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一、焊接接头的种类及接头型式
点焊中，因为焊件的长度、结构及使用条件的不同，其接头型式及坡口方式也不同。点焊接头型式有：对接接头、T形接头、角接接头及搭接接头等。
(一)对接接头
两件表面构成小于或等于135°，大于或等于180°夹角的接头，称作对接接头。在各类点焊结构中它是采用最多的一种接头型式。
厚板长度在6mm以下，除重要结构外，通常不开坡口。
长度不同的厚板对接的两板长度差(δ—δ1)不超过表1—2规定时，则熔池坡口的基本方式与规格按较钢板的规格数据来选定；否则，应在钢板上做出如图1—8所示的单面或双面削薄；其削薄宽度L≥3(δ—δ1)。
图1—8不同长度薄板的对接
(a)单面削薄，(b)双面削薄
表1-2
较板材长度δ1
≤2～5
>5～9
>9～12
>12
准许长度差(δ—δ1)
(二)角接接头
两焊件锥面间构成小于30°、小于135°夹角的接头，称作角接接头，见图1—9。这些接头受力状况不太好，常用于不重要的结构中。
图1—9角接接头
(a)I形坡口；(b)带钝边单边V形坡口
(三)T形接头
一件之锥面与另一件表面构成直角或近似直角的接头，称作T形接头，见图1—10。
图1—10T形接头
(四)搭接接头
两件部份重叠构成的接头叫搭接接头，见图1—11。
图1—11搭接接头
(a)I形坡口，(b)圆孔内塞焊；(c)长孔顶角焊
搭接接头依照其结构方式和对硬度的要求，分为不开坡口、圆孔内塞焊和长孔顶角焊三种方式，见图1—11。
I形坡口的搭接接头，通常用于长度12mm以下的厚板，其重叠部份≥2(δ1+δ2)，双面钎焊。这些接头用于不重要的结构中。
当遇见重叠部份的面积较大时，可依据板厚及硬度要求，分别采用不同大小和数目的圆孔内塞焊或长孔顶角焊的接头型式。
二、焊缝坡口的基本方式与规格
(一)坡口方式
按照坡口的形状，坡口分成I形(不开坡口)、V形、Y形、双Y形、U形、双U形、单边V形、双单边Y形、J形等各类坡口方式。
V形和Y形坡口的加工和施焊便捷(毋须翻转焊件)，但焊后容易形成角变型。
双Y形坡口是在V形坡口的基础上发展的。当焊件长度减小时，采用双Y形取代V形坡口，在同样长度下，可降低熔池金属量约1/2，但是可对称施焊，焊后的残余变型较小。缺点是点焊过程中要翻转焊件，在筒形焊件的内部施焊，使劳动条件变差。
U形坡口的填充金属量在焊件长度相同的条件下比V形坡口小得多，但这些坡口的加工较复杂。
(二)坡口的几何规格
(1)坡口面待焊件上的坡口表面叫坡口面。
(2)坡口面角度和坡口角度待加工坡口的锥面与坡口面之间的倾角叫坡口面角度，两坡口面之间的倾角叫坡口角度，见图1—12。
(3)内侧间隙焊前在接头内侧之间预留的缝隙叫内侧间隙，见图1—12。其作用在于打底焊时能保证内侧焊透。内侧间隙又叫装配间隙。
(4)钝边焊件开坡口时，沿焊件接头坡口内侧的锥面直边部份叫钝边，见图1—12。钝边的作用是避免内侧烧穿。
(5)内侧直径在J形、U形坡口顶部的圆角直径叫内侧直径(见图1—12)。它的作用是减小坡口内侧的空间，便于焊透内侧。
图1—12坡口的几何规格
三、焊接位置种类
按照GB／T3375—94《焊接术语》的规定，钎焊位置有一个t形工件，即烧蚀时，焊件接缝所处的空间位置，可用熔池夹角和熔池拐角来表示。有对焊、立焊、横焊和仰焊位置等。
熔池夹角，即熔池轴线与水平面之间的倾角，见图1—13。
