焊接角焊縫演示文稿

焊接角焊縫演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有55頁\編輯于星期四優(yōu)選焊接角焊縫現(xiàn)在是2頁\一共有55頁\編輯于星期四45°BACEDhfhfhe圖中，

hf—焊腳尺寸，

he—焊縫有效厚度。并有，

he=0.7hf，

he—總是450斜面上的最小高度?，F(xiàn)在是3頁\一共有55頁\編輯于星期四

直角焊縫：=900a)普通焊縫b)平坡焊縫c)凹焊縫

普通焊縫：兩焊腳尺寸都等于hf

，常用。但應力集中較嚴重（材料突變嚴重）。

平坡焊縫：是在一側焊腳處將焊縫寬度加寬至1.5hf而成。易焊，應力集中介于普通焊縫與凹焊縫之間。

凹焊縫：兩邊的焊縫寬度被加寬成凹面，應力集中小，用于受動荷的結構中可提高疲勞強度，但手工焊費工。ab現(xiàn)在是4頁\一共有55頁\編輯于星期四（2）斜角角焊縫我們主要討論直角焊縫（d）斜銳角焊縫d)e)（e）斜鈍角焊縫f)（f）斜凹面角焊縫

兩焊邊夾角α>90°或α<90°的焊縫稱為斜角角焊縫。斜角角焊縫常用于鋼漏斗和鋼管結構中。

對于α>135°或α<60°斜角角焊縫，除鋼管結構外,不宜用作受力焊縫?，F(xiàn)在是5頁\一共有55頁\編輯于星期四按角焊縫與外力的關系可分為：（1）正面角焊縫：作用力方向與焊縫長度方向垂直。（2）側面角焊縫：作用力方向與焊縫長度方向平行。（3）斜焊縫：作用力方向與焊縫方向斜交。N側面角焊縫側面角焊縫正面角焊縫斜焊縫統(tǒng)稱為圍焊縫現(xiàn)在是6頁\一共有55頁\編輯于星期四角焊縫的構造要求1、焊角尺寸hf的構造要求

為了避免因焊腳尺寸過大或過小而引起“燒穿”、“變脆”等缺陷，以及焊縫長度太長或太短而出現(xiàn)焊縫受力不均勻等現(xiàn)象，對角焊縫的焊腳尺寸、焊縫長度還有限制。在計算角焊縫連接時，除滿足焊縫的強度條件外，還必須滿足以下構造要求。

（1）最大焊腳尺寸

①為了避免焊縫處局部過熱，減小焊件的焊接殘余應力和殘余變形，除鋼管結構除外，hf,max應滿足以下要求:現(xiàn)在是7頁\一共有55頁\編輯于星期四

若另一焊件厚度t1＜t時，還應滿足hf,max≤1.2t1

hf,max≤1.2t1式中:t1—較薄焊件厚度。②對于板件邊緣的角焊縫,尚應滿足以下要求：當

t>6mm時，hf,max≤t-(1～2)mm當

t≤6mm時，hf,max≤t

hftt1t1＜ttt1hf貼邊焊縫現(xiàn)在是8頁\一共有55頁\編輯于星期四（2）最小焊腳尺寸

為了避免在焊縫金屬中由于冷卻速度快而產生淬硬組織，導致母材開裂，hf,min

還應滿足以下要求:式中:

t——較厚焊件厚度另外：對埋弧自動焊hf,min可減小1mm;

對T形連接單面角焊縫hf,min應增加1mm;

當t≤4mm時,hf,min=t

取整mm數(shù)，小數(shù)點以后只進不舍。hftt1t1＜t現(xiàn)在是9頁\一共有55頁\編輯于星期四

（3）設計焊角尺寸hf

應滿足

（1）側面角焊縫的最大計算長度2、焊縫計算長度的構造要求

側面角焊縫在彈性工作階段沿長度方向受力不均兩端大而中間小。焊縫越長，應力集中越顯著。如果焊縫長度不是太大，焊縫兩端達到屈服強度后，繼續(xù)加載，應力會漸趨均勻；但是當焊縫長度超過某一限值后，可能首先在焊縫兩端發(fā)生破壞而逐漸向中間發(fā)展，最終導致焊縫破壞?，F(xiàn)在是10頁\一共有55頁\編輯于星期四

