可达材料沸点，而离开焊缝处温度急剧下降，直至室温。这种不均匀温度场将在焊件中产生残余应力及变形。 （4）焊接接头具有较大的刚性 通过焊接，焊缝与构件组成整体，所以与铆接或胀接相比，焊接接头具有较大的刚性。 一、接头的基本形式 焊接接头(简称接头)：用焊接方法连接的接头。 常用的焊接接头： 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、锁底对接接头等。 1、对接接头 将同一平面上的两个被焊工件的边缘相对焊接起来而形成的接头称为对接接头。 它是各冲焊接结构中采用最多、也是最完善的一种接头形式，具有受力好、强度大和节省金属材料的特点。 但是，由于是两焊件对接连接，被连接件边缘加工及装配要求则较高。在焊接生产中，通常使对接接头的焊缝略高于母材板面。由于余高的存在造成构件表面的不光滑，在焊缝与母材的过渡处会引起应力集中。 2、T形接头 将相互垂直的被连接件用角焊缝连接起来的接头称为T形(十字)接头。T形(十字)接头能承受各种方向的力和力矩。T形接头是各种箱型结构中最常见的接头形式，在压力容器制造中，插入式管子与筒体的连接、人孔加强圈与筒体的连接等也都属于这一类。 由于T形(十字)接头焊缝向母材过渡较急剧，接头在外力作用下力线扭曲很大，造成应力分布极不均匀、且比较复杂，在角焊缝根部和趾部都有很大的应力集中。保证焊透是降低T形接头应力集中的重要措施之一。 3、搭接接头 两块板料相叠，而在端部或侧面进行角焊，或加上塞焊缝、槽焊缝连接的接头称为搭接接头。 由于搭接接头中两钢板中心线不一致，受力时产生附加弯矩，会影响焊缝强度，因此，一般锅炉、压力容器的主要受压元件的焊缝都不用搭接形式。 由于搭接接头使构件形状发生较大的变化，所以应力集中要比对接接头的情况复杂得多，而且接头的应力分布极不均匀。 在搭接接头中，根据搭接角焊缝受力方向的不同，可以将搭接角焊缝分为正面角焊缝、侧面角焊缝和斜向角焊缝。 搭接接头除两钢板叠在端面或侧面焊接外，还有开槽焊和塞焊(圆孔和长孔)等。 开槽焊搭接接头的构造如图所示。先将被连接件冲切成槽，然后用焊缝金属填满该槽，槽焊焊缝断面为矩形，其宽为被连接件厚度的两倍，开槽长度应比搭接长度稍短一些。 4、角接接头 两钢板成一定角度，在钢板边缘焊接的接头称为角接接头。角接头多用于箱形构件，骑座式管接头和筒体的连接，小型锅炉中火筒和封头连接也属于这种形式。 与T形接头类似，单面焊的角接接头承受反向弯矩的能力极低，除了钢板很薄或不重要的结构外，一般都应开坡口两面焊，否则不能保证质量。 选择接头形式时，主要根据产品的结构，并综合考虑受力条件、加工成本等因素。 例如： 对接接头具有受力均匀、节省金属等优点，故应用最多。但是，对接接头对下料尺寸和组装的要求比较严格。 T形接头焊缝大多数情况下只承受较小的切应力或仅作为联系焊缝。 搭接接头对装配要求不高，也易于装配，但接头承载能力低，一般用在不重要的结构中。 焊接接头的设计中对焊缝质量的要求、焊缝尺寸大小、焊缝位置、工件厚度、几何尺寸、施工条件等不同，决定了在选择焊接方法和制定工艺时的多样性。合理的焊接接