1、V 形坡口有时不能满足使用要求。 对于单面 V 形坡口，可以采用单割嘴火焰切割开坡口；相反，对于双面V 形坡口，可以采用多头割嘴火焰切割开坡口，切割工艺过程可以采用同一台切割设备完成。 厚板材料有时需要开 J 形或 U 形坡口，与双面 V 形坡口相比可以节约焊缝金属。 有时需要考虑铸造或锻压结构是否能消除焊件的复杂截面，以及是否能简化焊接设计和减少制造费用。 对于结构连接的关键部位，可以采用昂贵材料（如少量的堆焊合金）代替一般焊接材料，这样可以达到良好的效果。 在零部件需要卷边、密闭件或增加加强板时，应考虑用焊接方法制造的工件代替采用锻压件或机械加工件。 采用焊接方法并不能处理所有的问题。例如
2、采用成形工艺制造角形结构与采用焊接方法相比，可以减少材料、制造和焊接等费用，如图 31 所示。2、焊接接头设计过程中需要注意的问题有哪些？ 应避免焊接接头的坡口设计过大。例如一个圆形或管状结构和另一个圆形或管状结构的平直表面进行焊接时，就会存在两个问题，即根部熔合情况和是否烧穿。采用正确的接头设计可以得到良好的根部熔合并且不会产生烧穿，如图 32 所示。 为了减少填充材料的使用，可以减小根部间隙和坡口角度，如图 33 所示 。 厚板结构采用双面 V 形坡口代替单面 V 形坡口可以减少焊缝金属，如图34 所示。 有时采用单个焊接接头可以同时焊接三部分焊接结构（如图 35 所示），上部两板的间隙可
3、以使三部分结构充分熔合。 应检查焊接接头位置，以确定适合于焊缝位置的焊接方法，如图 36 所示 。 对于焊接操作者来说，选择焊缝设计时应考虑满足接头强度、使焊缝金属减少及不产生烧穿的要求。图 37 所示为防止产生烧穿的一些合理的焊缝设计。3、焊接接头设计过程中焊缝尺寸和数量有哪些要求？ 应确保采用的焊缝数量适中，不要太多也不要太少，并且焊缝尺寸过大会增加焊接费用。 根据工艺文件或标准的车间工艺规程确定要完成的焊缝数量，设计者应考虑安全因素来设计焊缝，不要增加其他额外的安全因素。 角焊缝接头设计中角焊缝的焊脚尺寸十分重要。由于焊缝的面积和数量会增加焊脚尺寸，因此双焊脚尺寸将会使焊缝金属增加 4
4、倍，如图 38 所示。 在小载荷或无载荷条件下，断续角焊缝可以用于代替同样焊脚尺寸的连续角焊缝。 尽量使焊缝位于焊件较薄的区域，使焊缝尺寸主要集中于薄板上。 加强筋或焊接隔板不需要过多进行焊接，应尽可能减小焊脚尺寸或焊缝长度。4、装配组件的应用有哪些优点？ 将焊接工作分配给更多的焊工，可以缩短工时； 可以提供更好的焊接方法； 可以减少结构变形的可能性； 对小区域的机械加工更加便利； 有利于局部区域的应力消除； 可以对各部件和密闭式结构进行渗漏试验； 在焊接工作前可以进行工艺检验，以利于提高工艺的精确性并纠正错误。5、组件的焊接装配有哪些步骤？ 焊前应清理工件表面的油、锈和污物； 检查工装夹具，
5、有缝隙的部位需要修补； 夹紧工件到焊接位置并保持焊接过程的稳定； 用固定夹具夹紧临时夹具，使焊接过程始终维持在校正位置； 预置接头以补偿焊接时可能产生的收缩； 预弯曲零部件以补偿焊接时任何可能产生的变形； 使用定位板； 有时可以将焊件截断成几部分，对每一部分进行焊接，可以使每部分焊件在中性轴位置保持平衡； 对大量复杂结构进行焊接时，可以对各部分组件分别焊接，这样可以使最终的装配更加容易固定。6、焊接工艺步骤有哪些？ 尽量提高操作效率，采用焊工辅助装置、良好的固定夹具和夹持设备等； 在最短的时间内熔敷尽可能大量的填充金属； 采用焊接辅助板，可以提高开坡口接头第一道焊缝的焊接速度； 采用低氢型焊条
