对接焊缝的构造和计算-西南交通大学

3.3对接焊接的构构造和计算对接焊缝的焊焊件为了保证证焊透常需做做成坡口，故故又叫坡口焊焊缝。对接焊焊缝的坡口形形式有直线形形(不切坡口)、半V形(单边V形)、全V形、双V形(X形)、U形、K形等等，如下下图所示，其其中图(a)、(b)、(c)、(e)均可考虑在下下面加垫板(g)。坡口形式和和尺寸(间隙b、钝边p和坡口角等)的选择没有一一成不变的模模式，应根据据板厚、施工工条件(设备条件、采采用手工焊或或自动焊、焊焊件是否能翻翻身、选用的的焊接参数等等)具体情况而定定，主要目的的是为了既要要保证焊透，，又要尽量减减少焊缝金属属和使施工方方便。一、对接焊缝缝的构造要求求1当焊件厚度很很小(手工焊6mm，埋弧焊l0mm)时，可用直边边缝。对于一一般厚度的焊焊件可采用具具有斜坡口的的单边V形或V形焊缝。斜坡坡口和根部间间隙b共同组成一个个焊条能够运运转的施焊空空闻，使焊缝缝易于焊透；；钝边p有托住熔化金金属的作用。。对于较厚的的焊件(t>20mm)，则采用U形、K形和X形坡口。对于于V形缝和U形缝需对焊缝缝根部进行补补焊。2在对接焊缝的的拼接处，当当板宽或板厚厚不同时，为为使截面和缓缓过渡以减小小应力集中，，应将板宽或或板厚切成斜斜面，且坡口口形式应根据据较薄焊件厚厚度确定。试试验证明，只只要斜度不大大于1／4，则其疲劳强强度与等宽等等厚的情况相相差不大。故故规范规定：：当焊件的宽宽度不同或厚厚度在一侧相相差4mm以上时，应分分别在宽度或或厚度方向从从一侧或两侧侧做成坡度不不大于1：2.5的斜角，但对对直接承受动动力荷载且需需验算疲劳的的结构，图中中斜角坡度不不应大于1：4。3在焊缝的起灭灭弧处，常会会出现弧坑等等缺陷，这些些缺陷对承载载力影响极大大，故凡要求求等强的对接接焊缝施焊时时应设置引弧弧板和引出板板（常常简述述为引弧板）），焊后将它它割除。当无无法采用引弧弧(出)板施焊时，允允许不设置引引弧(出)板，此时可令令焊缝计算长长度等于实际际长度减2t(此处t为较薄焊件厚厚度)。4二、对接焊缝缝的计算1.对接焊缝受轴轴心力作用式中N轴心拉力或压压力；lw焊缝的计算长长度。施焊时时，焊缝两端端设置引弧板板和引出板时时，等于焊缝缝的实际长度度；无引弧板板和引出板时时，每条焊缝缝的计算长度度等于实际长长度减去2t；t在对接接头中中连接件的较较小厚度；在在T形接头中为腹腹板厚度；对接焊缝的抗抗拉、抗压强强度设计值5由于三级焊缝缝的抗拉强度度比母材低。。故当设置引引弧板和引出出板时，只有有三级焊缝才才需按上式进进行抗拉强度度验算。如果果用用直直缝缝不不能能满满足足抗抗拉拉强强度度要要求求时时，，可可采采用用如如图图(b)所示示的的斜斜对对接接焊焊缝缝。。计计算算表表明明，，焊焊缝缝与与作作用用力力N的夹夹角角满满足足时时，，斜斜焊焊缝缝长长度度的的增增加加能能抵抵消消抗抗拉拉强强度度的的不不足足，，可可不不再再进进行行验验算算。。62.对接接焊焊缝缝承承受受弯弯矩矩和和剪剪力力的的共共同同作作用用（a）所所示示是是对对接接接接头头受受到到弯弯矩矩和和剪剪力力的的共共同同作作用用，，由由于于焊焊缝缝截截面面是是矩矩形形，，正正应应力力与与剪剪应应力力图图形形分分别别为为三三角角形形与与抛抛物物线线形形，，其其最最大大值值应应分分别别满满足足下下列列强强度度条条件件：：(b)所示示是是工工字字形形截截面面粱粱的的对对接接焊焊缝缝接接头头，，除除应应分分别别按按上上式式验验算算最最大大正正应应力力和和剪剪应应力力外外，，对对于于同同时时受受有有较较大大正正应应力力和和较较大大剪剪应应力力的的腹腹板板与与翼翼缘缘交交接接点点处处，，还还应应按按下下式式验验算算折折算算应应力力：：7(a)矩形形截截面面；；(b)工字字形形截截面面当轴轴心心力力与与弯弯矩矩、、剪剪力力共共同同作作用用时时，，焊焊缝缝的的最最大大正正应应力力应应为为轴轴心心力力和和弯弯矩矩引引起起的的应应力力之之和和，，剪剪应应力力、、折折算算应应力力仍仍按按上上式式验验算算3.承受受轴轴心心力力、、弯弯矩矩和和剪剪力力共共同同作作用用的的对对接接焊焊缝缝8【例1】验算算两两钢钢板板的的对对接接焊焊缝缝的的强强度度。。板板宽宽为为500mm，厚厚12mm，轴轴心心拉拉力力的的设设计计值值N=1100kN。钢钢材材为为Q235-B··F，手手工工焊焊，，焊焊条条为为E43型，，三三级级焊焊缝缝，，施施焊焊时时不不用用引引弧弧板板。。【解】直缝缝连连接接其其计计算算长长度度lw＝500-2××12=476mm。焊焊缝缝正正应应力力为为：：不满满足足要要求求，，改改用用斜斜对对接接焊焊缝缝，，取取截截割割斜斜度度为为1.5:l，即即θ=56°°。斜斜缝缝计计算算长长度度lw＝500/sin-2××12=579mm。故故此此时时焊焊缝缝正正应应力力为为：：9剪应应力力为为：：这就就说说明明当当时时，，焊焊缝缝强强度度能能够够保保证证，，可可不不必必计计算算。。若不不采采用用斜斜对对接接焊焊缝缝，，可可考考虑虑加加引引弧弧板板，，这这时时直直缝缝计计算算长长度度lw＝500mm。焊焊缝缝正正应应力力为为：：满足足要要求求10【例2】】计算算工工字字形形截截面面牛牛腿腿与与钢钢柱柱连连接接的的对对接接焊焊缝缝强强度度(图3-3-6)。F=550kN(设计计值值)，偏偏心心距距e=300mm。钢钢材材为为Q235-B··F，焊焊条条为为E43型，，手手工工焊焊。。三三级级焊焊缝缝。。上上、、下下翼翼缘缘加加引引弧弧板板施施焊焊。。【解】因有有引引弧弧板板，，对对接接焊焊缝缝的的计计算算截截面面与与牛牛腿腿的的截截面面相相同同，，因因而而11V=F=550KN,M=Fe=550××0.3=165KN··m最大大正正应应力力为为：：最大大剪剪应应力力为为：：12上翼翼缘