对接焊缝、角焊缝的构造和计算汇总.
角焊缝的构造和计算
3.3 角焊缝的构造和计算3.3.1 角焊缝的形式和强度角焊缝按其与作用力的关系可分为：正面角焊缝、侧面角焊缝、斜焊缝；正面角焊缝：焊缝长度方向与作用力垂直；侧面角焊缝：焊缝长度方向与作用力平行。
按其截面形式分：直角角焊缝(图3.10)、斜角角焊缝(图3.11)。
直角角焊缝通常焊成表面微凸的等腰直角三角形截面[图3.10(a)]。
在直接承受动力荷载的结构中，为了减少应力集中，提高构件的抗疲劳强度，侧面角焊缝以凹形为最好。
但手工焊成凹形极为费事，因此采用手工焊时，焊缝做成直线性较为合适[图3.10(a)]。
当用自动焊时，由于电流较大，金属熔化速度快、熔深大，焊缝金属冷却后的收缩自然形成凹形表面[图3.10(c)]。
为此规定在直接承受动力荷载的结构（如吊车梁）中，侧面角焊缝做成凹形或直线形均可。
对正面角焊缝，因其刚度较大，受动力荷载时应焊成平坡式[图3.10(b)]，直角边的比例通常为1:1.5（长边顺内力方向）。
两焊脚边的夹角α>90°或α<90°的焊缝称为斜角角焊缝，斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。
对于夹角α>135°或α<60°的斜角角焊缝，除钢管结构外，不宜用作受力焊缝。
大量试验结果表明：侧面角焊缝(图3.12)主要承受剪应力，塑性较好，弹性模量低（E=0.7×105～1×105N/mm2），强度也较低。
由于传力线通过侧面角焊缝时产生弯折，因而应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈两端大中间小的状态，焊缝越长，应力分布不均匀性越显著。
但在在接近塑性工作阶段时，产生应力重分布，可使应力分布的不均匀现象渐趋缓和。
即分布不均匀，且不均匀程度随的增大而增加，破坏常在两端开始，再出现裂纹后很快沿焊缝有效截面迅速断裂正面角焊缝(图3.13)受力复杂，截面中的各面均存在正应力和剪应力。
由于传力时力线弯折，并且焊根处正好是两焊件接触面的端部，相当于裂缝的尖端，故焊根处存在着很严重的应力集中。
角焊缝的构造和计算
3.3 角焊缝的构造和计算角焊缝的形式和强度角焊缝按其与作用力的关系可分为：正面角焊缝、侧面角焊缝、斜焊缝；正面角焊缝：焊缝长度方向与作用力垂直；侧面角焊缝：焊缝长度方向与作用力平行。
按其截面形式分：直角角焊缝(图3.10)、斜角角焊缝(图3.11)。
直角角焊缝通常焊成表面微凸的等腰直角三角形截面[图3.10(a)]。
在直接承受动力荷载的结构中，为了减少应力集中，提高构件的抗疲劳强度，侧面角焊缝以凹形为最好。
但手工焊成凹形极为费事，因此采用手工焊时，焊缝做成直线性较为合适[图3.10(a)]。
当用自动焊时，由于电流较大，金属熔化速度快、熔深大，焊缝金属冷却后的收缩自然形成凹形表面[图3.10(c)]。
为此规定在直接承受动力荷载的结构（如吊车梁）中，侧面角焊缝做成凹形或直线形均可。
对正面角焊缝，因其刚度较大，受动力荷载时应焊成平坡式[图3.10(b)]，直角边的比例通常为1:1.5（长边顺内力方向）。
两焊脚边的夹角α>90°或α<90°的焊缝称为斜角角焊缝，斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。
对于夹角α>135°或α<60°的斜角角焊缝，除钢管结构外，不宜用作受力焊缝。
大量试验结果表明：×105～1×105N/mm2），强度也较低。
由于传力线通过侧面角焊缝时产生弯折，因而应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈两端大中间小的状态，焊缝越长，应力分布不均匀性越显著。
但在在接近塑性工作阶段时，产生应力重分布，可使应力分布的不均匀现象渐趋缓和。
即分布不均匀，且不均匀程度随的增大而增加，破坏常在两端开始，再出现裂纹后很快沿焊缝有效截面迅速断裂正面角焊缝(图3.13)受力复杂，截面中的各面均存在正应力和剪应力。
由于传力时力线弯折，并且焊根处正好是两焊件接触面的端部，相当于裂缝的尖端，故焊根处存在着很严重的应力集中。
与侧面角焊缝相比，正面角焊缝的刚度较大（弹性模量E≈×105 N/mm2），强度较高，但塑性变形要差些。
建筑钢结构工程技术 2.3 对接焊缝的构造和计算
对接焊缝的构造和计算用对接焊缝连接的板件常需把焊接的边缘加工成各种形式的坡口，因此对接焊缝又称为坡口焊缝。
对接焊缝按是否焊透可分为焊透的和部分焊透的两种。
焊透的对接焊缝强度高，受力性能好，故一般均采用焊透的对接焊缝。
只有当板件较厚而内力较小或甚至不受力时，才可采用部分焊透的对接焊缝，以省工省料和减小焊接变形。
但由于它们未焊透，应力集中和残余应力严重，对于直接承受动力荷载的构件不宜采用。
以下仅对焊透的对接焊缝的构造和计算加以详细论述。