6、消除或降低预热温度； 手动将焊条的伸出长度调整到 50mm； 应尽量在平焊位置进行焊接，采用仰焊或立焊费用要贵一些； 如有可能应采用最高焊接速度在平焊位置对角焊缝进行焊接； 采用自动焊设备焊接角焊缝接头时，调整焊缝位置可以在接头的根部获得良好的熔深，并且不会影响焊缝的强度。水平板在水平方向 30的角焊缝位置焊接和垂直板水平方向 60的角焊缝的焊接示意如图 39 所示； 可以考虑在较大焊接电流条件下采用大尺寸焊条； 在各部件无拘束应力方向进行焊接； 采用合适的焊接工艺措施以消除电弧偏吹现象； 对在冷却条件下极易产生收缩的接头先进行焊接； 应确保采用恰当的焊接速度、焊接电流和焊接电压； 采用半自动
7、或全自动焊接方法更加有利于获得良好的熔深和均匀的熔敷金属。7、焊后对焊接件的清理和检验有哪些步骤？ 除了某些特殊性能的要求（不包括外观要求），不应将焊缝表面打磨光滑或平滑，因为对焊缝进行打磨的工时和费用较高，通常会超过焊接的费用； 采用手工电弧焊和熔化极气体保护焊时，使用铁粉焊条可以降低焊缝表面的清理时间； 焊接时将防飞溅薄膜平行放置在焊缝两边； 获得质量良好的焊缝是焊接的最终目的，但有时一个外观较差焊缝的强度可能会比外观良好焊缝的强度高； 过度的焊缝检查工序会增加焊接的总费用。四、控制焊接变形4.1 焊接变形产生的原因1、加热对焊缝金属的物理性能的影响有哪些？焊接加热对焊缝金属的物理性能有很
8、大的影响，主要包括硬度（或弹性模量 E）增加、屈服点降低以及伸长率增加等。低碳钢焊接时焊缝金属的物理性能变化如图 40 所示。2、为什么焊接会引起变形？在高温下沿着焊道方向焊缝金属逐渐增加，电弧附近的峰值温度可以达到几千摄氏度，这使靠近焊缝的较热金属比远离焊缝的较冷金属更加膨胀，但较冷金属会阻止来自于较热金属的膨胀力，使工件金属形成永久性变形。当工件冷却时，热收缩力将使焊缝金属收缩；此时某些收缩力会分布于变形的工件金属中，而在工件的刚性部分，这些收缩力不会分布开并残留在工件内部，形成内应力，如图 41 所示。3、施焊在长形焊接件上的焊缝是如何产生变形的？焊接时沿整个焊缝长度会产生收缩，如图 4
9、2 所示，收缩总是产生于焊缝金属和母材金属之间。4、控制收缩和变形程度的因素有哪些？ 外部夹具的拘束作用； 大型焊件的内部拘束； 焊件自身的刚度； 焊接热量输入和焊接速度； 冷却速度。这些因素的交互作用十分复杂，对于最简单焊缝的收缩和变形进行计算和预测也是很困难的，但可以采取一些措施、工艺步骤控制收缩和变形量。5、在哪些部位会看到焊接收缩和变形的影响？沿焊缝轴线部位易引起纵向收缩，沿垂直于焊缝轴线部位易引起横向收缩，如图 43(a)所示。在丁字形焊缝的十字交叉部位容易变形，如图 43(b)所示。这种变形主要是由焊缝熔敷金属和热影响区金属共同作用引起的。根据焊缝中心轴线的位置不同，给向收缩对工件
10、的影响作用也不同，如图44 所示。6、导致焊接变形的最直接的控制因素是什么？主要是焊接熔敷过量，焊接熔敷过量是经常被忽视的引起变形的原因。由于缺乏对焊接过程的准确把握，设计者可能会制定较大的焊缝尺寸；当零部件送到工厂的车间时，车间技术人员为了安全地进行焊接，将零件的尺寸进一步增加，最后焊接操作者为了确保得到牢固的焊缝，又进一步增加了焊缝的尺寸，结果是最初 6mm 的角焊缝最后被焊成 12mm 的角焊缝尺寸。焊接操作者可能没有意识到焊缝金属与焊脚尺寸成平方关系，结果焊脚尺寸增加 6mm 使得焊缝熔敷金属成倍增加，同时还明显增加焊缝的收缩变形，也会增加 4 倍的焊接费用，因此过量熔敷的焊缝金属是不必要的。在图 45(a)中，焊接熔敷过量会增加焊缝的收缩力；在图 45(b)中，采用小尺寸焊缝会降低变形；在图 45(c)中，采用断续焊缝可以减小焊缝长度，并可以进一步减小焊缝收缩和变形。4.2 控制收缩和变形1、明显减小焊缝变形的步骤有哪些？减小焊缝变形的主要步骤如图 46图 48 所示。
