接头设计与焊条消耗量计算

分类：学习资料 时间：2007-11-26 8:02:00

1．3．1接头形式

焊条电弧焊常用的基本的接头形式有对接、搭接、角接和T形接。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。对接与搭接相比，具有受力简单均匀、节省金属等优点，故应用最多。但对接接头对下料尺寸和组装要求比较 严格。

1．3．2坡口形式

根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工成一定几何形状，经装配后构成的沟槽称为坡口。利用机械 ( 剪切、刨削或车削 ) 、火焰或电弧(碳弧气刨)等加工坡口的过程称为开坡口。开坡口使电弧能深入坡口底层，保证底层焊透，便于清渣，获得较好的焊缝成形，还能调节焊缝金属中母材和填充金属的比例。

弧焊的坡口形式应根据焊件结构形式、厚度和技术要求选用，常用的坡口形式有：I 形、V 形、X 形、Y 形、双 Y 形、 U 形坡口带钝边等。一般对接接头板厚1—6mm 时，用I 形坡口采用单面焊或双面焊即可保证焊透；板厚≥3mm 时，为了保证焊缝有效厚度或焊透，改善焊缝成形，可加工成 Y 形、X 形、U 形等各种形状的坡口。

在板厚相同时，双面坡口比单面坡口、 U 形坡口比 V 形坡口消耗焊条少，焊接变形小，随着板厚增大，这些优点更加突出。但 U 形坡口加工较困难，坡口加工费用较高，一般用于较重要的结构。 当不同厚度的钢板对接时，应按有关标准和技术文件的要求对厚钢板坡口侧进行削薄处理。

坡口形式及其尺寸一般随板厚而变化，时还与焊接方法、焊接位置、热输入量。坡口加工方法以及工件材质等有关。坡口形式与尺寸详见国家标准GB／T985—1988《气焊、焊条电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》。 1．3．3焊缝衬垫

当要求焊缝全焊透且只能从接头的一面进 行焊接时，除了采用单面焊双面成形焊接操作技术外，还可以采用焊缝背面加焊接衬垫的方法。使用焊接衬垫的目的是提供条件使第一层金属熔敷在衬垫之上，从而避免该层熔化金属从接头底层漏穿。 常用的衬垫有四种形式：衬条、打底焊缝、铜衬垫和非金属衬垫。

1) 衬条 衬条是放在接头背面的金属条。第一条焊道使接头的两边结合在—起并与衬条相接。如果衬条不妨碍接头的使用特性，则可保留在原位置上；否则，衬条应拆除掉。衬条须采用与所使用的母材和焊条在冶金上相配的材料制成。

2) 铜衬垫 有时采用铜衬垫在接头底层支撑焊接熔池，它适用于平直对接焊缝。铜的热导率较高，有助于防止焊缝金属与衬垫熔合。

3) 非金属衬垫 难熔衬垫是一种可伸缩的成形件，用夹具或压敏带贴紧在接头背面，它适用于空间曲面对接焊缝。焊条电弧焊方法有时也使用这种衬垫。使用时应遵循衬垫制造厂推荐的规范。

4) 打底焊缝 打底焊缝是在单面坡口焊接接头中的一道或多道的背面焊道。这种焊缝是在坡口正面熔敷第一道焊缝之前在接头背面熔敷的，完成打底焊缝之后，所有的其余焊道均从正面在坡口内完成。 1．3．4 焊接位置

熔焊时，焊件接缝所处的空间位置称为焊接位置，按焊缝空间位置的不同可分为：平焊、立焊、横焊和仰焊等位置，如图3-10所示。

水平固定管的对接焊缝，包括了平焊、立焊和仰焊等焊接位置。类似这样的焊接位置施焊时，称为全位置焊接。

在乎焊位置施焊时，熔滴可借助重力落入熔池。熔池中气体、熔渣容易浮出表面。因此，平焊可以用较大电流焊接，生产率高，焊缝成形好，焊接质量容易保证，劳动条件较好。因此，一般应尽量在乎焊位置施焊。当然，在其他位置施焊，也能保证焊接质量，但对焊工操作技术要求较高，劳动条件较差。 1．3．5 焊条消耗量计算

在进行焊接施工时，正确地估算焊条的需用量是相当重要的，估算过多，将造成仓库积压：估算过少，将造成工程预算经费的不足，有时甚至影响工程的正常进行。焊条的消耗量主要由焊接结构的接头形式、坡口形式和焊缝长度等因素决定，可查阅有关焊条用量定额手册等，也可按下述公式进行计算： 1) 焊条消耗量通常按下式计算： m=alp/1 — K S

式中 m ——焊条消耗量 (g) ； A ——焊缝横截面积 (cm2) ； J——焊缝长度 (cm) ；

p——熔敷金属的密度 (g／cm3) ； Ks——焊条损失系数，见表 3 — 17。

上式中的焊缝横截面积 A 可按表 3 — 16中的公式进行计算。 2) 非铁粉型焊条消耗量也可按下式计算：s m=alp/Kn * (1+Kb)

式中 m——焊条消耗量 (g) ；

A ——焊缝横截面积(cm2)，见表3—16 ： l——焊缝长度 (cm) ；

p——熔敷金属的密度 (g／cm3) ： Kb——药皮质量系数，见表 3 — 18 ：

Kn——金属由焊条到焊缝的转熔系数(包括因烧损、飞溅及焊条头在内的损失 )，见表 3-19 。

表 3-19 焊条损失系数 Ks

E4303 E4320 E5014 E5015 焊条型号(牌号) (J422) (J424) (J502Fe) (J507)

Ks 0．465 0 ．47 0．41 0．44