图1—13熔池夹角
熔池拐角，即熔池中心线(焊根和盖面层中心连线)和水平参照面Y轴的倾角，见图1—14。
图1—14熔池拐角
(1)对焊位置熔池夹角0°，熔池拐角90°的点焊位置，见图1—15(a)。
图1—15各类钎焊位置
(a)对焊(b)横焊(c)立焊(d)仰焊(e)平角焊(f)仰角焊
(2)横焊位置熔池夹角0°，180°；熔池拐角0°，180°的对接位置，见图1—15(b)。
(3)立焊位置熔池夹角90°(立向下)，270°(立向上)的点焊位置，见图1—15(c)。
(4)仰焊位置对接熔池夹角0°，180°；拐角270°的点焊位置，如图1—15(d)。
据悉，对于角焊位置还规定了另外两种钎焊位置。
(5)平角焊位置角熔池夹角0°，180°；拐角45°，135°的角焊位置，见图1—15(e)。
(6)仰角焊位置夹角0°，180°；拐角225°，315°的角焊位置，见图1—15(f)。
在对焊位置、横焊位置、立焊位置、仰焊位置进行的点焊分别名为对焊、横焊、立焊、仰焊。T形、十字形和角接接头处于对焊位置进行的点焊称为船形焊。在工程上常用的水平固定管的点焊，因为在管子360°的点焊中，有仰焊、立焊、平焊，所以称全位置钎焊。当焊件接缝放在倾斜位置(除平、横、立、仰焊位置以外)时进行的点焊称为倾斜焊。
四、焊缝方式及形状规格
(一)熔池方式
熔池按不同分类方式可分为下述几种方式：
(1)依据GB／T3375—94的规定，按熔池结合方式，分为对接熔池、角熔池、塞熔池、槽熔池和端接熔池五种：
1)对接熔池：在焊件的坡口面间或一零件的坡口面与另一零件表面间钎焊的熔池，
2)角熔池：沿两直交或近直交零件的交线所钎焊的熔池。
3)端接熔池：构成端接接头所产生的熔池。
4)塞熔池：两零件相叠，其中一块开圆孔，在圆孔中钎焊两板所产生的熔池，只在孔内焊角熔池者不称塞焊。
5)槽熔池：两板相叠，其中一块开长孔，在长孔中钎焊两板的熔池，只焊角熔池者不称槽焊。
(2)按施焊时熔池在空间所处位置分为平熔池、立熔池、横熔池及仰熔池四种方式。
(3)按熔池断续情况分为连续熔池和断续熔池两种方式。
断续熔池又分为交错式和并列式两种(图1—16)，熔池规格除标明焊脚K外，还标明断续熔池中每一段熔池的宽度l和宽度e，并以符号“Z”表示交错式熔池。
图1—16断续角熔池
(a)交错式(b)并列式
(二)熔池的形状规格
熔池的形状用一系列几何规格来表示，不同方式的熔池，其形状参数也不一样。
1．熔池长度
熔池表面与母材的交界处叫焊趾。熔池表面两焊趾之间的距离叫熔池长度，如图1—17。
图1—17熔池长度
2．余高
超出母材表面焊趾连线里面的那部份熔池金属的最大高度叫余高，见图1—18。在静载下它有一定的强化作用，所以它又叫强化高。但在动载或交变荷载下，它反倒不起强化作用，反倒因焊趾处挠度集中便于促进脆断。所以余高不能高于母材但也不能过低。手钎焊时的余高值为0～3mm。
图1—18余高
3．熔深
在点焊接头横载面上，母材或前道熔池融化的深度叫熔深，见图1—19。
图1—19熔深
(a)对接接头熔深(b)搭接接头熔深(c)T形接头熔深
4．熔池长度
在焊道横截面中，从熔池正面到熔池反面的距离，叫熔池长度，见图1—20。
图1—20熔池长度及焊脚
(a)凸形角熔池(b)凹形角熔池
熔池估算长度是设计熔池时使用的熔池长度。对接熔池焊透日寸它等于焊件的长度；角熔池时它等于在角熔池横截内画出的最大直角等边三角形中，从直角的顶点到底边的垂线宽度，习惯上统称喉厚，见图1—20。
