焊縫連接(角焊縫)

§3-4角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算斜角角焊縫

主要用于鋼管連接中，＞135°或

＜60°不宜用作受力焊縫（鋼管除外）3.4.1角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算直角角焊縫

截面形式：（a）普通焊縫

（b）平坡焊縫

（c）深熔焊縫

1.最小焊腳尺寸hf

2.最大焊腳尺寸hf

邊緣焊接件

保證最小承載力，冷卻過(guò)快產(chǎn)生裂紋焊件變形大，易脆裂，易燒穿3.最小焊縫計(jì)算長(zhǎng)度lw

40hf（受動(dòng)力荷載）；60hf

（其他情況）；內(nèi)力分布兩端大、中間小內(nèi)力沿側(cè)面角焊縫全長(zhǎng)分布則不受此限。

8hf

或40mm，取兩者較大值局部受熱嚴(yán)重，起落弧坑相距太近

4.最大焊縫計(jì)算長(zhǎng)度lw

5.搭接最小長(zhǎng)度5t1或25mm，取兩者較大值（t1

為較薄焊件厚度）6.端部焊接7.轉(zhuǎn)角焊接繞角焊在次要構(gòu)件或次要焊接連接中，可采用斷續(xù)角焊縫。斷續(xù)角焊縫之間的凈距，不應(yīng)大于15t（對(duì)受壓構(gòu)件）或30t（對(duì)受拉構(gòu)件），t為較薄焊件的厚度

3．4．2角焊縫的受力特點(diǎn)l.角焊縫的受力特點(diǎn)有效厚度：——兩焊腳邊的夾角

hf

——焊腳尺寸。

≤60°或≥135°尚應(yīng)滿足其他構(gòu)造要求。:按焊縫有效截面計(jì)算，垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力；:按焊縫有效截面計(jì)算，沿焊縫長(zhǎng)度方向的剪應(yīng)力；

:正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)：對(duì)承受靜力荷載和間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，

對(duì)直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，

2．角焊縫的強(qiáng)度及實(shí)用計(jì)算法斜角角焊縫：

3.4.3角焊縫的計(jì)算

1.軸向力作用下的計(jì)算

(1)正面角焊縫縫（2）側(cè)面角焊縫(3)軸力與剪力共同作用（4）P482.角鋼桿件與節(jié)點(diǎn)板焊接連接(1)角鋼用兩面?zhèn)群缚p與節(jié)點(diǎn)板連接的焊縫計(jì)算

K1、

K2——焊縫內(nèi)力分配系數(shù)；N1

、N2——分別為角鋼肢背和肢尖傳遞的內(nèi)力。（2）角鋼用三面圍焊與節(jié)點(diǎn)板連接的焊縫計(jì)算端部正面角焊縫能傳遞的內(nèi)力為：（3）角鋼用“L”型焊縫與節(jié)點(diǎn)板連接的焊縫計(jì)算

由N2=0得：例某桁架的腹桿，截面為2L140×10，Q235-B·F鋼，手工焊,E43型焊條。構(gòu)件承受靜力荷載，由恒載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的NGK=300kN，由活載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的NQK=580kN。構(gòu)件與16mm厚的節(jié)點(diǎn)板相連接，如圖所示。試分別設(shè)計(jì)下列情況時(shí)此節(jié)點(diǎn)的連接:

(1)采用三面圍焊時(shí)；

(2)采用兩側(cè)面角焊縫時(shí)；(3)采用L形圍焊時(shí)。解：1)采用三面圍焊2）當(dāng)用兩側(cè)面角焊縫時(shí)3)當(dāng)用L形圍縫時(shí)因而本例題不能采用L形圍焊。3.在彎矩（扭矩）、軸力、剪力共同作用下的角焊縫計(jì)算

圖示連接?假設(shè)焊縫為彈性體，被連接件是剛體，力矩矢量方向在焊縫平面內(nèi)，為彎矩；力矩矢量方向垂直于焊縫平面，為扭矩。為彎矩。M、V和N共同作用下，焊縫上或下端點(diǎn)最危險(xiǎn)處應(yīng)滿足：只承受上述M、N、V的某一、兩種荷載時(shí)，取其相應(yīng)的應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算。點(diǎn)2及點(diǎn)3：

