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焊缝符号在轨道车辆图样上的标注
2011/7/19/14:9来源：中国焊接资讯网
长春轨道客车股份有限公司 宫平 常力 杨德惠 王子栋 作者简介：宫平（1978-），硕士，工程师，主要从事轨道客车转向架焊接技术研究。
摘 要：本文对ISO 2553:1992《焊接、硬钎焊及软钎焊接头—在图样上的符号表示法》这一国际标准在国内轨道车辆行业中使用时发现的问题进行分析，并给出解决问题的方法和建议。关键词：焊接；符号表示法；轨道车辆 前 言
近年，国内轨道车辆生产制造企业广泛地开展了EN15085焊接生产制造资格认证。由此轨道车辆焊接结构图样上的焊缝标注需依据ISO2553：1992 《焊接、硬钎焊及软钎焊接头—在图样上的符号表示法》中相关条款。国内现行的焊缝符号标准是GB324-2008 《焊缝符号表示法》，其修订采用了ISO2553：1992，因此在贯彻ISO2553：1992时应注意其同GB324-2008之间的区别与联系。1 焊缝符号标注[1] 焊缝符号由基本符号、辅助符号、尺寸表示和补充表示等组成。完整的焊缝符号标注应包括每个接头的箭头线、双基准线、一定数量的尺寸和通常的标注。这些组成元素共同构成了焊缝符号标注的基本要素，如图1所示。
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1.1 基本符号
焊缝基本符号用以表示各种类别接头特征，形式上类同于该焊缝横断面的形状，共有20个。轨道车辆图样上常用的基本符号有V型焊缝、单侧V型焊缝、带钝边V型焊缝、带钝边单侧V型焊缝、单面U型焊缝、J型焊缝、角焊缝、塞焊和点焊等。
基本符号标注时应注意以下几点：（1）焊缝基本符号相对于基准线的方位是固定的，它不随焊缝图形方位的变化而变化其方位[2]；
（2）双面焊缝是由同一焊接接头形成的，不同接头的焊缝不构成双面焊缝。如图2为2个T型接头的3条焊缝,（a）误把焊缝b和焊缝c理解为双面角焊缝，实际上两条焊缝分属于不同接头，因此标注错误，（b）的标注是正确的。
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（3）基本符号或基本符号的组合限于同一（或相同）焊接接头，即不同焊接接头不能用同一焊缝符号表示。图3所示，共有3条焊缝，其中件2与件3之间的焊缝和件2与件4之间的焊缝相同，而件1与件2之间的焊缝与前两条焊缝有区别。区别在于：首先组成接头的两焊件厚度不同，厚度不同会涉及焊接热输入和热传导等相关内容，在工艺上则涉及工艺参数和工艺措施的选用，如焊前预热等；其次焊缝长度不同，焊缝长度不同可能不会太多涉及焊接热力学上的差异，但是会在接下来的尺寸标注上带来不便。因此不能使用同一基本符号标注。同时，若焊缝的焊接方法、验收等级和工作位置不同，同样也不能用同一基本符号标注，因为在这种情况下会导致焊缝标注不明，或焊缝标注冗赘。
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（4）组合焊缝是由同一接头中几部分不同焊缝组成的，因此标注时不能看成单一焊缝而只标注其中一个焊缝符号[3]。图4所示的焊缝可以看成由两部分组成：即T型接头单侧V型坡口对接焊缝和T型接头角焊缝，正确标注如图4所示。
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（5）V型焊缝和带钝边V型焊缝的一个重要区别是焊缝的设计厚度不同，因此选用上要注意区分，混淆使用会给焊接工艺和生产带来错误的指导。单侧V型焊缝和带钝边单侧V型焊缝，以及U型焊缝和J型焊缝同样有此区别。1.2 辅助符号
基本符号可通过一个表示焊缝外表面形状特征的辅助符号来完善，不标注辅助符号则意味着焊缝表面形状不需要精确地加以说明，常用辅助符号见附表。
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表中，“—”符号只要求最终表面是平整的，不特别区别加工方法。如有必要，可对加工面增加粗糙度要求[4]。
