坡口角度

在電流、電壓相同的情況下，坡口角度越大，熔深越深；坡口角度越小，熔深越小。

焊絲只要接觸到被焊工件產(chǎn)生短路就會形成電弧開始溶化。但是，開有坡口焊縫的焊接，關(guān)鍵是焊絲在坡口的什么位置地方接觸產(chǎn)生短路。用4.8mm直徑焊絲做試驗(yàn)，在坡口夾角大小不同的焊縫里焊絲端部所伸到坡口內(nèi)的位置是不同的。夾角大，焊絲端部接近坡口根部近；相反，夾角小，焊絲端部離坡口根部距離就大。也就是說開有V形或Y形坡口的焊縫焊絲是在坡口斜坡面隨著坡口夾角大小的變化所接觸到不同的點(diǎn)產(chǎn)生短路。而沒有坡口的拼板對接縫焊絲端部是在鋼板平面接觸產(chǎn)生電弧開始融化。

1、電弧形狀

當(dāng)電流電壓一定的情況下，電弧的形狀是不變的，而會隨著坡口夾角的大小上下移動，不會發(fā)生左右的變化。很明顯，在電弧電壓不變的情況下，電弧熔化點(diǎn)到母材的距離相同。坡口角度越小，電弧為保持原來形狀，電弧上移，電弧下坡口根部的距離就越大；反之，坡口角度越大，電弧為保持原來形狀，電弧下移，這個距離就越小。由于電弧是由電壓控制，電弧長度與電壓成正比，隨著電壓的變化而變化。改變坡口角度，電弧所能到達(dá)坡口根部的距離明顯不同。

2、穿深厚度

在12個不同角度坡口的試驗(yàn)中，穿透深度也是隨著坡口角度大小的變化而變化的，30°～45°坡口形成了負(fù)數(shù)，50°正好為零，隨著坡口角度的加大穿透深度也隨著加大直至焊穿。同時可以看出隨著坡口角度由小到大，電弧至根部距離是由大變小，未融合深度也是由大變小，而穿透深度是由小變大。不難分析，角度越小，鈍邊需要隨著減小甚至不留鈍邊，角度加大，鈍邊也要適當(dāng)?shù)丶哟?。所以角度大小與鈍邊成正比。根據(jù)以上分析，45°以下角度坡口留8mm鈍邊不能滿足焊縫要求，需減小鈍邊厚度來保證焊縫質(zhì)量，但是角變形較難控制。70°以上角度坡口雖然能充分焊透，但是有些浪費(fèi)材料。恰到好處的坡口角度與達(dá)到理想焊縫質(zhì)量要求的坡口角度為50°～60°。

3、節(jié)能分析

以直徑4.8mm焊絲，焊劑SJ101為例。

以每1m焊縫計算，板厚25mm，開V形坡口不留根。坡口角度分別為50°、60°、70°。試驗(yàn)結(jié)果顯示：50°坡口需用焊絲1900g，焊劑1580g；60°坡口需用焊絲2294g，焊劑2276g；70°坡口需用焊絲2648g，焊劑2644g。

以40萬t船為例。對接焊縫約86600m，埋弧焊焊縫就以50km計算。50°坡口消耗焊絲95000kg，焊劑79000 kg；60°坡口消耗焊絲114700kg，焊劑113800kg；70°坡口消耗焊絲132400kg，焊劑132200kg。另外在氣能、電能、工時方面也有一定的節(jié)減，在一定程度上縮短了場地周期。

通過以上分析可見坡口角度大小的不同，電弧所能到達(dá)坡口內(nèi)的位置也就明顯不同，在焊接規(guī)范不變的前提下熔深差距很小，但未融合深度差距很大。穿透深度差距也很大。坡口角度越大，未融合深度越淺。穿透深度越大。坡口角度越小，未融合深度越深，穿透深度越小。也就是填充金屬越堆積于表面。相反，反面如果不扣槽清根焊接質(zhì)量難以得到保證。如果扣槽清根，會大大增加工作量，且增加生產(chǎn)成本。所以在確定埋弧焊坡口角度的同時盡量選擇適合既能使埋弧焊作業(yè)方便，又能節(jié)約成本的坡口角度。

兩坡口面之間的夾角。

指的是為了保證焊接質(zhì)量，在焊接前對工件需要焊接處進(jìn)行的加工，可以氣割，也可以切削而成，一般為斜面，有時也為曲面。坡口角度是影響焊縫成形、焊接稀釋率、熔合區(qū)形狀的一個重要焊接工藝因素，甚至還影響焊接電弧的穩(wěn)定性。

