过程装备制造Chapter 3 焊接接头的强度计算
焊接强度计算
受扭矩的接头强度计算
① 矩形截面构件的接头 若开坡口四周全焊，接头的 最大切应力按下式计算：
τ max
Mn = 2 ⋅ Z ⋅ (h − Z )( B − Z )
若不开坡口四周全部角焊， 接头的最大切应力为：
τ max
Mn = 2 × 0.7 ⋅ K (h + 0.7 K )( B + 0.7 K )
受弯矩联接接头的强度计算
① 若构件同时承受弯矩M和轴向力N时，焊缝中应 力分别求出和，由于两者方向相同，所以合成应 力： τ 合 = τ N + τ M ② 若构件同时承受横向力P和轴力N时，则要同时 考虑弯矩M=P·L和轴向力N及剪切力Q=P的作用。 由于构件承受切力Q时，只是腹板承受的，故切 力只由联接腹板的焊缝承受，并设切应力沿焊缝 均匀分布。计算联接的焊缝强度时，应验算两个 位置的合应力： 一个是盖板外侧受拉 M N y max + ≤ [τ ' ] 的焊缝的合成应力： τ 合 = Ix 0 .7 K ⋅ L 另一个是腹板立焊缝 M h N τ合 = ( ⋅ + ) 2 + τ θ2 ≤ [τ ' ] 端点的合成应力： I x 2 0.7 K ⋅ l
② 单面焊的正面、侧面联合 塔接焊缝的强度公式：
P τ= = ≤ [τ ' ] α ⋅ ∑ l 0.7 K ⋅ ∑ l
P
受弯矩的搭接接头计算
2.受弯矩的搭接接头计算 方法有三种： ① 分段计算法：
τ=
M h2 0.7 K [l (h + K ) + ] 6
② 轴惯性矩计算法 最大切应力： M τ max = ⋅ y max ≤ [τ ' ] IX
载荷平行于焊缝丁字接头强度计算
结构连接强度计算公式
结构连接强度计算公式在工程结构设计中，连接强度是一个非常重要的参数。
连接强度的大小直接影响着整个结构的安全性和稳定性。
因此，准确计算结构连接强度是非常重要的。
在本文中，我们将介绍结构连接强度的计算公式，并对其进行详细解析。
结构连接强度的计算公式通常由材料的强度和连接方式的特点决定。
一般来说，结构连接强度的计算公式可以分为以下几种类型，焊接连接、螺栓连接和胶合连接。
下面我们分别来介绍这几种连接方式的计算公式。
焊接连接的计算公式通常包括焊接接头的计算和焊缝的计算两部分。
焊接接头的计算公式一般为，P = σw × A，其中P为焊接接头的承载能力，σw为焊缝的抗拉强度，A为焊缝的有效截面积。
焊缝的计算公式一般为，σw = 0.7 ×σw0，其中σw0为焊材的抗拉强度。
通过这两个公式可以计算出焊接接头的承载能力。
螺栓连接的计算公式通常包括螺栓的拉伸计算和剪切计算两部分。
螺栓的拉伸计算公式一般为，P = σb × A，其中P为螺栓的承载能力，σb为螺栓的抗拉强度，A为螺栓的有效截面积。
螺栓的剪切计算公式一般为，P = τ× A，其中P为螺栓的承载能力，τ为螺栓的抗剪强度，A为螺栓的有效截面积。
通过这两个公式可以计算出螺栓的承载能力。
胶合连接的计算公式通常为，P = τ× A，其中P为胶合接头的承载能力，τ为胶合材料的剪切强度，A为胶合接头的有效截面积。
通过这个公式可以计算出胶合接头的承载能力。
除了以上介绍的几种连接方式外，还有一些特殊的连接方式，其计算公式也各有特点。
在实际工程中，我们需要根据具体的连接方式和材料的特性来选择合适的计算公式，并进行准确的计算。
在进行结构连接强度计算时，我们还需要考虑一些特殊因素，如温度、湿度、腐蚀等。
这些因素都会对连接强度产生影响，因此在计算时需要进行合理的考虑和修正。
总之，结构连接强度的计算公式是工程设计中非常重要的一部分。
焊接接头强度与计算
八^表示。、值越大，则应力集中越严重， 应力分布越不均匀。由此可见，焊接接头中实际 工作应力的分布是不均匀的。局部高应力区 (应力集中区）可能使焊接接头的安全性受到损 害；同时，这个应力集中区又往往位于焊接接头 的性能薄弱区。这就要求焊接结构设计人员必须
a)
a)
b)
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...... ........