4.牛腿在彎矩、剪力共同作用下的角焊縫連接計(jì)算:M＝Ve

翼緣豎向剛度較差，不能承受剪力，所以全部剪力均由豎向焊縫承受，彎矩由翼緣與腹板角焊縫共同承受。點(diǎn)1：例

計(jì)算

圖示角焊縫連接中的hf

。圖中尺寸單位為：mm。

已知連接承受動(dòng)荷載，需驗(yàn)算疲勞.鋼材為

Q235BF

，焊條為E43型,解

滿足要求。

解得

hf

≥5.8mm

取

hf=6mm

例、某T型牛腿，角焊縫連接，F(xiàn)=250kN(設(shè)計(jì)值），Q235鋼，E43型焊條，靜荷載，試確定焊腳尺寸。解：1、確定焊縫計(jì)算長(zhǎng)度（兩條L型焊縫)豎焊縫：lw1＝200－5＝195mm，水平焊縫：lw2＝（200－16）/2-5＝87mm,取lw2＝85mm2、求焊縫形心及慣性矩：3、力向形心轉(zhuǎn)移4、控制點(diǎn)分項(xiàng)應(yīng)力（下邊緣點(diǎn)）5、焊縫強(qiáng)度計(jì)算：6、焊腳尺寸確定：取：

5.扭矩、剪力、軸力共同作用下搭接連接角焊縫:

扭矩T作用下各點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算（以A點(diǎn)為例）：Ix+Iy為焊縫計(jì)算截面對(duì)形心的極慣性矩，rx、ry為焊縫角點(diǎn)到焊縫形心的坐標(biāo)距離。注意計(jì)算時(shí)需判斷應(yīng)力最大點(diǎn)！例

圖示一圍焊縫連接，已知

試驗(yàn)算該連接是否安全。解

將F移向焊縫形心O，三面圍焊縫受力：

在計(jì)算焊縫的面積和其極慣性矩時(shí)，近似取

l1

和

l2

為其計(jì)算長(zhǎng)度，即既不考慮焊縫的實(shí)際長(zhǎng)度稍大于

l1

和

l2

，也不扣除水平焊縫的兩端缺陷8mm。

在N力作用下，焊縫各點(diǎn)受力均勻；

在T作用下，水平焊縫右邊兩個(gè)端點(diǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力最大，

但在右上端點(diǎn)其應(yīng)力的水平分量與N力產(chǎn)生的同方向，因而焊縫在外力F作用下，該點(diǎn)最危險(xiǎn)。

該連接安全。

焊接應(yīng)力：焊接后冷卻時(shí)，焊縫與焊縫附近的鋼材不能自由收縮，由此約束而產(chǎn)生的應(yīng)力稱(chēng)為焊接應(yīng)力。§3.5焊接應(yīng)力與焊接變形

焊接變形：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)在焊接過(guò)程中，局部區(qū)域受到很強(qiáng)的高溫作用，在此不均勻的加熱和冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的變形稱(chēng)為焊接變形。（1）形成兩塊鋼板上施焊時(shí)，產(chǎn)生不均勻的溫度場(chǎng)，焊縫附近溫度高達(dá)1600C，其鄰近區(qū)域溫度較低，且冷卻很快。冷卻時(shí)鋼材收縮，冷卻慢的區(qū)域收縮受到限制，從而產(chǎn)生拉應(yīng)力，冷卻快的區(qū)域受到壓應(yīng)力。1.焊接應(yīng)力的形成和對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的影響使構(gòu)件提前進(jìn)入彈塑性工作階段。降低壓桿的穩(wěn)定性；降低疲勞強(qiáng)度由于焊接應(yīng)力使焊縫處于三向應(yīng)力狀態(tài)，阻礙了塑性變形，裂紋易發(fā)生和發(fā)展；對(duì)常溫下承受靜力荷載結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度沒(méi)有影響，但剛度降低；（3）焊接應(yīng)力的影響厚度方向應(yīng)力：垂直于焊縫長(zhǎng)度方向且垂直于構(gòu)件表面的應(yīng)力。橫向應(yīng)力：垂直于焊縫長(zhǎng)度方向且平行于構(gòu)件表面的應(yīng)力

縱向應(yīng)力：沿著焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力

（2）焊接應(yīng)力的分類(lèi)

