焊接接头类型及其应用

焊接接头类型及其应用

焊接接头的选择极大地影响了零件的整体质量。 焊接 是使用熔融金属将两个有间隙的金属部件连接在一起。但是,连接两个部件的方式会极大地影响部件的强度和耐用性。

您可以将两个部件重叠,沿着一条线(并排)连接它们,或者选择本文概述的适合大多数工程应用的焊接接头类型之一。

在本文中,我们将概述选择正确的 焊缝类型,您通常会在哪里找到它们,以及它们的特点。

焊接接头定义

焊接是一种常用的制造技术,利用放电或加热将两种金属或塑料熔合在一起,通常使用金属填料。 焊缝类型 是焊接过程中金属片的相对排列及其方向的结果。

焊接接头类型

有多种方法可以对齐金属件并形成焊接接头。每种方法都会产生不同类型的焊接接头,例如通过焊接两个垂直件的角形成的 T 形接头。

每个焊接接头具有不同的承载能力、结构强度和材料规格。

对接

当金属板或基材与另一块板平行排列并将边缘焊接在一起时,就会形成对接接头。这是建筑和管道行业最常见的焊接类型。

对接接头的典型根部间隙在 1.5 毫米至 3 毫米之间,对于较厚的材料,对接接头需要进行边缘准备。您可以在下一节中找到有关坡口焊缝类型的更多信息。

小费! 对于单斜角坡口焊接,典型的角度为每个边缘 30°,夹角为 60°。

角接头

角接头是最简单的焊接,通过垂直对齐两个工件即可实现。角接头形成 90° 角,形成 L 形。您可以找到三种类型的角接头

封闭式角接头

封闭的角接头形成一个尖角,并且在接合边缘处没有间隙。

开放式角接头

开角接头为焊池留出开口。接合边缘在接触点下方留有间隙。这也称为半开角接头。

法兰角接头

法兰角接头与全开角接头不同,因为其中一个部件被弯曲以提供更多的焊接面积。这在边缘法兰与另一边缘以直角相交的弯头中很常见。

三通

T 形接头是最简单的接头类型,易于焊接。T 形接头的结构是将水平金属件与垂直金属件对齐,形成 90° 角。

焊接 T 型接头时,两侧应暴露,以便完全熔透。这些焊接接头通常用于垂直管道、脚手架等建筑以及船舶行业。

搭接接头

搭接接头因两个焊接金属表面重叠而得名。搭接接头常用于焊接金属板。您可以从两侧焊接搭接接头以获得坚固而坚韧的接头。

当金属板厚度不同时,搭接焊接效果很好。这确保焊接温度不会熔化基材,并且焊缝在侧面形成。搭接接头需要最少的边缘准备,并且易于制造。

搭接接头有两种变体

单搭接接头

焊接仅应用于侧面,非常适合非常薄的金属

双搭接接头

当角焊缝在两侧时,可实现最大强度。建议对厚度至少为 3 毫米的钢材或厚度至少为 4.5 毫米的铝材进行搭接焊。

边缝

边缘接头配置是将两个工件边缘对齐,并将金属边缘焊接在一起。对齐是平行的,并且在同一表面水平上。

边缘焊接通常用于较薄的材料,并且焊接部件上的负载不会很高。边缘接头不适用于厚金属板,通常作为加强焊缝添加到 薄板 被广泛应用于印刷行业。

焊接坡口及其在焊接接头中的应用

比焊接接头更重要的是焊接坡口。坡口焊缝对于焊缝的完整性和接头准备非常重要。

坡口焊缝有很多种类型,每种类型在焊接过程中都有不同的边缘准备技术。 上述定义的焊接接头类型使用这些坡口和塞子.

方坡口焊缝

方形坡口无需边缘准备,工件具有平坦的方形边缘。当边缘相遇时形成坡口,焊缝填充方形坡口形成的间隙。

对接

在对接接头中,当工件的两个边缘没有重叠时,会形成方形对接接头,并且两个工件沿表面焊接在一起。

方形对接接头非常适合薄材料,因为较薄的材料可能会因焊接热量而变形。然而,对于较厚的材料和全熔透,可以使用其他槽,例如 U 槽或 V 槽。

三通

T 形接头在垂直对齐的部件相接处的交叉处使用方形凹槽。方形凹槽形成在 T 形接头顶部的面上。

方形坡口焊缝的边缘准备

对接焊缝的方形坡口无需特殊准备,但焊件需以 90° 角直线切割。其根部开口较小,可使用角焊缝或坡口焊缝。

斜角坡口焊缝

斜角是倾斜的边缘。当两个接合面具有形成 V 形的倾斜边缘时,就会形成斜角坡口焊缝。

斜角坡口焊缝可使用单斜角或双斜角边缘。对于单斜角坡口焊缝,其中一个边缘保持方形,另一个边缘以 30° – 45° 之间的角度切割。对于双斜角坡口焊缝,两个边缘均具有 30°-45° 的倾斜角。

