焊接接头及坡口
        焊接接头种类
        焊接接头是由两个或两个以上焊件用焊接方法连接的，一个焊接结构总是由若干个焊接接头组长。焊接接头按接头的形式可分为五大类，即对接接头、T形（十字）接头、搭接接头、角接接头和端接接头。
        焊接接头的基本形式如图5-1所示。
       
       
        对接接头从受力角度来看，受力状况良好、应力集中程度小、焊接材料消耗较少、焊接变形小，是比较理想的接头形式，在所有焊接接头中，应用最为广泛。为了保证焊缝质量，厚板对接焊缝应在接头处开坡口，进行坡口对接焊。
        T形（十字）接头是把相互垂直的焊件，采用角焊缝连接起来的焊接接头。它有焊透和不焊透两种形式。
        开坡口的T形（十字）接头是否能焊透，要根据坡口形状和尺寸而确定。从承受动载的能力看，开坡口焊透的T形（十字）接头，承受动载的能力较强，其强度可按对接接头计算。不焊透的T形（十字）接头，承受力和力矩的能力有限，所以，只能应用在不重要的焊接结构中。
        搭接接头是把两个焊件部分重叠在一起，用角焊缝、塞焊缝等连接起来的焊接接头。搭接接头的应力分布置不均匀，疲劳强度较低，不是理想的接头形式。但是，由于搭接接头焊前准备及装配简单，所以在焊接结构中应用也较广泛，但对于承受动载的接头不宜采用。
        角接接头是把两个焊件的端面构成大于30°、小于135°的夹角，而连接起来的焊接接头。角焊缝多用于箱形结构上，这种接头承载能力差，大都用在不重要的焊接结构中。
        端接接头是把两个焊件重叠放置或两焊件表面之间的夹角不大于30°而连接起来的焊接接头。这种接头用于密封构件上，承载能力差，一般不用于重要的结构。
        坡口是根据设计或工艺需要，在焊件待焊部位加工并装配成一定凡何形状的沟槽。焊件开坡口主要是为了保证焊接接头的质量和便于施焊，使焊缝的根部焊透，同时还能调节母材与填充金属的熔合比例。坡口的的很多，选用哪种坡口，主要是取决于焊接方法、焊接位置、焊件厚度、焊缝熔透要求以及经济合理性等因素。
        常用的坡口形式有I形、V形、Y形、双Y形和U形等。
        在常用坡口形式中，当板厚相同的时，双面坡口比单面坡口、U形坡口比V形坡口焊接材料消耗小。随板厚的增大，消耗比更为突出。但是，U形坡口较难加工，坡口加工费用大，所以只用于重要的焊接结构。
        焊接坡口尺寸及其代表字母如图5-4所示。
       
        焊要电弧焊基本过程
        焊条电弧焊时，焊工操作的基本过程是：引弧、运条、焊道的连接和焊道的收尾，现分别介绍如下。
        引弧
        焊条电弧焊时，引燃焊接电弧的过程，称为引弧。常用的引弧方法有划擦法引弧和直击法引弧两种。
        焊条电弧焊开始前，先将焊条末端与焊件表面轻轻一碰，便迅速提起焊条，并保持一定的距离（2~4mm），电弧划伤缺陷，又不受焊件表面大小及焊件形状的限制；不足之处是引弧的成功率低，焊条与焊件往往要碰击几次，才能使电弧引燃和稳定燃烧，这种方法初学者不容易掌握。
        划擦法引弧
        将焊条末端对准引弧处，然后将手腕扭动一下，像划火柴一样，使焊条在引弧处轻微划擦一下，划动的长度一般为20mm左右。电弧引燃后，立即使弧长保持为2~4mm。
        这种引弧方法的优点是电弧容易引燃，操作简单，引弧效率高。缺点是容易损伤焊件表面，有电弧划伤痕迹，在焊接要求高的产品时应尽量少用。
        以上两种引弧方法，对于初学者来说，划擦法容易引燃电弧。但是，如果操作不当，容易使焊件表面被电弧划伤，特别是在狭窄的工作环境或焊件表面不允许被电弧划伤时，就应采用击法引弧。
        对于被学直击法引弧的焊工，在引弧时容易发生焊条药皮大块脱落、引烯的电弧又熄灭或焊条粘在焊件表面的现象。这是由于初学引弧时，手腕转动不熟练，没有掌握好焊条离开焊件的时间和距离。如查焊条在直击焊件后，离开焊件的速度太快，焊条提起太高，就不能引燃电弧或电弧燃烧一瞬间就熄灭。如果引弧动作太慢，焊条提起太低，就有可能使焊条粘在焊件上，造成焊接回路短路。短路时间太长，不仅不能引燃电弧，还会短路电流过大、时间过长而烧坏焊机。
        焊条在引弧过程中粘在焊件表面时，可将焊条左右摇动几次，即可使焊条脱落，离开焊件表面。如果摇动几次焊条还不能使其脱离焊件，此时应立即将焊钳钳口松开，使焊接回路断开，待焊条冷却降温后再取下。
        酸性焊条引弧时，可以使用直击法引弧或划擦法引弧；碱性焊条引弧时，多采用划擦法引弧。因直击法引弧容易在焊缝中产生气孔。
        不论采用哪一种引弧方法，均应注意以下几点。
        1、引弧处应无油污、铁锈，以免影响导电和使熔池产生氧化物，导致焊缝产生气孔和夹渣。