表現(xiàn)主要有：縱向收縮、橫向收縮、彎曲變形、角變形、波浪變形、扭曲變形等。如圖

2.焊接變形的產(chǎn)生和防止

焊接變形是由于焊接過(guò)程中焊區(qū)的收縮變形引起的，表現(xiàn)在構(gòu)件局部的鼓起、歪曲、彎曲或扭曲等。（4）對(duì)于小構(gòu)件焊前預(yù)熱、焊后回火，然后慢慢冷卻，以消除焊接應(yīng)力。3.減少焊接應(yīng)力和焊接變形的方法：（1）采用適當(dāng)?shù)暮附映绦蛉绶侄魏?、分層焊；?）盡可能采用對(duì)稱(chēng)焊縫，使其變形相反而抵消；（3）施焊前使結(jié)構(gòu)有一個(gè)和焊接變形相反的預(yù)變形；

4.合理的焊縫設(shè)計(jì)

（4）避免仰焊。（3）焊縫盡可能對(duì)稱(chēng)布置，連接過(guò)渡平滑，避免應(yīng)力集中現(xiàn)象；（2）焊縫尺寸不宜太大；（1）避免焊縫集中、三向交叉焊縫；1.手工焊焊條如何選擇？2.對(duì)接焊縫有哪些構(gòu)造要求？3.角焊縫的焊腳尺寸如何確定？4.角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度有何要求？5.減少焊接應(yīng)力和焊接變形的方法。6.焊接殘余應(yīng)力對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有哪些影響。材料為Q235和Q345鋼的構(gòu)件需焊接，采用手工電弧焊

()采用E43焊條。A不得B可以C不宜D必須2鋼結(jié)構(gòu)連接中所使用的焊條應(yīng)與被連接構(gòu)件的強(qiáng)度相匹配，通常在被連接構(gòu)件選用Q345時(shí)，焊條選用()。AE55BE50CE43D前三種均可3產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力的主要因素之一是，()。A鋼材的塑性太低(B)鋼材的彈性模量太高(C)焊接時(shí)熱量分布不均(D)焊縫的厚度太小4不需要驗(yàn)算對(duì)接焊縫強(qiáng)度的條件是斜焊縫的軸線和外力N之間的夾角滿足()。Atan1.5Btan＞1.5C70

D＜705在動(dòng)荷載作用下，側(cè)面角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度不宜大于()。A60hfB40hfC80hf

D120hf6直角角焊縫的有效厚度he為()。A0.7hfB4mmC1.2hfD1.5hf7等肢角鋼與鋼板相連接時(shí)，肢背焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)為A0.7B0.75C0.65D0.358對(duì)于直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，計(jì)算正面直角焊縫時(shí)A要考慮正面角焊縫強(qiáng)度的提高B取f＝l.0計(jì)算C與側(cè)面角焊縫的計(jì)算式相同D取f＝l.22計(jì)算9斜角焊縫主要用于()連接。A鋼板梁B角鋼桁架C鋼管結(jié)構(gòu)D薄壁型鋼結(jié)構(gòu)10直角角焊縫的計(jì)算公式中，he是A厚度B有效厚度C名義厚度D焊腳尺寸11焊接結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度的大小與()關(guān)系不大A鋼材的種類(lèi)B應(yīng)力循環(huán)次數(shù)C連接的構(gòu)造細(xì)節(jié)D殘余應(yīng)力大小12承受靜力荷載的構(gòu)件，當(dāng)所用鋼材具有良好的塑性時(shí)，焊接殘余應(yīng)力不影響構(gòu)件的()。A靜力強(qiáng)度B剛度C穩(wěn)定承載力D疲勞強(qiáng)度13厚度為8mm和10mm的兩塊鋼板用直角角焊縫連接，最大的焊腳尺寸＝()mm。A6B9.6C10D12

14有一截面尺寸為l00×8的板件，在端部用兩條側(cè)面角焊縫焊在10mm厚的節(jié)點(diǎn)板上，兩板件板面平行，焊腳尺寸為6mm。為滿足構(gòu)造要求，最小焊縫長(zhǎng)度選用下列何項(xiàng)數(shù)值?()。

A40mmB48mmC80mmD100mm15鋼結(jié)構(gòu)在搭接連接中，搭接的長(zhǎng)度不得小于焊件較小厚度的()。

A4倍，并不得小于20mmB5倍，并不得小于25mmC6倍，并不得小于30mmD7倍，并不得小于35mm焊縫質(zhì)量等級(jí)分為()，由檢查方法確定。