c)
d)
图10-1 _工作焊缝与联系焊缝 a)承受工作应力的对接焊缝b)承受联 系应力的对接焊缝c)承受工作应力的
角焊缝d)承受联系应力的角焊缝
设计焊接结构时，对工作焊缝必须进行强度 计算，对联系焊缝则不必计算。对于既有T作应 力又有联系应力的焊缝，只计算工作应力而忽略 联系应力。
计算焊接接头的强度时，一般均假定母材和
图10-5正面角焊缝搭接接头的应力分布
第10章焊接接头强度与计算
409
表10-1正面角焊缝接头中焊缝形状对应力集中的影响
角焊缝形状
焊趾角6 (°)
水平焊脚尺寸 K
应力集中系数欠尹
焊趾处
焊根处
65
t
4.7
6.7
53
0.76f
51
8. 1
45
t
4. 7
6.9
37
t
3.2
6. 6
30Βιβλιοθήκη 1 3U2. 16. 1
焊接强度计算课件
电流大小直接影响焊接质量和 效率，要根据母材厚度、电导
率等参数选择合适的电流。
焊接电压
电压过低会导致电弧不稳定， 过高则会导致电弧飞溅，需要 根据实际情况选择合适的电压 。
焊接速度
焊接速度过慢会导致热影响区 过大，速度过快则会导致母材 未充分熔合，需要选择合适的 焊接速度。
预热和后热
对于某些高强度材料，需要进 行预热和后热处理，以降低应 力、防止裂纹等缺陷的产生。
焊接试样的制备
试样选择
选择具有代表性的焊接接头，确 保试样无缺陷、无变形。
试样制备
按照相关标准进行试样制备，包 括切割、研磨、抛光等步骤，保 证试样表面质量。
焊接强度的试验方法
拉伸试验
通过拉伸试验机对焊接接头进行 拉伸，测试其抗拉强度和延伸率
。
弯曲试验
通过弯曲试验机对焊接接头进行 弯曲，测试其冷弯性能和塑性变
02
焊接强度是评估焊接质量的重要 指标之一，它与焊接接头的几何 形状、尺寸、材料、热处理等因 素有关。
焊接强度的影响因素
焊接材料的质量和化学成分
焊接材料的力学性能和化学成分对焊接接头的强度有重要影响。
焊接工艺和参数
焊接工艺和参数如焊接电流、电压、焊接速度等对焊接接头的形状 、尺寸和内部质量有直接影响，从而影响焊接强度。
焊接变形的控制
焊接过程中由于局部高温和应力作用，往往导致工件产生变形。为确保工件的尺 寸精度和形状稳定性，需要采用反变形、刚性固定等方法进行控制。
智能化焊接的发展趋势
自动化焊接
随着机器人技术的发展，自动化焊接 已成为一种趋势。自动化焊接可以减 少人为因素的影响，提高焊接质量和 效率。
数字化焊接
数字化焊接是指通过数字化技术对焊 接过程进行实时监控和控制。这有助 于提高焊接精度和稳定性，同时降低 对工人技能的要求。
焊接结构制造工艺及实施3焊接接头及强度计算
焊接接头中产生应力集中的原因有以下几点： 1）焊缝中的缺陷 气孔、夹渣、裂纹、未焊透，其中未焊透、裂纹引起 的应力集中较严重。
残余应力 组织成分不同 焊趾及咬边
应力集中
角变形
焊 缝 金 属 缺 裂 纹 未 焊 透 陷 气 孔 夹 渣 裂 纹
热 影 响 区
错 边 应力集中 错边
脆 化
（2）应力集中的大小取决于h、γ ； 由图2-14分析：γ ↗，h↘，KT↘，反之KT↗；
当h＝0时，K＝1，此时应力集中消失。
图2-14 余高和过渡半径与应力集中系数的关系
（3）应力集中与疲劳强度
应力集中KT↗，疲劳强度下降越明显，因此承 受动载的结构，必须削平余高。 以上分析，从强度看，对接接头是很好的接头， 因此国标规定承受动载的结构，h＝0—3mm。
焊接接头及静载强度
本章主要讨论电弧焊接头的工作应力分布、静 载强度计算，重点：应力集中、工作应力分布。