        2、焊条与焊件接触后，焊条提起的时间要适当。太快，气体电离差，难以形成稳定的电弧；太慢，则焊条和焊件粘在一起造成短路。
        3、引弧时，如果焊条不能脱离焊件，应立即交焊钳从焊条上取下来，等焊条冷却后，用手取下焊条。重新引弧时，要注意夹好焊条。
        起头
        焊道的起头是开始焊接的阶段。在一般情况下，这部分焊道要略高些，质量也难以保证。这是因为焊件未焊之前温度较低，而引弧后，又不能迅速使工件温度升高，所以起焊点的熔深较浅；对焊条来说，在引弧后的2s内，由于焊条药皮未形成大量的保护气体，最先熔化的熔滴几乎是在无保护气氛的情况下过渡到熔池中去的，这种保护不好的熔滴，有不少气体，如果，这些熔滴在施焊中得不到二次熔化，其内部气体就会残留在焊道中形成气孔。
        为了解决熔深太浅的问题，可在引弧后，先将电弧稍微接长，使电弧对起头处有一个预热作用，然后适当缩短电弧，进行正式焊接。
        焊道起头，为了减少气孔，可将前几滴熔滴甩掉。操作中的方法是采用跳弧焊，即电弧有规律地短时离开熔池，把熔滴甩掉，但焊接电弧并未熄灭。另一种间接方法是采用引弧板，即在焊前装焊一块钢板，从这块板上开始引弧，焊后割掉。采用引弧板，不但保证了起头处的焊接缝质量，也能使焊接接头的始端获得合适尺寸的焊缝。
        运条与接头
        运条的基本动作
        在正常焊接阶段，焊条一般有三个基本运动，即沿焊条中心线向熔池送进，沿焊接方向移动，横向摆动（在平敷焊时可不摆动）。
        （1）沿焊条中心线向熔池送进
        既是为了向熔池填充金属，也是为了在焊条熔化后，继续保持一定的也弧长度。因此，焊条的送进速度应与熔化速度相同。否则，会发生断弧或焊条粘在焊件上的现象。电弧长度通常为2~4mm，碱性焊条较酸性焊条的弧长要短一些。
        （2）沿焊接方向移动
        目的是控制焊道成形。若焊条移动速度太慢，则焊道会过高、过宽，外形不整齐；焊接薄板时甚至会发生烧穿等缺陷。焊条沿焊接方向移动的速度，由焊接电流、焊条直径及接头形式决定。
        （3）横向摆动
        是为了对焊件输入足够的热量以及排渣、排气等，并获得一定宽度的焊缝或焊道。其摆动范围根据焊件厚度、坡口形式、焊道层次和焊条直径来决定。
        上述三个基本动作组成焊条有规律的运动，焊工可根据焊接位置、接头形式、焊条直径与性能、焊接电流大小以及技术熟练程度等灵活掌握。
        焊道的接头
        在焊接操作时，由于受焊条长度的限制或操作姿势的变换，一根焊条往往不能焊完一条焊道。因此，就有了焊道接头、连接的问题。焊道的接头方式如图6-4所示。
        第一种接头方式应用最多，接头的方法是在先焊焊道弧坑稍前处（约10mm）引弧。电弧长度比正常焊接略微长些（碱性焊条电弧不可增长，否则会产生气孔）。然后将电弧移到原弧坑的2/3处，填满弧坑后，即向前进入正常焊接，如图6-5所示。如果电弧后移太多，则可能造成接头过高；后移太少，将造成接头脱节，产生弧坑未填满缺陷。接头时，更换焊条的动作要快，因为在熔滴沿未冷却时进行接头，不仅能保证质量，而且焊道外表面成形美观。
        第二种方式，要求先焊焊道的起头要略低些。接头时，在先焊焊道的起头处引弧，并稍微接长电弧，将电弧引向先焊焊道的起头处，并覆盖它的端头，待起头处焊道焊平后再向先焊焊道相反的方向移动，如图6-6所示。
        第三种接头方式，最后焊焊道从接口的另一端引弧，焊到先焊焊道的结尾处，焊接速度略慢些，以填满弧坑，然后以较快的焊接速度再向前焊一小段，然后熄弧，如图6-7所示。
        第四种接头方式，最后焊的焊道结尾与先焊的焊道起头相连接。要利用结尾时的高温重复熔化先焊焊道的起头处，将焊道焊平后迅速收弧。
        焊道的收尾
        这是指一条焊缝结束时如何收尾。如果无操作经验的焊工，收尾时的动作就是接断电弧，这样，在焊道上就会形成低于焊件表面的弧坑。过深的弧坑使收尾处强度减弱，并容易造成应力集中而产生弧坑裂纹。所以，收尾动作不仅是熄弧，还要填满弧坑。一般，正确的收尾动作有以下几种。
        （1）划圈收尾法
        焊条移至焊道终点时，做圆圈运动，直到填满弧坑再接断电弧，如图6-8所示。此法适用于厚板的焊接，对于薄板则有烧穿的危险。
        （2）反复断弧收尾法
        焊条移至焊道终点时，在弧坑上需做数次反复熄弧、引弧，直至填满弧坑为止，如图6-9所示。此法适用于薄板的焊接，但碱性焊条不宜采用，因为容易产生气孔。
        （3）回焊收尾法
        焊条移至焊道收尾处即停止，但不熄弧，此时适当改变焊条角度，如图6-10所示，焊条从位置1移到位置2，待填满弧坑后再移到位置3，然后慢慢接断电弧。碱性焊条宜用此法。