關于焊接接頭的介紹

焊接接頭是指兩個或兩個以上零件要用焊接組合的接點。或指兩個或兩個以上零件用焊接方法連接的接頭，包括焊縫、熔合區和熱影響區。

一、焊接接頭的形式

焊接接頭的形式一般按照被焊接兩金屬件的相互結構位置來分類。主要有以下四種：對接接頭、T型接頭、角接接頭和搭接接頭。

1、對接接頭是最常見最合理的接頭形式。兩焊件面相對平行的接頭稱為對接接頭，是現在焊接結構中采用最多的一種接頭形式。根據焊件厚度、焊接方法和坡口準備等條件，對接接頭可分為不開坡口的對接接頭和開坡口的對接接頭兩種。

（1）不開坡口的對接接頭

當鋼板厚度在6mm以下時，一般可不開坡口，只留有1-2mm的裝配間隙。但這并不是絕對的，在重要的焊接結構中，當工件厚度大于3mm時，即要求開坡口。

（2）開坡口的對接接頭

開坡口就是用機械，火焰或電弧等方法將焊接處加工成一定的幾何形狀（坡口）再進行焊接的接頭。開坡口的目的是為了保證電弧能伸到接頭根部，使接頭根部焊透和便于清除熔渣，獲得良好的焊縫成形。而且坡口能起到調節焊縫金屬中母材和填充金屬比例的作用。鈍邊（焊件開坡口時，沿焊件厚度方向留有端面部分）是為了保證接頭根部焊透。

● V形坡口

鋼板厚度超過7mm時，一般采用V形坡口。V形坡口的形式有：不帶鈍邊的V形坡口，帶鈍邊的V形坡口，單邊鈍邊V形坡口及單邊坡口4種。

V形坡口的特點是加工容易，但焊后角變形較大。

● Χ形坡口

鋼板厚度超過12mm時要采用Χ形坡口，也稱為雙面V形超口，Χ形坡口與V形坡口相比較能減少焊著金屬量約1/2。焊后變形和產生的內應力也較小，因此，這種坡口多用于大厚度及要求控制焊接變形量的結構中。

● U形坡口

U形坡口有單面，單邊U形坡口、雙面U形坡口之分。

U形坡口當鋼板最度為20—60mm時，采用單邊U形坡口。當板厚度為40—60mm時，采用雙面U形坡口。

U形坡口的特點是填充金屬量少，焊件變形小，焊縫金屬中母材金屬占的比例也小，但這種坡口加工較難，一般應用在較重要的焊接結構中。

2、T形接頭

焊件端面與另一焊件平面構成直角或近仿直角的接頭稱為T形接頭。T形接頭在鋼結構件中應用廣泛，按照焊件厚度可分為不開坡口，單邊V形，K形以及雙V形坡口四種形式。

T形接頭作為一般連接焊縫，鋼板厚度在2-30mm時，可不開坡口，省略了坡口準備和加工的工序。

T形接頭的焊縫有承受載荷要求時，則應按照鋼板厚度及結構強度要求，選用V形、K形、雙V形坡口，以保證接頭強度。

3、角接接頭

兩焊件端面構成大于30°、小于135°夾角的接頭，稱做角接接頭，一般用于不重要的焊接結構中。

4、搭接接頭

兩焊件部分重疊構成的接頭稱為搭接接頭，搭接接頭一般用于12mm以下鋼板，其重疊部分一般為3—5倍板厚，采用雙面焊接。這種接頭對裝配要求不高，也易于焊接施工。但承載能力較低，所以只能用于不重要的結構中。在化工容器中，開孔補強，支座襯板等結構，一般均采用搭接接頭形式。

二、焊接接頭的組織和性能

焊接接頭包括焊縫、熔合區和熱影響區組成

1、焊縫是金屬的結晶形成柱狀的鑄態組織，由鐵素體和少量珠光體組成。

焊接時，熔池金屬受電弧吹力和保護氣體的吹動，使熔池底壁的柱狀晶體成長受到干擾，因此，柱狀晶體呈傾斜層狀，晶粒有所細化。又因焊接材料的滲合金作用，焊縫金屬中錳和硅等合金元素的含量可能比母材金屬高，所以焊縫金屬的性能不低于母材。

2、熔合區該區被加熱到固相線和液相線之間，熔化的金屬凝固成鑄態組織，而未熔化的金屬因加熱溫度過高而成為過熱的粗晶粒，致使該區強度、塑性和韌性都下降，并引起應力集中，是產生裂紋、局部脆性破壞的發源地。在低碳鋼焊接接頭中，熔合區雖然很窄，但在很大程度上決定著焊接接頭的性能。

3、熱影響區由于焊縫附近各點受熱情況不同，熱影響區又分為過熱區、正火區和部分相變區。

1）過熱區焊接熱影響區中，具有過熱組織火晶粒明顯粗大的區域，稱為過熱區。過熱區被加熱到AC3以上100～200℃至固相線溫度區間，奧氏體晶粒急劇長大，形成過熱組織，因而該區的塑性及韌性降低。對于易淬火硬化的鋼材，此區脆性更大。

2）正火區該區被加熱到AC3至AC3以上100～200℃之間，金屬發生重結晶，冷卻后得到均勻而細小的鐵素體和珠光體組織（正火組織），其力學性能優于母材。

3）部分相變區該區被加熱到AC1～AC3之間的溫度范圍內，材料產生部分相變，即珠光體和部分鐵素體發生重結晶，使晶粒細化；部分鐵素體來不及轉變，具有較粗大的晶粒，冷卻后致使材料晶粒大小不均，因此，力學性能稍差。