第一节 焊接接头的类型
一、焊接接头的组成
对接接头断面图
搭接接头断面图
图2-1 熔焊焊接接头的组成 1—焊缝金属 2 —熔合区 3 —热影响区 4 —母材
1.焊接接头的组成：由焊缝金属、熔合区、热影响区 组成。 2.焊接接头的两个基本特征：不均匀性和应力集中。
（4）角接接头 两板件端面构成30º~135º夹角的接头称为角接接头。 图a接头简单，承载能力差； 图b双面焊，承载能力较大； 图c、d开坡口易焊透，有较高的强度，但注意层状撕裂； 图e、f易装配； 图g易装焊，刚度大； 图h最差。
图2-12
角接接头形式
第二节 电弧焊接头的工作应力
一、应力集中的概念 应力集中——接头局部区域的最大应力值 (σ max)较平均应力值（σ av）高的现象。 应力集中程度的大小，以应力集中系数KT 表示： K T＝σ
第三章 焊接接头及静载强度计算
对接焊缝
坡口角度的大小与板厚和焊接方法有关，其作 用是使电弧能深入根部使根部焊透。坡口角度 越大，焊缝金属量越多，焊接变形也会增大， 一般坡口角度选60°左右。 采用根部间隙是为了保证焊缝根部能焊透，一 般情况下，坡口角度小，需要同时增加根部间 隙；根部间隙较大时，又容易烧穿，为此，需 要采用钝边防止烧穿。根部间隙过大时，还需 要加垫板。
开槽焊搭接接头
2δ
F
开槽焊搭接接头，先将被 连接件加工成槽形孔，然 后用焊缝金属填满该槽， 开槽焊焊缝断面为矩形， 其宽度为被连接件厚度的 二倍，开槽长度应比搭接 长度稍短一些。
F
塞焊接头
塞焊接是在被连接的 钢板上钻孔，用来代 替开槽焊的槽形孔， 用焊缝金属将孔填满 使两板连接起来。当 被连接板厚小于5mm 时，可以采用大功率 的埋弧焊或CO2气体保 护焊直接将钢板熔透 而不必钻孔。
上面只是列举了选择坡口的一般规则，具体选 择时，则需要根据具体情况综合考虑。例如， 从节约焊接材料出发，U形坡口较V形坡口好， 但加工费用高；双面坡口明显地优于单面坡口， 同时焊接变形小。双面坡口焊接时需要翻转焊 件，增加了辅助工时，所以在板厚小于25mm 时，一般采用V形坡口。受力大而要求焊接变形 小的部位应采用U形坡口。利用焊条电弧焊焊接 6mm以下钢板时，选用I形坡口就可得到优质焊 缝；用埋弧自动焊焊接14mm以下的钢板，采 用I形坡口也能焊透。
正面搭接焊缝的弯曲变形
3.联合角焊缝搭接接头中的工作应 力分布
接触焊接头的工作应力分布和工 作性能
多排点焊接头排数多于三排是不合理 的，因为不能增加承载能力。
单排点焊缝焊点间距小，对降低 应力集中有利； 但会使接头强度降低
综合上述，各种电弧焊接头，都有不同程度的 应力集中。实践证明，并不是在所有情况下应 力集中都将影响强度。当材料具有足够的塑性 时，结构在静载破坏之前就有显著的塑性变形， 应力集中对其强度无影响。 这说明接头在塑性变形的过程中能发生应力均 匀化，只要接头材料具有足够的塑性，应力集 中对静载强度就没有影响。
S3焊接接头的强度计算
焊缝位置
焊缝位置应避免在应力集中区域， 如开孔、转角等处，以减小焊接 过程中和焊后产生的应力，提高 接头强度。
焊缝尺寸
焊缝尺寸过小可能无法满足接头 承载要求，过大则可能造成材料 浪费和性能下降。应根据实际需 求选择合适的焊缝尺寸。
材料特性
母材成分
母材的化学成分直接影响其可焊性和焊接接头的性能。对 于高碳钢、合金钢等材料，需采用特殊的焊接工艺和焊材， 以确保接头强度。
焊接电压
焊接电压对焊缝的宽度和深度有一定影响，进而影响接头 强度。电压过低，焊缝窄而深；电压过高，焊缝宽而浅， 均可能降低接头强度。