當實際長度大于以上限值時，計算時超出部分不予考慮；但當內力沿側焊縫全長分布時，lw不受此限制.故側面焊縫計算長度：

（2）側面角焊縫的最小計算長度

對于焊腳尺寸大而長度小的焊縫，焊件局部加熱嚴重且起滅弧坑相距太近，使焊縫不可靠。焊縫越短應力集中也越嚴重，故根據(jù)經驗，規(guī)定：此規(guī)定適合正面角焊縫和側面角焊縫。現(xiàn)在是11頁\一共有55頁\編輯于星期四（3）側面角焊縫的計算長度（1）當板件端部僅采用兩條側面角焊縫連接時：3、搭接連接的構造要求NNlw2hf2hfNNl2l1b鋼板拱曲現(xiàn)在是12頁\一共有55頁\編輯于星期四

試驗結果表明，連接的承載力與b/lw有關。當b/lw＞1時，連接承載力隨比值增大明顯下降，這是由于應力傳遞的過分彎折而使構件中應力不均所致，為防止連接強度過分降低，規(guī)范規(guī)定：

b/

lw≤1

為避免因焊縫橫向收縮引起板件的拱曲太大，要求：

b≤16t（t>12mm）或190mm（t≤12mm）

式中：b為兩側焊縫的距離；

lw為側焊縫計算長度；

t為較薄焊件的厚度?，F(xiàn)在是13頁\一共有55頁\編輯于星期四

（2）在搭接連接中，搭接長度不得小于焊件較小厚度的5倍，且不得小于25mm。

（3）當焊縫端部在焊件轉角處時，應將焊縫延續(xù)繞過轉角加焊2hf。避開起落弧發(fā)生在轉角處的應力集中。t1t2

（t1＜t2）2hf2hf2hf焊縫繞角2hf現(xiàn)在是14頁\一共有55頁\編輯于星期四二、角焊縫連接的基本計算公式1、應力分析

焊縫是一個塊體，應力狀態(tài)復雜，計算時把直角三角形以外的部分去掉，按有效厚度he確定最危險截面（順著焊縫方向的平面），通常稱為有效截面。

hfdcbadcbahehfhfhfhe有效截面——焊縫兩焊腳面交線（aa）與有效厚度he組成的截面（下圖中adda）?，F(xiàn)在是15頁\一共有55頁\編輯于星期四（1）側焊縫

這些剪應力實際分布不均。試驗表明兩頭大中間小?？紤]到出現(xiàn)塑性后應力重分布，規(guī)范規(guī)定在焊縫長度范圍內按均勻分布計算。NNN

N

有效截面上只有與焊縫長度方向平行的剪應力

?，F(xiàn)在是16頁\一共有55頁\編輯于星期四（2）端（正面）焊縫N/2B2NAB1N/2abcN/2B2NAN/2N/2⊥⊥有效截面上與焊縫長度方向垂直的正應力⊥和剪應力⊥

。正面角焊縫剛度大，破壞時變形小，強度比側縫高，但塑性變形能力比側縫小，常呈脆性破壞?，F(xiàn)在是17頁\一共有55頁\編輯于星期四（3）一般受力的焊縫FNV

作用在T型連接焊縫上的一般力N，可以分解為平行于焊縫方向的力V和垂直于的焊縫方向力F。f分解為：⊥和⊥?！汀蚔產生

；F產生f，有效截面上有：

⊥

、

⊥

、

。f⊥∥=現(xiàn)在是18頁\一共有55頁\編輯于星期四2、角焊縫的強度

（1）有效截面上的應力狀態(tài)前面已經說明：最一般情況（同時有端焊縫，側焊縫性質的一般受力焊縫），有效截面上有三個應力、∥

、

。

—正應力，與焊縫長度方向（x）面外垂直

∥—剪應應，與焊縫長度方向（x）面內平行

—剪應力，與焊縫長度方向（x）面內垂直xyzdcdcaahe現(xiàn)在是19頁\一共有55頁\編輯于星期四角焊縫強度條件一般表達式：P43（2-12）現(xiàn)在是20頁\一共有55頁\編輯于星期四三、角焊縫連接的計算1、受軸心力作用時的計算①側焊縫——作用力平行于焊縫長度方向的角焊縫dNadccaxlwheNN（2-14）現(xiàn)在是21頁\一共有55頁\編輯于星期四②端焊縫——作用力垂直于焊縫長度方向的角焊縫yzadcdcahe

f③兩方向力綜合作用的角焊縫N

f——正面角焊縫的強度設計值提高系數(shù)，對承受靜力荷載或間接動力荷載的結構取1.22，對直接承受動力荷載的結構取1.0。現(xiàn)在是22頁\一共有55頁\編輯于星期四④周圍角焊縫（三面圍焊，菱形）現(xiàn)在是23頁\一共有55頁\編輯于星期四例