此外，“ ”和“ ”两个符号选用时应注意区分，若设计人员对焊接结构特点的把握不准确，或对加工单位的焊接工艺状态不熟悉，焊缝标注中一味地选用“凹面”焊缝，可能会导致加工单位工作量的增加，并且对焊接质量并不必然产生积极意义。1.3 尺寸表示 每个焊缝符号可以带有一定数量的尺寸符号和数据，尺寸标注的一般原则是：相关于焊缝横断面的主要尺寸写在焊缝符号的左侧（之前），焊缝纵向尺寸写在焊缝符号的右侧（之后）。这些符号和数据的相对位置是固定不变的，不会随箭头的方向而改变[5]。焊缝尺寸标注时还应注意：
（1）焊缝尺寸和数据未标注时, 基本符号左侧无标注，表示焊缝要完全焊透；基本符号右侧无标注，表示焊缝在工件的整个长度上是连续的。（2）角焊缝有两种方法来表示尺寸，即a-焊喉厚度和z-焊脚长度，其换算关系为：Z=a 2。
（3）通常角焊缝应是等腰三角形, 对于因结构需要采用不等腰三角形时, 应剖出断面，分别标出两焊脚长度的数值。若需要在焊缝符号标注上体现焊缝尺寸，建议使用z-焊脚长度进行标注，在基本符号前分别标出两焊脚长度，焊脚尺寸值小的在先，焊脚尺寸值大的在后，如图5所示[4]。
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（4）T型接头对接焊缝与角焊缝组合焊缝标注时应注意s和a的意义，s为T型接头对接焊缝的焊缝厚度，数值上s=t-c；a为T型接头角焊缝的焊喉厚度[6]，见图6。
点击此处查看全部新闻图片补充表示
补充表示由补充说明焊缝某些特性的符号和（或）文字组成，主要有周围焊缝符号、现场焊接符号，以及焊接工艺、验收等级和工作位置等尾部信息表示。
其中周围焊缝符号标注应遵循两个原则[7]： ①周围焊缝连接的物体必须是两个物体；
②焊缝在一次焊接中必须沿着两个物体贴合面绕成一个封闭的路径。
图7所示为周围焊缝的标注，其中（a）为平面内的周围焊缝，（b）为空间内的周围焊缝。
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图8中（a）的标注是错误的，因为焊缝所围绕的是两个物体，（b）标注正确。
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图9为箱型结构常见设计形式，共有5个焊件组成4个接头形成4条焊缝，虽然对于中间的焊件2来说焊缝形成了围绕且封闭，但由于焊件的数量多于两个，因此不能使用周围焊缝符号。同时4个接头不尽相同，因此也不能使用同一焊缝符号标注。
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几种焊缝标注的说明
ISO2553中介绍的焊缝符号对于一般接头是合适的，然而它不能面面俱到，为各种特殊、复杂的焊缝标注提供直接的答案。因此在标准的实施过程中，对某些特殊、复杂的焊缝标注产生争议也不足为奇。以下将对标准实施过程中出现问题较多的焊缝标注实例进行分析，并提出相应的解决办法和建议。2.1 端部构成焊缝
端部构成焊缝可区分为三种接头形式和两种焊缝形式，如图10所示，两件表面大于或等于135°，小于或等于180°夹角的接头为对接接头对接焊缝，使用无坡口对接焊缝符号“||”标注；两件端部构成大于30°，小于135°夹角的接头为角接接头，使用角焊缝符号标注；两件重叠放置或两件表面之间夹角不大于30°构成的端部接头为端接接头，使用无坡口对接焊缝符号“||”标注[8]。
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标注时需要注意以下几点：
①端部构成焊缝有关对接接头、角接接头和端接接头夹角范围的界定仅适用于端部构成焊缝，对于在端部反面施焊的焊缝不适用，对于T型接头焊缝也不适用。
②在角接接头夹角范围内，若其中一焊件端部有坡口，其焊缝型式应成为对接焊缝[9]。2.2 喇叭形焊缝和卷边焊缝
首先ISO2553：1992中并没有喇叭形焊缝的标注符号，而AWS A2.4：2007《焊接符号》、JIS Z 3021-2000 《焊接符号表示》和GB324-88《焊缝符号表示法》中均有喇叭形焊缝符号。在实际工作中喇叭形焊缝比较常见，因此在产品图样上有必要沿用该焊缝符号。由于喇叭形焊缝和卷边焊缝有一定的相似，下面对喇叭形焊缝和卷边焊缝的使用进行比较分析。
卷边焊缝的接头是预先对焊件端部卷边后再熔化卷边的接头，焊缝的熔合区在焊件端部卷边处，并且仅当卷边完全熔化的卷边焊缝方采用卷边焊缝符号表示，对于不完全熔化卷边的焊缝则采用I形焊缝符号表示，如图11所示。