5．焊脚
角熔池的横截面中，从一个直角面上的焊趾到另一个直角面表面的最小距离，称作焊脚。在角熔池的横截面中画出的最大等边直角三角形中直角边的宽度叫焊脚规格，见图1—20。
6．熔池成型系数
图1—21熔池成型系数的估算
烧蚀时，在单道熔池横截面上熔池长度(B)与熔池估算长度(H)的比值(ф＝B／H)，叫熔池成型系数，见图1—21。该系数值小，则表示熔池窄而深，这样的熔池中容易形成气孔和裂痕，所以熔池成型系数应当保持一定的数值，比如埋弧手动焊的熔池成型系数ф要小于1．3。
7．偏析比
是指烧蚀时，被融化的母材在焊缝金属中所占的比率。
各类接头、坡口和熔池的方式见表1—3。
表1—3各类坡口、接头及焊道方式
五、焊缝符号表示法
熔池符号通常由基本符号和指引线组成。必要时还可以加上辅助符号、补充符号和熔池规格符号等。
(一)符号
按照GB324—88《焊缝符号表示法》的规定，熔池符号可以分为以下几种：
(1)基本符号
基本符号是表示熔池横截面形状的符号，见表1—4。
(2)辅助符号
辅助符号是表示熔池表面形状特点的符号，见表1—5。应用示例见表1—6。
(3)补充符号
补充符号是为了补充说明熔池的个别特点而采用的符号，见表1—7。应用示例见表1—8。
表1—4基本符号
注：1)不完全融化的卷边熔池用I形熔池符号来表示，并加注熔池有效长度S。
表1—5辅助符号
表1—6辅助符号的应用示例
表1—7补充符号
表1—8补充符号应用示例
(二)符号在图纸上的位置
1．基本要求
完整的熔池表示方式不仅上述基本符号、辅助符号、补充符号以外，还包括指引线、焊缝规格符号及数据。
指引线通常由带有箭头的指引线(简称箭头线)和两条基准线(一条为虚线，另一条为实线)两部份组成。如图1—22所示。
图1—22指引线
2．箭头线和接头的关系
图1—23和图1—24给出的示例说明下述术语的含意：
图1—23带单角熔池的T型接头
(a)熔池在箭头侧(b)熔池在非箭头侧
图1—24双角熔池的十字接头
a．接头的箭头侧；
b．接头的非箭头侧
3．箭头线的位置
箭头线相变径缝的位置通常没有特殊要求，见图1—25(a)、(b)。并且在标明单边V、单边Y、J形熔池时，箭头线应指向带有坡口两侧的螺孔，见图1—25(c)、(d)。必要时，容许箭头线弯折一次，如图1—26。
图1—25箭头线的位置
图1—26弯折的箭头线
4．基准线的位置
基准线的实线可以画在基准线的虚线两侧或两侧。
基准线通常应与图样的斜边相平行，但在特殊条件下亦可与斜边相垂直。
5．基本符号相对基准线的位置
基本符号相对基准线的位置见图1—27(a)、(b)、(c)、(d)；标明对称熔池及双面熔池时，不加实线。
图1—27基本符号相对基准线的位置
(三)熔池规格符号及其标明位置
(1)熔池规格符号，见表1—9。
表1—9熔池规格符号
(2)熔池规格符号及数据的标明原则，如图1—28：
1)熔池横截面上的规格标在基本符号的左边；
2)熔池宽度方向规格标在基本符号的左边；
图1—28熔池规格的标明原则
3)坡口角度、坡口面角度、根部间隙等规格标在基本符号的右侧或两侧；
4)相同熔池数目符号标在尾部；
5)当须要标明的规格数据较多又不易分辨时，可在数据上面降低相应的规格符号。当箭头线方向变化时有一个t形工件，上述原则不变。
(3)关于规格符号的说明
1)在基本符号的左边无任何标明且又无其他说明时，表示熔池在型腔的整个宽度上是连续的。