预热和后热处理
对于某些高强度钢材，预热和后热处理可以减小焊接过程 中的应力，防止裂纹产生，提高接头强度。
接头设计
坡口形式
合理的坡口设计可以减小焊接难 度，提高焊缝质量，进而影响接 头强度。坡口角度、深度和间隙 等参数应根据材料特性和焊接工 艺进行选择。
总结词
实验法是通过实验测试来获取焊接接头的实际强度，通过对比实验数据和理论计算结果来验证理论模型的准确性。
详细描述
实验法是通过制作焊接接头试样，在试验机上进行拉伸、压缩、弯曲等实验，测量焊接接头的实际承载能力。实 验结果可以与理论计算结果进行对比，以验证理论模型的准确性。实验法适用于各种复杂的焊接接头形式，但需 要耗费大量时间和资源，因此在实际工程中应用较少。
S3焊接接头的强度计算
目录
• S3焊接接头的基本概念 • S3焊接接头的强度计算方法 • S3焊接接头强度的影响因素 • S3焊接接头强度的标准与规范 • S3焊接接头强度计算的案例分析
01 S3焊接接头的基本概念
S3焊接接头的定义
01
S3焊接接头是指使用S3材料进行 焊接形成的连接部位，通常用于 机械、建筑、船舶等领域的结构 连接。
对接焊缝的强度计算方法和焊件强度计算方法是一样的
对接焊缝的强度计算方法和焊件强度计算方法是一样的焊接是一种经济高效、安全性能高的制造工艺，焊接制造工艺最重要的是焊接强度，焊接强度的强制要求被写入相关的工艺规范和设计标准。
焊接强度的测量一般采用拉伸试验，它通过拉伸材料的样本的方式，来测量焊接件的强度。
检测原理是加载作用于焊接件，来破坏拉伸样本，计算其强度。
焊接强度计算可以分为对接焊缝和焊件强度计算，但它们的计算方法是一样的。
一般来讲，焊接强度计算标准可分为两类：一类是计算焊接对接焊缝的强度，另一类是计算焊接件的强度。
焊接对接焊缝的强度一般采用ASTM（American Society for Testing Materials）A370标准来定义，其中提出的焊接计算方法是以拉伸试验获得的最大拉伸强度来计算的，焊接件的强度采用ASTM A370标准计算。
ASTM A370标准为焊接强度计算提供了一种统一的方法，该标准由此拉伸试验和拉伸应力-应变曲线组成。
本标准中提供了一系列拉伸试验，可以检测焊接件的强度，它们分别为：重复拉伸试验，焊接件纯拉伸试验，焊接件双拉伸试验，焊接件转弯试验和多边裂纹试验。
在拉伸试验中，重复拉伸试验用来测试焊接件的可靠和稳定性，纯拉伸试验用来测量焊接件的拉伸强度，双拉伸试验可以测量焊接件的屈服强度，转弯试验可以测试焊接件的可靠性，多边裂纹试验可以测量焊缝的开裂抗拉能力。
最后，为了测量焊接件的强度，拉伸试验需要先将拉伸样品加载到拉伸装置中，然后对拉伸样品施加均匀的拉伸力，其最终拉伸应力-应变曲线提供了拉伸试件的拉伸强度与屈服强度。
根据ASTM A370标准，可以测量出焊接件的最大拉伸强度，这也是焊接强度的主要指标。
总之，计算焊接强度的方法可以分为对接焊缝和焊件强度计算，但它们的计算方法其实是一样的。
对接焊缝主要采用ASTM A370标准进行拉伸试验，而焊件强度则采用同样的标准进行拉伸试验，以获得最大拉伸强度。
因此，对接焊缝的强度计算方法和焊件强度计算方法是一样的。
对接焊缝的强度计算方法和焊件强度计算方法是一样的
焊接缝强度计算方法与焊件强度计算方法一、引言焊接是一种在金属材料表面形成一个连接点的工艺，以满足机械结构的要求，焊接技术已经成为重要的工艺技术之一。
焊接缝的强度是焊接结构的重要指标，对焊接结构的安全性有着重要的影响。
