土木工程专业英语翻译第14单元

Unit 14

简介

焊接时通过热量将两块金属熔合到一起形成连接的过程。在结构焊缝中，这个过程通常伴随着来自焊条的多余的焊丝。结构焊缝通常由手工气体电弧过程或埋弧过程制成。

手工气体电弧焊接过程，通常称作焊条焊缝，是在手工运用的基础上设计而成并且用于车间和体育馆方面。电弧焊通常在带药皮的金属焊条末端和焊接的钢筋之间形成。这通常是产生在大约6500。F的温度下,而且熔化了一小部分的主体金属。电焊条的顶端也熔化了，并且金属被强制推动通过这段弧，形成的小的熔融金属池被叫做焊槽。同时电焊条沿着接缝处移动，焊槽跟随者在后面。在熔池温度降低到熔点一下后迅速固结。在焊缝的过程中，由于电焊条的药皮分解了，它形成了气体保护阻止从环境中吸收杂质。除此之外，这种药皮包含了一种金属（通常叫做焊剂）将要阻止或者分解氧化物和熔池中的其他不良物质并且将促进来自熔融金属的这些物质的移动。

埋弧焊的过程中是在车间焊缝过程的基础上由执行自动或半自动的方法而成。这种原理同手工气体保护焊相同，但是裸露的金属电焊缝代替带药皮的电焊缝的使用。稀疏的熔剂像颗粒状的分别供应并放置在焊缝接口之上。电焊条通过熔剂并且由于弧的形成，部分的熔剂熔化形成气体成为熔融金属药皮。这种焊缝过程更快并且导致更深的焊缝穿透。在自动化的过程中通过分离的喷嘴电控制机器提供熔剂和金属电焊条当它沿着裂缝移动的时候。

焊条的化学和力学性质应该尽可能的与主体金属相似。因此不同的金属电焊条需要满足不同的钢筋要求。因此，美国焊接协会与美国材料实验协作协会合作，已经建立了一项电焊条编号系统来给焊缝电焊条分类。这项系统实用性在于一个前缀字母E来代表电焊条，由四五个阿拉伯数字跟着。在手工气体保护焊过程中，前一两个（或第三）个字母意味着能够制成轻焊缝的电焊条最小拉伸强度。在电焊条编号系统中A1代表所有的位置：平的、水平的、垂直的和上部的，A2代表平的和水平的，A3只代表平的。第四（或第五）个阿拉伯数字指的是电流供应和电焊条上药皮的类型。例如。E7014代表电焊条最小拉伸强度Fu=70ksi，不能在所有位置都通过直流和交流电流并且增加铁粉在电焊条表面的覆盖以使弧能够很容易获得平衡。首先，对于结构设计，具有标志性的条款是电极材料最小拉伸强度，既然设计者关注焊缝金属的足够强度与主体金属有关。因此，在这篇文章里电焊条有时意味着第四或第五数字的任务。

美国焊接协会结构焊接钢筋规范中规定电焊条级别和焊接过程能够用于不同的金属接线来获得适当的焊条母材组合。规范规定E60XX和E70XX电焊条可以用于A36号钢筋。因此，E70XX电焊条（最小拉伸强度为70ksi)通常被使用。最小屈服强度60ksi大约比A36号钢筋最小屈服强度高65%，因而焊缝金属强于金属连接总是不变的。一般来说，对于普通类型和级别的钢筋，E70XX电焊条钢筋通常使用在Fy<60ksi并且E80XX电焊条钢筋使用于Fy=60ksi 或65ksi的情况下。对于更多的特性和更深的信息，在适当的电焊条主体金属组合上，应该向美国焊接协会结构焊缝钢筋规范中求教。

在埋弧焊的过程当中，电焊条的编号系统在某种程度上是不同的。由于它包含了熔剂和电焊条组合的称号，诸如E7X—E7XX。名称的第一部分所指的是熔剂，第二部分是指电焊条。F 代表熔剂，并且在F后面的第一个数字代表因而发生的焊缝拉伸强度。第二个数字代表冲击强度需求。第二部分E7XX，E代表电焊条，在E后面的第一个数字代表焊缝金属的最小拉伸强度。最后两个数字把电焊列为密件。对这个过程美国焊接协会结构焊缝钢筋规范中规定E6X和E7X—EXXX熔剂焊缝组合可以用于A36钢筋中。

焊缝和接缝的类型

这两种在结构运用中占支配地位的焊缝类型是角焊缝和托口焊缝。其他的结构焊缝是塞焊缝和槽焊缝。一般只在角焊缝缺少足够承载荷载能力的情况下使用。这四种焊缝类型在Fig.14.1中有插图。结构连接最常用的焊缝是角焊缝。坡口焊可能要求延伸边缘的准备和精密加工，是更加耗费的。

在任一给定的焊缝结构中，这种连接的构件可以用几种方式放置于与相互之间有关的地方。这些接缝可以归类为对接、T形、角落、下摆和边缘，它们在Fig.14.2中有插图。

角焊缝是理论上两个截面表面接合成近似直角的彼此搭接、T形、和转角构件的焊缝。典型的角焊缝的截面为等边直角三角形。图14.3说明了一个典型的角焊缝和它相关的命名。焊脚尺寸决定了焊缝的尺寸。根部为三角形的顶点，或者在焊脚交叉的地方。

焊缝表面是理论上的平面，因为实际上焊缝表面会凹陷或突出，如图14.4.两种情况下凸面角焊缝更值得得信赖，因为冷却收缩不易产生裂纹。从理论焊缝表面到根脚处的距离叫做喉口尺寸。这种角焊缝的各种类型都是允许并可能会必须使用的。角边的尺寸也不一定都相等。如果被接合件不是直角相交的话，这种焊缝则被认为是斜角焊缝，这种焊接被称为坡口焊接。坡口焊缝是在对接、T形或角接接合处两个部件相邻的末端、边缘或者表面之间做成坡口状的焊缝。

这些接合处的焊缝形态可以被做成各种形状。一个对接焊接头可以做成方形、双矩形、单斜边，双斜边、单V形，双V形，单J形、双J形、单U形或双U形。某些例外的方形坡口焊，一些边缘要求任一构件或者两个构件一起被连接。

坡口焊进一步分成全焊透或部分焊透焊缝。全焊透是指焊接熔剂和母体金属接头厚度相同的焊缝。它是同时从接头两边焊接或者从一边焊接一直到衬垫板条。全透坡口焊缝的喉口尺寸为接头部分较小厚度，焊接加固处除外。加固处是在焊接材料的厚度上附加焊接金属的区域。部分焊透焊缝用于承载条件不要求全透或者焊接必须不用衬垫板条而只能从接头一边开始的焊接。关于熔透坡口焊、焊接过程和位置更加详细的信息，请参阅ASTM标准（美国试验材料协会）第四部分焊接构件的内容，其与美国焊接协会的焊接结构代码一样。在可能的情况下，应当避免坡口焊缝，因为与角焊缝相比，它的造价更高。在必需使用坡口焊缝的情况下，应当明确指出使用全接头焊透还是接头部分焊透。这能够让制作者在特定的情形和条件下以使用用最经济的坡口焊。在遵守坡口焊的设计要求下，如果使用合适的焊条和母材，焊缝的允许应力应与母材的允许应力相同。

塞焊缝和槽焊缝用于搭接接头处（如图14.1）。圆口或长圆口冲孔或穿透一个搭接构件（开槽之前）。焊接金属被放置在开孔处。这些开孔可能部分或全部填满，取决于冲孔材料的厚度。各种槽焊缝被用于角焊缝的切口处。