(三)焊接接头、坡口及组对
焊接连接形成的焊接接头是焊接结构最基本要素,在多数情况下,它又是焊接结构上的薄弱环节。其突出问题是形成应力集中、劣质区、变形及残余应力的存在。所以焊接接头类型的选择必须正确,制造、使用要参照相应国家标准进行。
1.焊接接头的分类及基本类型
焊接接头由焊缝、熔合区、热影响区及其相邻的母材组成。焊接接头主要起两方面作用,一是连接作用,二是传力作用。
按焊接方法不同,焊接接头可以分为熔焊接头、压焊接头和钎焊接头三大类。
根据接头构造形式不同,焊接接头可以分为对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、盖板接头、套管接头、塞焊(槽焊)接头、角焊接头、卷边接头和端接接头等10种类型。如再考虑接头传力特点,T形与十字接头可归为一类;盖板接头、套管接头、塞焊 (槽焊)接头实质上是搭接接头的变形,而不同的卷边接头可分属于对接接头、角接接头和端接接头。所以焊接接头的基本类型可归纳为5种,即对接接头、T形(十字)接头、搭接接头、角接接头和端接接头。
上述五类接头基本类型都适用于熔焊;一般压焊(高频电阻焊除外)多采用搭接接头,个别情况才采用对接接头;高频电阻焊一般采用对接接头,个别情况才采用搭接接头。钎焊连接的接头也有多种形式,即搭接接头,T形接头,套接接头,舌形与槽形接头,如图2. 1.2所示。

2.焰焊接头与坡口
对接接头是熔焊中受力比较理想的接头形式。为保证焊接质量、减少焊接变形和焊接材料消耗,需把被焊工件的边缘加工成各种形式的坡口,进行坡口对焊。
熔焊接头的坡口根据其形状的不同,可分为基本型、组合型和特殊型三类。
(1)基本型坡口。是一种形状简单、加工容易、应用普遍的坡口。主要有I形坡口, V形坡口,单边V形坡口,U形坡口,J形坡口等,如图2. 1.3所示。

(2)组合型坡口。由两种或两种以上的基本型坡口组合而成。主要有Y形坡口,VY 形坡口,带钝边U形坡口,双Y形坡口,双V形坡口,2/3双V形坡口,带钝边双U形坡口,UY形坡口,带钝边J形坡口,带钝边双J形坡口,双单边V形坡口,带钝边单边V形坡口,带钝边双单边V形坡口,带钝边J形单边V形坡口等,如图2. 1.4所示。

(3)特殊型坡口。不属于上述基本型又不同于上述组合型的形状特殊的坡口。主要有卷边坡口,带垫板坡口,锁边坡口,塞、槽焊坡口等,如图2. 1.5所示。

根据被焊工件是单面还是双面开坡口,又可将坡口分为单面坡口和双面坡口。单面坡口通常是不对称的,如V形、U形、J形、Y形等坡口,不对称形坡口方便于特殊位置的焊接操作,如贮罐的横焊缝的焊接。双面坡口可以是对称的,也可以是不对称的,如各种组合型坡口。
3.焊接接头的选择原则
为正确合理地选择焊接接头的类型、坡口形状和尺寸,主要应综合考虑以下几个方面:
(1)设计要求—保证接头满足使用要求;
(2)焊接的难易与焊接变形—焊接容易实现,变形能够控制;
(3)焊接成本—接头准备和实际焊接所需费用低;
(4)施工条件—制造施工单位具备完成施工要求所需的技术、人员和设备条件。
4.管材的坡口、组对与焊接
(1)管材的坡口。管材的坡口主要有三种:I形坡口、V形坡口和U形坡口。
1)I形坡口。I形坡口适用于管壁厚度在3. 5mm以下的管口焊接。这种坡口管壁不需要倒角,实际上是不需要加工的坡口,只要管材切口的垂直度能够保证对口的间隙要求,就可以对口焊接。
2)V形坡口。V形坡口适用于中低压钢管焊接,坡口的角度为60°?70°,坡口根部有钝边,其厚度为2mm左右。
3)U形坡口。U形坡口适用于高压钢管焊接,管壁厚度在20?60mm之间。坡口根部有钝边,其厚度为2mm左右。
(2)坡口的加工方法。坡口的加工方法一般有以下几种:
1)低压碳素钢管,公称直径等于或小于50mm的,采用手提砂轮磨坡口;直径大于50mm的,用氧乙炔切割坡口,然后用手提砂轮机打掉氧化层并打磨平整。
2)中压碳素钢管、中低压不镑耐酸钢管和低合金钢管以及各种高压钢管,用车床加工坡口。
3)有色金属管,用手工锉坡口。
(3)接头组对。
1)管子、管件组对时,应检查坡口质量,坡口表面不得有裂纹、重皮等缺陷。并对其内、外侧进行清理,清理合格后应及时组对施焊。
2)管口处理。焊接前手工清理坡口毛刺,管件坡口用破布打光。不锈钢管焊缝两侧分别涂100mm长白垩粉,并用丙酮洗净油污。铬钼钢管管壁厚大于或等于6mm时,焊前应当预热。铜、铝管用破布打去坡口内、外氧化膜,用丙酮清洗。氧乙炔预热。
3)管段组对可以在专用的胎具上进行,也可采用组对机。施工现场常在平台或平地上进行。
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