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喇叭形焊缝可以是预先对焊件端部卷边的接头，也可以是两焊件原始形状自然形成的接头，焊缝的熔焊区在卷边的根部喇叭口处，如图12所示。
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图13所示接头也是焊接结构中比较常见的一种特殊接头形式，CSA W59-03-2004焊接钢结构（金属弧焊）中给出标注符号，如图13中标注。结合相关标准可以理解为单侧坡口V型焊缝和卷边焊缝的组合焊缝，只是此时的喇叭形焊缝符号与标准中的喇叭形焊缝符号水平方向相反，该符号对于焊缝标注有一定的积极意义，若图样中采用此焊缝符号，则符号相对于基准线的方位也应该是固定的，并注意其与喇叭形焊缝符号的区别。
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2.3 斜T型接头焊缝
斜T型接头是指非正交的T型接头, 融合面之间形成的夹角θ为：30°＜θ≤135°，夹角在此范围外的斜T型接头一般禁止使用，因此不在讨论范围之内。
相关标准和文献对斜T型接头形成焊缝进行详细划分[10~11]，具体如下：
当60°≤θ≤135°时，斜T型接头形成焊缝为角焊缝，焊缝尺寸以z标注为佳，z=2asin（θ/2）+b，其中a为设计焊喉尺寸，b为根部间隙，如图14，可见斜T型接头焊缝的有效焊缝厚度一定程度上取决于根部间隙b的大小；
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当30°＜θ＜60°时，斜T型接头形成焊缝可认定为部分熔透对接焊缝, 即Y型焊缝，焊缝尺寸以s标注，如图15，其中焊缝宽度B可以代替s作为辅助检查。
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2.4 支管连接焊缝和管板连接焊缝
支管连接形式有骑座式和插入式, 如图16宏观上看可认为是T型接头，局部分析认作角接接头为好，其焊缝形式为对接焊缝或对接焊缝与角焊缝的组合焊缝，如图16所示[12]。
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管板连接形式分两种情况：一是板面与管中心线平行，如图17（a）所示；二是板面与管中心线垂直，如图17（b）所示。第一种情况可采用喇叭形焊缝符号标注，第二种可采用对接焊缝或对接焊缝与角焊缝组合焊缝符号标注。
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以上是对ISO2553这一国际标准本身及其在国内轨道车辆行业中实施时的常见问题做的分析。由于国家标准GB324在制定和修改上均采用了ISO2553, 因此国内焊接工作者关于GB324的研究成果，一定程度上对ISO2553同样适用。同时，无论是ISO2553还是GB324, 所介绍的内容都是理想状态下的接头形式和焊缝形式，而实际设计中的接头是各种各样的，因此文中也引用了一些其他国家和行业有关焊缝符号标注的标准作为借鉴，以期为产品设计和生产提供建议和指导。参考文献
[1] ISO2553:1992.焊接、硬钎焊及软钎焊接头-在图样上的符号表示法[S].[2] 王春云.论焊缝符号标注[J].机械工业标准化与质量, 2002(10): 13~18.[3] 邱蒹葭.焊缝符号标注常见错误分析[J].机械工人: 热加工, 1999(6): 20~22.[4] JIS Z 3021-2000.焊接符号表示[S].[5] 楼芊.焊缝符号标注及其常见问题浅析[J].有色冶金设计与研究, 2010(1): 22~24.[6] EN 15085-3:2007.铁路应用铁道车辆及部件的焊接-第3部分设计要求[S].[7] 程相印.周围焊缝符号的应用[J].机械工业标准化, 1994(4): 13~14.[8] GB 3375-94.焊接名词术语[S].[9] 谢疾.对接接头与焊缝符号定义初探[J].电焊机, 1990(4): 28~30.[10] CSA W59-03-2004.焊接钢结构(金属弧焊)[S].[11] AWS D15.1-2001.铁路机车车辆焊接规范[S].[12] 谢疾.焊缝符号在压力容器图样上的标注[J].压力容器, 1991(2): 73~81.
