T形接头组合焊缝及角焊缝焊脚K的选取

1、1 角焊缝焊脚 K 的选取T 形接头组合焊缝及角焊缝焊脚 K 的选取陈奎昌高景荣摘要 T 形接头是钢结构中常用的焊接接头形式，焊脚尺寸的大小直接关系到结构件的机械性能和使用性能，本文从理论和实践上对焊脚尺寸的选取进行了论述。关键词 T 形接头角焊缝组合焊缝焊脚尺寸根据国标 GB/T3375“焊接术语”规定， T 形接头的焊缝型式有两种： 一种是不开坡口的叫角焊缝（见图 1）;一种是开单边 V 形或 K 形坡口的没有焊脚的焊缝叫对接焊缝（见图 2）考虑到应力传递和应力集中的问题，一般都要有一个焊脚，如图 3 所示，这种焊缝是由对接焊缝加角焊缝组成的，所以也叫组合焊缝。有关角焊缝的外形尺寸名称见图

2、 4（a为凸形角焊缝，b 为凹形角焊缝）。图 2 所示的对接焊缝是很少采用的，因为这种接头断面变化太大，在拐角处将引起很大的应力集中，易导致接头的脆性破坏和疲劳破坏。图 1 所示的角焊缝的受力比较简单，就是通过两侧角焊缝的焊缝计算厚度（即焊喉）来传递应力一一通过该断面的抗剪应力传递接头的剪应力和拉、压应力，它的焊脚 K 是这样确定的：焊缝厚度焊喉(0.7K)(a)图 4(b)(1)接头焊缝传递拉、压应力按等强度计算：(rXt=2X0.7Kr式中：t 垂直板板厚 mm(T钢材抗拉、压许用应力 MPar钢材抗剪切许用应力 MPaK 焊脚 mm.r=0.7CT将式代入式得：(rXt=2X0.7KX0

3、.7(rWJ:t=0.98K一般按 K=t 选取。接头焊缝传递剪应力按等强度计算：rXt=2X0.7Kr则：t=1.4K即:K=0.714t一般按 K=0.7t 选取。(3)梁柱系腹板受压区的加劲板的 T 形接头角焊缝这种接头主要是为防止梁柱腹板受压区失稳而设置的，它的焊缝一般不作受力计算，通常按加劲板板厚的 0.50.6 倍选取，一般不小于 6mm。角焊缝的设置不外乎以上三种形式，但我们发现不少设计图纸选取的焊脚尺寸普遍偏4大，象水工闸门主梁、底梁、边梁的劲板，板厚 14mm,角焊缝焊脚取到 K=120,如果按上限控制，K 可以焊到 16mm,这不仅加大了热影响区尺寸、加大了焊接应力和变形，

4、还浪费了材料和工时，并且对强度没有任何好处。把应该是 8mm 焊脚焊成 16mm,所浪费的材料和工时，不是成 12 倍而是成 4 倍的增加。焊接材料和焊接工艺发展到今天，已经可以按等强度考虑。一些同志总是用老观念对待焊缝，认为焊缝是结构中的薄弱环节，不放心，所以要求越大越好。甚至一些标准、规范也是如此。如我们见到有些标准就有这样规定：手工焊 K120,自动焊K120。按照该规定，假如设计要求 K=6mm 的角焊缝，焊到 9mm 也是可以的，但焊缝尺寸增加了 50%,焊缝金属为原来的2.25 倍。我认为这是一种无谓的浪费，既然所有设计都有安全系数，而且我们取的安全系数都比国外大，那么角焊缝焊脚为

5、什么没有负公差？还有，自动焊由于其电流密度大，在角焊缝直角端形成的熔深比手工焊大许多，而其焊脚公差反而比手工焊的大，这也不合适。由于角焊缝的受力断面是 0.7K 的焊喉，自动焊既然有较大的熔深那么受力断面也相应增大，K的负公差最少可以按-1mm 控制，而正公差不应超过 2mm,致少不应大于手工焊缝的正公2+2差。铁道部 TB10212“铁路钢桥制造规范”规定主要角焊缝尺寸公差是 K。，一般焊缝 K-1,+3并且附加说明中还规定手工焊焊缝全长的 10%允许 K-1o水利部 SL36”水工金属结构焊接+1+1.5+2通用技术条件”中规定： K612-1K12-1,我们认为这两个标准对角焊缝尺寸公差

6、的规定较为合理。GB50205”钢结构工程施工及验收规范”第 4.7.20 条的表 4.7.20 中角焊缝正公差没有规定，但角焊缝计算厚度不足允许 00.3+0.05t 且 02mm,每 100mm长度内不大于 25mm。我们认为这种规定也是合理的，如果正公差再有所限制就全面了。2 开坡口的对接焊缝和组合焊缝翼缘侧的焊脚 K 的选取图 2、图 3 所示的对接焊缝和组合焊缝，假如这种焊缝不要求焊透，那么它仍然靠焊缝的计算厚度断面的抗剪应力传递接头的拉、压、剪应力，所以开多深坡口、取多大焊角，都要通过计算来确定，计算方法可参照前面提到的角焊缝计算方法进行。这种焊缝与角焊缝相比，在相同计算断面的情况

7、下，焊脚尺寸可以大大的减少，传力效果也有所改善。图 2、图 3 所示的对接焊缝如果要求焊透，那么焊缝的传力性质就变了。它是一种等强度焊缝，只要焊条是按等强度选用的，这种接头无需计算，只是为了改善力流传递，要求在翼缘板侧加一焊脚 K,这就构成了组合焊缝，由于所加的焊脚不参与受力计算，所以对组合焊缝的焊脚 K 要求不大。GB50205 中 4.7.13 条规定：T 型接头、十字接头、角接接头等要求焊透的对接和角接组合焊缝，其焊脚尺寸应不小于 t/4,见图 5 中(a)、(b)、(c)0这是参照日本、德国有关标准，为减少应力集中，提高抗疲劳性能而规定的；对于吊车梁上翼缘与腹板连接的焊脚尺寸和起重量大于等于 50t 的吊车梁腹板与上翼缘的连接焊缝的焊脚(a)(b)(c)(d)图 5尺寸 K 可按 t/2 选取，见图 5(d),且不应大于 10mm。结语：综上所述，角焊缝焊脚 K