在電流、電壓相同的情況下，坡口角度越大，熔深越深；坡口角度越小，熔深越小。

焊絲只要接觸到被焊工件產(chǎn)生短路就會形成電弧開始溶化。但是，開有坡口焊縫的焊接，關(guān)鍵是焊絲在坡口的什么位置地方接觸產(chǎn)生短路。用4.8mm直徑焊絲做試驗(yàn)，在坡口夾角大小不同的焊縫里焊絲端部所伸到坡口內(nèi)的位置是不同的。夾角大，焊絲端部接近坡口根部近；相反，夾角小，焊絲端部離坡口根部距離就大。也就是說開有V形或Y形坡口的焊縫焊絲是在坡口斜坡面隨著坡口夾角大小的變化所接觸到不同的點(diǎn)產(chǎn)生短路。而沒有坡口的拼板對接縫焊絲端部是在鋼板平面接觸產(chǎn)生電弧開始融化。

1、電弧形狀

當(dāng)電流電壓一定的情況下，電弧的形狀是不變的，而會隨著坡口夾角的大小上下移動，不會發(fā)生左右的變化。很明顯，在電弧電壓不變的情況下，電弧熔化點(diǎn)到母材的距離相同。坡口角度越小，電弧為保持原來形狀，電弧上移，電弧下坡口根部的距離就越大；反之，坡口角度越大，電弧為保持原來形狀，電弧下移，這個距離就越小。由于電弧是由電壓控制，電弧長度與電壓成正比，隨著電壓的變化而變化。改變坡口角度，電弧所能到達(dá)坡口根部的距離明顯不同。

2、穿深厚度

在12個不同角度坡口的試驗(yàn)中，穿透深度也是隨著坡口角度大小的變化而變化的，30°～45°坡口形成了負(fù)數(shù)，50°正好為零，隨著坡口角度的加大穿透深度也隨著加大直至焊穿。同時可以看出隨著坡口角度由小到大，電弧至根部距離是由大變小，未融合深度也是由大變小，而穿透深度是由小變大。不難分析，角度越小，鈍邊需要隨著減小甚至不留鈍邊，角度加大，鈍邊也要適當(dāng)?shù)丶哟?。所以角度大小與鈍邊成正比。根據(jù)以上分析，45°以下角度坡口留8mm鈍邊不能滿足焊縫要求，需減小鈍邊厚度來保證焊縫質(zhì)量，但是角變形較難控制。70°以上角度坡口雖然能充分焊透，但是有些浪費(fèi)材料。恰到好處的坡口角度與達(dá)到理想焊縫質(zhì)量要求的坡口角度為50°～60° 。

3、節(jié)能分析

以直徑4.8mm焊絲，焊劑SJ101為例。

以每1m焊縫計算，板厚25mm，開V形坡口不留根。坡口角度分別為50°、60°、70°。試驗(yàn)結(jié)果顯示：50°坡口需用焊絲1900g，焊劑1580g；60°坡口需用焊絲2294g，焊劑2276g；70°坡口需用焊絲2648g，焊劑2644g。

以40萬t船為例。對接焊縫約86600m，埋弧焊焊縫就以50km計算。50°坡口消耗焊絲95000kg，焊劑79000 kg；60°坡口消耗焊絲114700kg，焊劑113800kg；70°坡口消耗焊絲132400kg，焊劑132200kg。另外在氣能、電能、工時方面也有一定的節(jié)減，在一定程度上縮短了場地周期。

通過以上分析可見坡口角度大小的不同，電弧所能到達(dá)坡口內(nèi)的位置也就明顯不同，在焊接規(guī)范不變的前提下熔深差距很小，但未融合深度差距很大。穿透深度差距也很大。坡口角度越大，未融合深度越淺。穿透深度越大。坡口角度越小，未融合深度越深，穿透深度越小。也就是填充金屬越堆積于表面。相反，反面如果不扣槽清根焊接質(zhì)量難以得到保證。如果扣槽清根，會大大增加工作量，且增加生產(chǎn)成本。所以在確定埋弧焊坡口角度的同時盡量選擇適合既能使埋弧焊作業(yè)方便，又能節(jié)約成本的坡口角度。 2100433B

工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件多為大型、復(fù)雜的鋼板焊接類箱型結(jié)構(gòu)件，帶坡口的T形角焊縫在支架設(shè)計中應(yīng)用也相當(dāng)廣泛。在允許的條件下，使用T形角焊縫有其突出的優(yōu)點(diǎn)：T形角焊縫焊前的準(zhǔn)備工作簡單；不必進(jìn)行邊緣機(jī)械加工而且裝配方便；可使用大電流焊接，熔敷效率高，成本相對較低。由于厚板角焊縫結(jié)構(gòu)的焊接工作量大，焊接坡口的設(shè)計非常關(guān)鍵：坡口小的焊縫熔敷系數(shù)偏小，易形成窄而深的焊縫，影響熔池結(jié)晶，易產(chǎn)生區(qū)域偏析；拘束應(yīng)力大時易導(dǎo)致焊接熱裂紋的產(chǎn)生。坡口加大，焊接工作量大大增加，而且接頭區(qū)的焊接應(yīng)力也大大增加，這對鋼結(jié)構(gòu)初始應(yīng)力的控制極其不利，同時也增大生產(chǎn)成本。合理確定T 形角焊縫的坡口角度是十分重要的。