焊缝的结构与计算

,焊接培训教材,焊缝的构造与计算,张明录,目录,对接焊缝的构造与计算,角焊缝的构造与计算,直角角焊缝连接计算,直角角焊缝的强度计算,3,1.对接焊缝的构造,（1）对接焊缝的坡口形式:,一.对接焊缝的构造与计算,对接焊缝的焊件常做坡口，坡口形式与板厚和施工条件有关。,t-焊件厚度,1)当:t135o或6mm时，hf,maxt-(12)mm；,22,2.最小焊脚尺寸hf,min,为了避免在焊缝金属中由于冷却速度快而产生淬硬组织，导致母材开裂，hf,min应满足以下要求:,式中:t2-较厚焊件厚度另:对于埋弧自动焊hf,min可减去1mm;对于T型连接单面角焊缝hf,min应加上1mm;当t24mm时,hf,min=t2,23,3.侧面角焊缝的最大计算长度,侧面角焊缝在弹性工作阶段沿长度方向受力不均，两端大而中间小。焊缝长度越长，应力集中系数越大。如果焊缝长度不是太大，焊缝两端达到屈服强度后，继续加载，应力会渐趋均匀；当焊缝长度达到一定的长度后，可能破坏首先发生在焊缝两端，故：,注：(1)当实际长度大于以上值时，计算时不与考虑；(2)当内力沿侧焊缝全长分布时，不受上式限制。,24,4.侧面角焊缝的最小计算长度,对于焊脚尺寸大而长度小的焊缝，焊件局部加热严重且起落弧坑相距太近，以及可能产生缺陷，使焊缝不可靠。故为了使焊缝具有一定的承载力，规范规定：,25,5.搭接连接的构造要求,当板件端部仅采用两条侧面角焊缝连接时：A.为了避免应力传递的过分弯折而使构件中应力不均，规范规定：,B.为了避免焊缝横向收缩时引起板件的供曲太大，规范规定：,26,D.在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍，且不得小于25mm。,C.当角焊缝的端部位于构件转角处时，应作2hf的绕角焊，且转角处必须连续施焊。,27,五.直角角焊缝的强度计算公式,1.试验表明，直角角焊缝的破坏常发生在喉部，故通常将45o截面作为计算截面，作用在该截面上的应力如下图所示：,28,2.实际上计算截面的各应力分量的计算比较繁难，为了简化计算，规范假定：焊缝在有效截面处破坏，且破坏时各应力分量满足以下折算应力公式:,3.由于我国规范给定的角焊缝强度设计值，是根据抗剪条件确定的故上式又可表达为：,29,4.直角角焊缝的强度计算公式：,30,将能量强度条件可得：,上式即为规范给定的角焊缝强度计算通用公式f正面角焊缝强度增大系数；静载时取1.22，动载时取1.0。,31,对于正面角焊缝，f=0，可得：,对于侧面角焊缝，f=0，可得：,以上各式中：he=0.7hf；lw角焊缝计算长度，考虑起灭弧缺陷时，每条焊缝取其实际长度减去2hf。,32,六.各种受力状态下的直角角焊缝连接计算,1.轴心力作用下,(1)轴心力作用下的盖板对接连接:,A.仅采用侧面角焊缝连接：,33,B.采用三面围焊连接：,34,(2)T形角焊缝连接,代入式3-13验算焊缝强度，即:,35,(3)角钢角焊缝连接,A.仅采用侧面角焊缝连接,由力及力矩平衡得:,故:,36,角钢上角焊缝的内力分配系数,37,对于校核问题:,对于设计问题:,38,B.采用三面围焊,由力及力矩平衡得:,余下的问题同情况A:,39,对于校核问题:,对于设计问题:,40,C.采用L形围焊,由平衡条件可得:,对于设计问题:,41,2.N、M、V共同作用下,（1）偏心轴力作用下角焊缝强度计算：,42,(2)V、M共同作用下焊缝强度计算:,对于A点：,式中：Iw全部焊缝有效截面对中和轴的惯性矩；h1两翼缘焊缝最外侧间的距离。,43,对于B点：,强度验算公式：,式中：h2、lw,2腹板焊缝的计算长度；he,2腹板焊缝截面有效高度。,44,3.T、V共同作用下,将F向焊缝群形心简化得:V=FT=F(e1+e2),假定:A、被连接件绝对刚性，焊缝为弹性，即：T作用下被连接件有绕焊缝形心旋转的趋势；B、T作用下焊缝群上任意点的应力方向垂直于该点与焊缝形心的连线，且大小与r成正比；C、在V作用下，焊缝群上的应力均匀分布。,故：该连接的设计控制点为A点和A点,45,T作用下A点应力:,将其沿x轴和y轴分