焊接缝强度的计算是判断焊接结构安全性的重要手段，也是焊接质量评价的重要指标。
二、焊接缝强度计算方法1、焊接缝强度的计算方法与焊件强度计算方法一样，都是根据焊接缝的特性和焊接缝的尺寸，计算出焊接缝的强度。
2、焊接缝强度的计算方法是以焊接缝的抗拉强度为基础，根据焊接缝的特性，计算出焊接缝的抗拉强度，然后根据焊接缝的尺寸，计算出焊接缝的强度。
3、焊接缝强度的计算方法与焊件强度计算方法一样，都是以焊接缝的抗拉强度为基础，根据焊接缝的特性，计算出焊接缝的抗拉强度，然后根据焊接缝的尺寸，计算出焊接缝的强度。
4、焊接缝强度的计算方法与焊件强度计算方法一样，都是根据焊件的特性，计算出焊件的抗拉强度，然后根据焊件的尺寸，计算出焊件的强度。
三、实例1、以焊接钢管为例，其焊接缝的强度计算方法与焊件的强度计算方法一样，都是根据焊接钢管的特性，计算出焊接钢管的抗拉强度，然后根据焊接钢管的尺寸，计算出焊接钢管的强度。
2、以焊接钢板为例，其焊接缝的强度计算方法与焊件的强度计算方法一样，都是根据焊接钢板的特性，计算出焊接钢板的抗拉强度，然后根据焊接钢板的尺寸，计算出焊接钢板的强度。
四、结论焊接缝强度的计算方法与焊件强度计算方法一样，都是根据焊接缝的特性，计算出焊接缝的抗拉强度，然后根据焊接缝的尺寸，计算出焊接缝的强度。
在实际工程中，应根据焊接缝的结构形式和尺寸，结合焊接材料的特性，采用适当的计算方法，计算出焊接缝的强度，以保证焊接结构的安全性。
五、总结焊接缝强度的计算方法与焊件强度计算方法一样，都是根据焊接缝的特性，计算出焊接缝的抗拉强度，然后根据焊接缝的尺寸，计算出焊接缝的强度。
焊接缝强度的计算是判断焊接结构安全性的重要手段，也是焊接质量评价的重要指标。
焊接接头强度与计算
a)
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b)
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...... ........
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1.弧焊接头的静载强度计算 焊接接头在外力作用下其焊缝上的工作应力 分布往往不均匀，特别是角焊缝，在焊趾和焊根 处都出现不同程度的应力集中现象，要精确计算 这些焊缝上的应力是困难的。为此常根据理论研 究的结果和实际使用的经验，对焊接接头做某些 假定或简化，然后利用工程力学的理论和方法， 对焊缝最小断面进行应力分析和计算。 在静载条件下，当焊缝金属和母材都具有较 好塑性时，可作如下假定： ① 焊接残余应力对接头强度没有影响； ② 由于几何不连续而引起的局部应力集 中，对接头强度没有影响； ③ 忽略焊缝的余高和少量熔深，以焊缝 最小的断面为计算断面（又称危险断面），各种 接头的焊缝计算断面如图10-16和图i(M7所示; ④ 认为角焊缝都是在切应力作用下破坏 一律按切应力计算其强度； ⑤ 正面角焊缝和侧面角焊缝在强度上无 别。 按照上述假定，所有熔焊接头的焊缝强度计 算都得到了简化，从而导出了能满足一般工程要 求的简易计算公式。 (1)对接焊缝的静载强度计算公式 对接接头和T形或十字接头，无论它们是否 预开坡口，只要是焊透了的焊缝均为对接焊缝。 这类焊缝的静载强度计算公式列于表10-2,焊缝 的许用应力见表9-6。 对接焊缝的计算长度一般取焊缝实际长度， 计算厚度取被连接板中较薄的厚度（对接接头） 或立板的厚度（T形或十字接头），见图10-16。 一般情况下，对优质碳素结构钢和低合金结 构钢中全熔透的对接焊缝,若按等强度原则选择 焊接材料（填充金属），则可以不进行强度计算。 (2) 角焊缝静载强度计算公式 由角焊缝组成的接头，其焊缝的静载强度计 箅公式列于表10-3。表中角焊缝的计算长度一般 取每条焊缝实际长度减去l〇mm,计算厚度a取 焊缝内接三角形的最小高度，见图10-17。 (3) 部分熔透接头的静载强度计算公式