設計如圖所示一雙蓋板的對接接頭。已知鋼板截面250x14,蓋板截面為2-200x10,受軸心力N=700kN（靜荷載），鋼材Q235，手工焊，焊條E43型。

解：確定焊縫的焊腳尺寸hfhfmax=t-(1~2)mm=10-(1~2)mm=8~9mm（施焊時一般難以焊滿整個厚度）

且hfmax<=1.2tmin=1.2×10=12mm(防止產生較大的殘余應力和焊接變形）

hf>hfmin=1.5(tmax)0.5=5.6mm（防止冷卻過快產生淬硬組織）所以hf

取8mmNNNNa)現(xiàn)在是24頁\一共有55頁\編輯于星期四1、采用側面角焊縫因用雙蓋板，接頭一側共有4條焊縫，每條焊縫所需計算長度為：NNNNa)蓋板總長：L＝（200+2×8）×2+10=442mm,取L＝450mm現(xiàn)在是25頁\一共有55頁\編輯于星期四2、采用三面圍焊NNNN正面角焊縫所能承擔的內力N’為：接頭一側所需側縫的計算長度為：蓋板總長：L＝（73.3+8）×2+10=172.6mmm,取180mm.現(xiàn)在是26頁\一共有55頁\編輯于星期四

在鋼桁架中，角鋼腹桿與節(jié)點板的連接焊縫常用兩面?zhèn)群福蛉鎳?，特殊情況也允許采用L形圍焊。腹桿受軸心力作用，為了避免焊縫偏心受力，焊縫所傳遞的合力的作用線應與角鋼桿件的軸線重合。

如左圖鋼桁架節(jié)點，弦桿和腹桿采用雙角鋼組成的T形截面，腹桿通過節(jié)點板與弦桿連接。6-11010-1506-11010-1508170190130120285252、角鋼連接的角焊縫計算現(xiàn)在是27頁\一共有55頁\編輯于星期四（1）角鋼用兩面?zhèn)群缚p與節(jié)點板連接的焊縫計算

K1、

K2——焊縫內力分配系數(shù)；N1

、N2——分別為角鋼肢背和肢尖傳遞的內力。肢背焊縫肢尖焊縫xxlw1lw2NN1N2cb現(xiàn)在是28頁\一共有55頁\編輯于星期四角鋼與節(jié)點板連接焊縫的內力分配系數(shù)

0.350.65不等邊角鋼（長邊相連）0.250.75不等邊角鋼（短邊相連）0.30.7等邊角鋼肢尖k2肢背k1內力分配系數(shù)截面及連接情況現(xiàn)在是29頁\一共有55頁\編輯于星期四

設計時先假定正面角焊縫的焊腳尺寸hf3

，并求出它所分擔的內力N3

：通過平衡關系，可得肢背和肢尖焊縫分擔的內力為:xxlw1lw2NN1N2cbN3（2）角鋼用三面圍焊與節(jié)點板連接的焊縫計算現(xiàn)在是30頁\一共有55頁\編輯于星期四利用前面lw1、lw2表達式可得肢背、肢尖焊縫的計算長度。肢背焊縫肢尖焊縫xxlw1NN1cbN3（3）角鋼用“L”型焊縫與節(jié)點板連接的焊縫計算現(xiàn)在是31頁\一共有55頁\編輯于星期四

令N2＝0，由式，得：L形圍焊角焊縫計算公式為：若求出得hf3大于hfmax,則不能采用L形圍焊由水平平衡關系，得：

未采用繞角焊時采用繞角焊時現(xiàn)在是32頁\一共有55頁\編輯于星期四【例】

試確定下圖所示承受靜態(tài)軸心力的三面圍焊連接的承載力及肢尖焊縫的長度。已知角鋼為2∠125×10,與厚度為8mm的節(jié)點板連接,其肢背搭接長度為300mm,焊腳尺寸均為hf=8mm,鋼材為Q235B,手工焊,焊條為E43型?，F(xiàn)在是33頁\一共有55頁\編輯于星期四由公式可知：肢背角焊縫所能承受的內力為：【解】角焊縫強度設計值，角焊縫內力分配系數(shù)，正面角焊縫長度，則正面角焊縫能承擔的內力為：現(xiàn)在是34頁\一共有55頁\編輯于星期四由此可算出肢尖焊縫的長度為：由公式計算肢尖焊縫承受的內力為：現(xiàn)在是35頁\一共有55頁\編輯于星期四3、彎矩、剪力和軸心力共同作用下的T形連接角焊縫計算b)1a)形心MNVo1有效截面AABB焊縫受M、V、N作用現(xiàn)在是36頁\一共有55頁\編輯于星期四a)形心MNVo1有效截面c)XXlw