2)在基本符号在右边无任何标明且又无其他说明时，表示对接熔池要完全焊透。
3)塞熔池、槽熔池带有底边时，应当标明孔顶部的规格。
六、焊接工艺参数及其对熔池形状的影响
钎焊时，为保证钎焊质量而选取的各项参数(比如钎焊电压、电弧电流、焊接速率、线能量等)的统称叫钎焊工艺参数。所谓线能量是指烧蚀时，由钎焊热源输入给单位宽度熔池上的能量焦尔／分米或焦尔／毫米(J／cm或J／mm)，又名热输入。
线能量的估算公式为：
式中Q——线能量，J／cm或J／mm；
I——焊接电压，A；
U——电弧电流，V；
V——焊接速率，cm／s或mm／s。
例：某钎焊性试验的点焊工艺参数如下：焊丝半径4mm，钎焊
电压180A，电弧电流24V，钎焊速率150mm／min。试估算其线能
量。
解：线能量
。
答：该试验的线能量为1728J／mm。
(一)钎焊电压
当其它条件不变时，降低钎焊电压，则熔池长度和余高都降低，而熔池长度则几乎保持不变(或略有降低)，见图1—29，这是埋弧手动焊时的实验结果。剖析这种现象的缘由是：
(1)钎焊电压降低时，电弧的热量降低，因而碳化物容积和弧坑深度都随电压而降低，所以冷却出来后，熔池长度就降低。
(2)钎焊电压降低时，焊条的融化量也降低，因而熔池的余高也急剧降低。假如采用不填丝的钨极氩钎焊，则余高就不会降低。
(3)钎焊电压降低时，一方面是电弧截面略有降低，造成熔宽降低；另一方面是电压降低使得弧坑深度降低。因为电流没有改变，所以弦长也不变，致使电弧潜入碳化物，使电弧摆动范围缩小，则就使得熔宽降低。因为二者共同的作用，所以实际上熔宽几乎保持不变。
图1—29钎焊电压对熔池形状的影响
H—焊缝长度B—焊缝长度d—余高I—焊接电压
(二)电弧电流
当其它条件不变时，电弧电流下降，熔池长度明显降低而熔池长度和余高将略有降低，见图1—30。这是由于电弧电流降低意味着电弧K度的降低，因而电弧摆动范围扩大而造成熔池长度降低。其次，弦长降低后，电弧的热量损失加强，所以拿来融化母材和焊条的热量降低，相应熔池长度和余高就略有减弱。
图1—30电弧电流对熔池形状的影响
由此可见，电压是决定熔池长度的主要诱因，而电流则是影响熔池长度的主要诱因。因而，为得到良好的熔池形状，即得到符合要求的熔池成型系数，这两个诱因是相互掣肘的，即一定的电压要配合一定的电流，不应当将一个参数在大范围内任意变动。
(三)钎焊速率
钎焊速率对熔池长度和熔池长度有显著的影响。当钎焊速率降低时，熔池长度和熔池长度都大为增长，见图1—31。这是由于钎焊速率降低时，熔池中单位时间内输入的热量减轻了。
图1—31点焊速率对熔池形状的影响
从点焊生丰度考虑，点焊速率愈快愈好。但当熔池长度要求一定时，为提升点焊速率，就得进一步提升点焊电压和电弧电流，所以，这三个工艺参数应当综合在一起进行选用。
(四)其它工艺参数及诱因对熔池形状的影响
电弧焊不仅上述三个主要的工艺参数外，其它一些工艺参数及诱因对熔池形状也具有一定的影响。
(1)电极半径和焊条外伸长当其它条件不变时，减少电极(焊条)半径除了使电弧截面降低，并且还降低了电弧的摆动范围，所以熔池长度和熔池长度都将减少。
焊条外伸长是指从焊条与导电嘴的接触点到焊条末端的宽度，即焊条上通电部份的宽度。当电压在焊条的外伸长上通过时，将形成内阻热。因而，当焊条外伸长降低时，内阻热也将降低，焊条融化推进，因而余高降低。焊条半径愈小或材料内阻率愈大时，这些影响愈显著。实践证明，对于结构钢焊条来说，半径为5mm以上的粗焊条，焊条的外伸长在60～150mm范围内变动时，实际上可忽视其影响。但焊条半径大于3mm时，焊条外伸长波动范围超过5～10mm时，就可能对熔池成型形成显著的影响。碳钢焊条的内阻率很大，这些影响就更大。因而，对细焊条，非常是碳钢融化电极钎焊时，必须注意控制外伸长的稳定。