接头强度及计算
焊接接头强度及计算焊接接头的基本概念和特点，焊缝与焊接接头的基本形式焊接接头强度计算焊接接头的基本形式，焊接接头强度计算的基本方法。
、焊接接头的概念及特点1. 概念：22. 特点几何形状不连续化学成分不连续金相组织不连续力•几何形状不连续、化学成分不连续、金相组织不连续、力学性能不连续•影响力学性能的主要因素：焊接缺陷、接头形状不连续、焊接残余应力和变形•常见的焊接缺陷：裂纹、未熔合、咬边、夹渣、气孔•接头形状不连续：焊缝增高、截面变化，造成应力集中•力学性能不均匀：焊接残余应力和残余变形•材质方面：组织变化，材质硬化•其他因素：焊后热处理、矫正变形等二、焊缝的基本形式二焊缝的基本形式1．对接焊缝2．角焊缝计算断面：a所在的截面三、焊接接头的基本形式1对接接头．对接接头搭接接头2．搭接接头3．T形接头（十字接头）4．角接接头角接接头1．对接接头对接接头开坡口的目的：焊透金属、开坡口的目的焊透金属确保质量及经济性坡口形式选择：板材厚度、焊接方法和工艺过程考虑一下几方面：可焊到性或便于施焊降低焊接材料的消耗量坡口易加工减小或控制变形2．搭接接头3．T形接头（十字接头）4．角接接头角接接头第二节焊接接头的工作应力分布()应力集中的概念一由于构件的截面突然的变化，或受力部位出现局部应力明显增大的现象称为应力集中现局部应力明显增大的现象，称为应力集中：•由于焊缝的形状和焊缝布置的特点，焊接接头工作应力的分布是不均匀。
产生应力集中的主要原因有：1.焊缝中的工艺缺陷；2.不合理的焊缝外形，如焊缝余高（加厚高、加强高）过大；3.不合理的焊接接头的设计，例如接头截面的突然变化，加盖板的对接接头等；4焊缝布置不合理如只有单侧焊缝的形接头也会4.焊缝布置不合理，如只有单侧焊缝的T形接头，也会引起应力集中。
(二)电弧焊焊接接头的工作应力分布（1）对接接头的工作应力分布（2）搭接接头中的工作应力分布（3）T形接头（十字接头）的工作应力分布1．工作焊缝2．联系焊缝一、焊接接头的组配11.高组配焊缝金属的强度高于母材金属时称为高组配。
焊接接头的强度计算27页PPT
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
焊接接头的强度计算4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
焊接接头强度与韧性的计算
焊接接头强度匹配和焊缝韧性指标综述1 焊接接头的强度匹配长期以来，焊接结构的传统设计原则基本上是强度设计。
在实际的焊接结构中，焊缝与母材在强度上的配合关系有三种：焊缝强度等于母材（等强匹配），焊缝强度超出母材（超强匹配，也叫高强匹配）及焊缝强度低于母材（低强匹配）。
从结构的安全可靠性考虑，一般都要求焊缝强度至少与母材强度相等，即所谓“等强”设计原则。
但实际生产中，多数是按照熔敷金属强度来选择焊接材料，而熔敷金属强度并非是实际的焊缝强度。
熔敷金属不等同于焊缝金属，特别是低合金高强度钢用焊接材料，其焊缝金属的强度往往比熔敷金属的强度高出许多。
所以，就会出现名义“等强”而实际“超强”的结果。