剪力V與焊縫軸線平行，構成側焊縫受軸力作用的狀態(tài)，在有效截面上產生均勻分布剪應力。

軸力N與焊縫軸線垂直，形成垂直于焊縫方向的均勻分布應力fN。f=現(xiàn)在是37頁\一共有55頁\編輯于星期四

在彎矩M作用下，有效截面上產生垂直于焊縫方向且按三角形分布的應力M

W—角焊縫有效截面繞x軸（圖）的抵抗矩。b)1a)形心MNVo1有效截面AABBc)XXlw有效截面現(xiàn)在是38頁\一共有55頁\編輯于星期四在“1”點處，有垂直于焊縫長度方向的最大應力f，且

形心MNVo11現(xiàn)在是39頁\一共有55頁\編輯于星期四例設計牛腿與鋼柱間的連接角焊縫（周邊圍焊），并驗算角焊縫強度。鋼材Q235，手工焊，焊條E43型。偏心力N=400kN（間接動力荷載引起），e=25cm。NVMa)b)c)現(xiàn)在是40頁\一共有55頁\編輯于星期四分析焊腳尺寸根據(jù)經驗擬定；這是一個只有彎矩和剪力作用的問題。剪應力由兩條豎向焊縫（牛腿腹板焊縫）承受?，F(xiàn)在是41頁\一共有55頁\編輯于星期四計算

①確定焊縫強度設計值ffw

查《規(guī)范》得ffw=160N/mm2②作用在焊縫上的力

V=N=400×103NM=Ne=400×25×104=10000×104N·mm③擬定焊腳尺寸hf

考慮到牛腿腹板厚為10mm，受間接動力荷載。設計hf=8mm，并將所有焊腳尺寸取相同值。④計算焊縫截面抗剪面積Af、慣性矩IxNVMa)現(xiàn)在是42頁\一共有55頁\編輯于星期四Af=0.7×8×360×2=4032mm2Ix=0.7×8×200(205.6-5.6/2)2×2+0.7×8(95-5.6)(180-5.6/2)2×4+0.7×8×3603×2/12=19897×104mm4⑤確定危險點，計算危險點應力由應力分布圖知，腹板上端焊縫和翼緣下側焊縫交點最危險，該點至中性軸距離為

y=180mm。各項應力為：

b)現(xiàn)在是43頁\一共有55頁\編輯于星期四∴強度滿足要求c)現(xiàn)在是44頁\一共有55頁\編輯于星期四例

設計圖中節(jié)點板和預埋鋼板間的角焊縫。偏心力P=150kN（靜荷載）。鋼材Q235，手工焊，焊條E43型。

100100·20P453VNM節(jié)點板預埋鋼板現(xiàn)在是45頁\一共有55頁\編輯于星期四分析焊腳尺寸根據(jù)經驗擬定；荷載P不通過焊縫截面形心，使焊縫受軸力N、剪力V、彎矩M。屬于角焊縫受彎矩、剪力、軸心力共同作用的情形?，F(xiàn)在是46頁\一共有55頁\編輯于星期四計算①確定焊縫強度設計值ffw

查《規(guī)范》得ffw=160N/mm2②作用在焊縫上的力

N=3P/5=3×150/5=90kNV=4P/5=4×150/5=120kNM=Ne=90×2=180kN-cm③擬定焊腳尺寸hf

考慮到連接板件厚度為10mm，受靜力荷載。取

hf=8mm。④確定危險點，計算危險點應力焊縫下端點最危險，該點各項應力為：100100·20現(xiàn)在是47頁\一共有55頁\編輯于星期四∥

焊縫強度富裕量較大是因為節(jié)點板尺寸較大的緣故，而節(jié)點板尺寸通常由其它構造要求決定?，F(xiàn)在是48頁\一共有55頁\編輯于星期四(A)220(B)240(C)305(D)335【例】如圖所示節(jié)點連接，鋼材為Q235