(2)电极(焊条)夹角钎焊时，电极(焊条)相对于钎焊方向可以倾斜一个角度。当电极(焊条)的夹角沿着钎焊方向时叫后倾；逆着钎焊方向时叫前倾，见图1—32(a)、(b)。电极(焊条)前倾时，电弧力对焊缝液体金属后座作用减小，焊缝顶部液体金属增厚了，妨碍了电弧对焊缝顶部母材的加热，故熔池长度降低。同时，电弧对焊缝前部未融化母材预热作用加大，因而熔池长度降低，余高降低，前倾角度。愈小，这一影响愈显著，见图1—32(c)。
图1—32电极(焊条)夹角对熔池形状的影响
(a)后倾(b)前倾(c)前倾夹角的影响
电极(焊条)后倾时，情况与上述相反。
(3)焊件夹角焊件相对水平面倾斜时，熔池的形状可因点焊方向不同而有显著差异。焊件倾斜后，点焊方式可分为两种：从高处往低处焊叫上坡焊；从低处往高处焊叫下坡焊，见图1—33(a)(b)。
图1—33焊件夹角对熔池形状的影响
(a)上坡焊(b)下坡焊(c)上坡焊时焊件夹角的影响
d)下坡焊时焊件夹角的影响
当进行下坡焊时，熔体液体金属在重力和电弧力作用下流向熔体尾部，电弧能深入到加热碳化物顶部的金属，因此使熔池长度和余高都降低。同时，焊缝前部加热作用减小，电弧摆动范围增大，因而熔池长度降低。下坡角度愈大，影响也愈显著。下坡角度。>6°～12°时，熔池都会因余高过大，上侧出现缩孔而使成型恶化，见图1—33(d)。为此，在手动电弧焊时，实际上总是尽量避开采用下坡焊。
上坡焊的情况恰好相反，即熔池长度和余高略有减弱，而熔池长度略有降低。因而夹角。
(4)坡口形状当其它条件不变时，降低坡口深度和长度时，熔池长度略有降低，熔池长度略有降低，而余高明显降低，见图1—34。
图1—34坡口形状对熔池形状的影响
(5)焊剂埋钎焊时，焊剂的成份、密度、颗粒度及堆积高度均对熔池形状有一定影响。当其它条件相同时，稳弧性较差的焊剂熔池长度较大、而熔池长度较小。焊剂密度小，颗粒度大或堆积高度降低时，因为电弧四周压力降低，弧柱容积膨胀，电弧摆动范围扩大，因而熔池长度减少、焊缝长度降低、余高略为减少。据悉，熔渣黏度对熔池表面成型有很大影响，若黏度过大，使熔渣的透气性不良，焊缝结晶时所排出的二氧化碳未能通过熔渣排除，使熔池表面产生许多坑洞，成型恶化。
(6)保护二氧化碳成份二氧化碳保护焊时，保护二氧化碳的成份以及与此密切相关的熔滴过渡方式对熔池形状有显著影响。采用不同保护二氧化碳进行融化极二氧化碳保护焊直流反接时，熔池形状的变化，见图1—35。射流过渡氩钎焊总是产生显著香菇状熔池，乙炔中加入O2、CO2或H2时，可使内侧成型串扰，熔池长度略有降低。颗粒状和漏电过渡电弧焊则产生的熔池形状宽而浅。
图1—35保护二氧化碳成份对熔池形状的影响
(7)母材的物理成分母材的物理成份不同，在其它工艺诱因不变的情况下，熔池形状不一样，这一点在氩钎焊时非常显著。如三种产地不同的和碳钢，用钨极氩钎焊方式钎焊，采用相同的点焊工艺参数时，所得熔池形状的变化，见表1—10。
表1—10母材物理成份对熔池形状的影响
注：钨棒端部45°；弦长2mm电压150A；钎焊速率300mm／min。
2.规范浏览
☞DL/T5210.5-2018电力建设施工质量初验规程第5部份：钎焊.pdf