斜角槽可使填充金属完全渗透,通常用于厚材料。斜角槽使用更多的填充材料,边缘准备会增加制造成本。斜角对于接头渗透至关重要,对接焊缝使用斜角最有效。

它们通常用于造船、压力容器和管道焊接。

对接

对接接头可以使用单斜边或双斜边,以实现更深的穿透。

三通

T 形接头通常在 T 形的垂直部分使用单个斜边,以便更好地穿透和焊接

角接头

如果两侧均开放且易于接近,角接头可使用单槽或双槽焊接。这可使接头充分承受重载和悬臂式悬挂。

边缝

边缘接头采用单斜面或双斜面以获得牢固的焊接,其应用类似于对接接头。

角焊缝

角焊缝与坡口焊缝相反。与需要边缘准备和切割表面的坡口焊缝不同,角焊缝可以应用于任何边缘,并且像奇数三角形一样突出。

当接合边缘接近 90° 角时,角焊缝有效。尽管没有穿透或凹槽,角焊缝仍可承受任何弯曲和压缩。

连续角焊缝

连续角焊缝可用于实现最大强度。此类接头设计为连续接缝。

断续角焊缝

间歇焊接利用焊道线之间的间隙来消耗较少的材料,并且材料容易受热变形。

这种焊接常用于 T 型接头、搭接接头以及角接头与表面边缘的交接处。

在所有提到的焊接接头中,它都是沿着两个表面的接合边缘应用的。

V 型坡口焊缝

V 型坡口焊缝具有显著的焊接渗透性和良好的焊接完整性。接合边缘形成尖锐的 V 形结构以保持焊池。

V 型坡口焊缝用于对接接头和角接头,但它们几乎可以用于所有类型的焊接接头,包括边缘接头。

V 型焊缝的边缘准备是 60° 至 90° 之间的斜边。角度越大,焊缝越深。V 型坡口的根部间隙小于 5 毫米,通常约为 2 毫米。

双 V 对接接头适用于结构钢、汽车和航空航天工业的飞机关键结构。

U 型坡口焊缝

U 型坡口焊缝与 V 型坡口焊缝类似,但焊缝接头设计呈 U 形,而不是极具角度的 V 形。U 型坡口焊缝可实现完全熔透,但需要更多时间和边缘准备。

U 型坡口焊缝常见于对接焊缝、边缘焊缝和角焊缝。在 T 型接头和搭接焊缝中制作 U 型坡口相当困难。

U 型槽的边缘准备需要机械加工或熟练的打磨才能形成 U 形。U 型槽仅推荐用于厚度为 20 毫米或更大的材料。AU 型槽比 V 型槽对接焊接更好,因为它可以减少应力集中并使用更少的填充材料。

J 型坡口焊缝

J 型坡口焊缝的边缘呈 J 形。这意味着 J 型坡口有一个类似于字母“J”的弯曲边缘和一个平坦或方形边缘。

J 型坡口焊缝通常用于对接焊缝和角焊缝,当结构强度需要完全熔透时。

J 型坡口焊缝的边缘准备要求角度在 10° 至 20° 之间,这需要机械加工或手持打磨。根部间隙在 1 毫米至 2 毫米之间。

喇叭形斜角槽焊缝

喇叭斜角槽具有弯曲的边缘和平坦的表面。该配置具有喇叭形边缘,可与任意角度的方形边缘相接。

喇叭形斜角槽适用于角接头、T 形接头和搭接接头。没有特定的边缘准备角度,喇叭形斜角是焊接管道等圆形表面的结果。当将小管道焊接到底盘以正确固定它们时,您可以在汽车中找到这些。

塞焊

塞焊是一种用于重叠金属板或部件的焊接技术。塞焊接头通常涉及一个圆柱形孔,该孔使用焊缝填充。塞焊是用于永久组装的紧固件和螺栓的替代品。

塞焊接头的准备包括在上部工件上钻孔或钻一个细长的圆柱体以用于焊接填料。

您会发现,在金属板市场、车身面板和航空航天应用中,塞焊接头可替代铆钉。

槽焊

槽焊接头与塞焊类似,但孔的形状像槽,可以容纳更多的焊缝和填充材料。

槽焊用于 T 型接头和搭接接头。

缝焊

这种焊接工艺适用于在同一平面上边对边排列的长而连续的工件。缝焊适用于搭接接头或对接焊,形成一条连续的焊缝线。

这种焊接过程通常是自动的,涉及夹住金属板并将其移动到固定焊接电弧旁边的滚轮。

焊接准备的一般技巧

无论焊接接头类型如何,大多数焊接类型都需要精心准备,以确保接头坚固耐用。以下提示对于持久的焊接至关重要。

工件清洗或蚀刻

焊接前,先清除油、油脂或油漆等污染物,准备工件表面。对于非常特殊的部件,您可以使用钢丝刷、研磨机或化学蚀刻剂从表面去除微米级层。

边缘准备

准备对接焊缝、边缘接头或其他类型焊接接头的边缘时,务必使用正确的斜角、凹槽和角度。保持与焊接技术相匹配的适当根部间隙。

工件预热

预热工件可降低某些材料(如碳钢或较厚的材料)开裂和失效的风险。此过程可确保适当的渗透。

焊接参数

电压、电流和极性(如交流或直流设置)会极大地影响焊接质量和焊道形成。根据材料厚度,您需要调整这些参数和电弧的移动速度。

相容填充料

选择正确的填充材料可实现无缺陷焊接。从基础材料开始,选择熔点、化学成分相似且最好具有相同粘合性能的金属。

根据焊接样式(MIG、TIG 或焊条焊接)的类型,您必须更换填充棒。

哪种焊接工艺最适合您的项目?

焊接工艺的选择与焊接接头的类型无关,而是取决于材料、应用和加工的难易程度。

文件

焊接技术

常见应用场景

优势

MIG焊接

车身板件和框架

填料沉积率更高 边缘接合更轻松 适用于薄材料和厚材料

TIG焊接

航空航天工业艺术品

精密焊接 适用于薄材料 非常适合铝和钛

手工电弧焊

造船和桥梁等重型金属工程

适合户外条件 成本效益

结语

深入了解焊接接头的类型以及哪种类型适合您的项目对于生产各行各业的耐用零件至关重要。通过遵循这些技巧,您可以提高工艺水平并提高零件质量。

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