超强匹配是否一定安全可靠，认识上并不一致，并且有所质疑。
长江大桥设计中就限制焊缝的“超强值”不大于98MPa；美国的学者Pellini则提出〔1〕，为了达到保守的结构完整性目标，可采用在强度方面与母材相当的焊缝或比母材低137MPa的焊缝（即低强匹配）；根据日本学者佑藤邦彦等的研究结果〔2〕，低强匹配也是可行的，并已在工程上得到应用。
但玉凤等人的研究指出〔3〕，超强匹配应该是有利的。
显然，涉及焊接结构安全可靠的有关焊缝强度匹配的设计原则，还缺乏充分的理论和实践的依据，未有统一的认识。
为了确定焊接接头更合理的设计原则和为正确选用焊接材料提供依据，清华大学伯蠡教授等人承接了国家自然科学基金研究项目“高强钢焊缝强韧性匹配理论研究”。
课题的研究容有：490MPa级低屈强比高强钢接头的断裂强度，690～780MPa级高屈强比高强钢接头的断裂强度，无缺口焊接接头的抗拉强度，深缺口试样缺口顶端的变形行为，焊接接头的NDT试验等。
大量试验结果表明：（1）对于抗拉强度490MPa级的低屈强比高强钢，选用具备一定韧性而适当超强的焊接材料是有利的。
如果综合焊接工艺性和使用适应性等因素，选用具备一定韧性而实际“等强”的焊接材料应更为合理。
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Chapter 3焊接接头的强度计算Intensity calculation of welding joint
本章重点：1.焊接接头的应力集中
2.焊接接头的应力分布
3.焊缝静载强度计算
本章难点：1.焊接接头的应力分布
2.焊缝静载强度计算
焊接接头中存在应力集中的影响因素①焊接工艺缺陷、冶金缺陷、夹渣、气孔、
咬边、未焊透均会引起应力集中、其中咬边、未焊透较为严重。
②不合理的焊缝外形。
不同焊缝形状会引起
不同程度的应力集中。
③接头型式：不同接头型式引起应力集中不
同。
④制造过程中的缺陷。
⑤焊接残余应力。
丁字接头（十字接头）的应力分布
十字接头有熔透和未熔
透两种
①未熔透的十字接头，
在焊趾和焊根处有较
大的应力集中系数，
其中以焊根处为最大。
②熔透的十字接头有较
小的应力集中系数。
搭接接头的应力分布正面角焊缝:把与力作用方向垂直的焊缝
①焊缝根部A 点、焊趾B 点应力集中严重
②焊趾B 点的应力集中系数随角焊缝的斜边
的夹角而变
③减小、增大熔深焊透根部和增大底边焊
脚长度，可使
减小
θθT Κ
侧面搭接角焊缝
斜向搭接角焊缝
点焊接头的应力分布
•单排点焊接头的
应力分布（如图）
•多排点焊以两端
焊点受力最大
（如图）
3 焊缝的静载强度计算
焊缝接头强度计算的假设
①残余应力对接头强度无影响
②应力集中对接头强度无影响
③接头的工作应力是均布的，以平均应力计
④不计正面与侧面焊缝、焊缝的加强与减弱和不同焊接规范引起的焊缝性能差异，而用统一的计算截面和许用应力
焊缝接头强度计算的假设
角焊缝都是在切应力作用下破坏的。
角焊缝的计算断面
引起的，
'[22τττ≤+
复杂截面构件接头的计算
◆计算复杂截面构件接头还要考虑以下几个问题：
①计算时要先分析受载情况：
各载荷引起的应力，确定各应力的方向、性质和位置。
确定危险点，最高合成应力，（若危险点难以确定时，应选几个高应力点计算合成应力，其中合成应力最高处为危险点）
②计算合成应力时，最大正应力和最大切应力虽不在同一
点上，但常以最大正应力和平均切应力计算其合成应力，偏于安全。
③粗略计算时，有时把正应力作为切应力考虑，也是偏于
安全的简化计算方法。