一、对接焊缝的构造对接焊缝坡口的形式与尺寸应根据焊件厚度和施焊条件来确定，以保证焊缝质量、便于施焊和减小焊缝截面为原则。
一般由制造厂结合工艺条件并根据国家标准来确定。
（一）对接焊缝坡口的基本形式对接焊缝的坡口形式有I形（即不开坡口或垂直坡口）、单边V形、V形、J形、U形、K形和X形等（图2-11）。
各种坡口中，沿板件厚度方向通常有高度为p间隙为b的一段不开坡口，称为钝边，焊接从钝边处（根部）开始。
当采用手工焊时，若焊件厚度很小（t≤10mm），可采用不切坡口的I形缝（图2-11a）。
对于一般厚度（t=10~20mm）的焊件，可采用有斜坡口的带钝边单边V形缝或V形缝（图2-11b、c），以便斜坡口和焊缝跟部共同形成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透。
焊件更厚（t >20mm）时，应采用带钝边U形缝或X形缝（图2-11e、g）。
其中V 形和U形坡口焊缝需正面焊好后再从背面清根补焊（封底焊缝），X形坡口焊缝需从两面施焊。
用U形或X形坡口与用V形坡口相比可减少焊缝体积。
U形坡口加工困难，X形坡口加工较简单，焊缝体积也较小，常用于有翻转条件的焊件，以便从两面施焊。
在T形或角接头中以及对接接头一边板件不便开坡口时，可采用单边V形、J形或K 形坡口（图2-11b、d、g）。
若受装配条件限制间隙过大时，仍可采用上述坡口，但在坡口下面需预设垫板，如图3-11（h）阻止熔化金属流淌和使根部焊透。
钢结构对接焊缝的构造与计算
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注意： 焊缝与作用力间的夹角θ满足tanθ≤1.5时，斜焊缝的强度不低于 母材强度，可不再进行验算。
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例 试验算图3.36所示钢板的对接焊缝的强度。图中a=540mm， t=22mm，轴心力的设计值为N=2150kN。钢材为Q235-B，手工焊，焊条为
2、不同厚度,不同宽度拼接
3、引弧板 －起弧、落弧易引起弧坑、未 熔透等缺陷。焊接时常将焊缝 两端施焊至引弧板，然后再将 多余的部分割除。不采用引弧 板时，焊缝计算长度等于实际 长度减 去2t（t为较薄焊件厚度）。
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二、对接焊缝的计算
1、焊透的对接焊缝的计算 注意：
对接焊缝一般只在焊缝质量等级为三级且受拉力作用时，才须 进行抗拉强度计算。 对焊缝质量等级为一、二级的对接焊缝，其强度设计值虽与母 材相等，但当焊缝在无引弧板情况下施焊时，由于两端起、落弧 的弧坑缺陷，《规范》规定每条焊缝的计算长度比实际长度减去 2t ,因此焊缝强度会略低于母材。这种情况也需进行强度计算。
1.1－考虑到最大折算应力只在局部出现，而将强度设计值适当
提高的系数。
（3）、承受轴心力、弯矩和剪力共同作用的对接焊缝 当轴心力与弯矩、剪力共同作用时，焊缝的最大正应力应为轴 心力和弯矩引起的应力之和。
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焊接连接的计算步骤总结：
1、画出焊缝计算截面 2、计算焊缝或焊缝群的形心 3、将焊缝所受外力等效简化到形心处,求得作用在焊缝截面形心处
（1）轴心受力的对接焊缝 轴心力－外力通过焊缝或焊缝群的形心。
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N lw t
ftw or
f
w c
钢结构焊接和计算
4.3.1.2 对接焊缝的计算
(2) 同时受弯 、受剪的对接焊缝计算公式
2）工字形截面
max
M Ww
ftw
max
VSw I w t
f
w v
2 1
3 12
1.1 ftw
例1：设计500×14钢板的对接焊缝连接。钢 板承受轴向拉力，其中恒荷载和活荷载标准 值引起的轴心拉力值分别为700kN和400kN， 相应的荷载分项系数为1.2和1.4。已知钢材为 Q235-B.F （ A3F ） ， 采 用 E43 型 焊 条 手 工 电 弧焊，三级质量标准，施焊时未用引弧板。
解 思路： 效应S < 抗力R
（ 即 S= N <
lwt
R ftw ）
1．焊缝承受的轴心拉力设计值为：
N 7001.2 4001.4 1400kN
2．三级对接焊缝抗拉强度设计值
ftw 185N / mm 2
3．先考虑用直焊缝验算其强度
N / lwt 1400103 /[(500 10) 14]
4.3.2 角焊缝的构造和计算
4.3.2.1、 角焊缝的构造
①自动焊： hf=hfmin-1(mm)； ②T形连接的单面角焊缝：hf=hfmin+1(mm)； ③当t <4mm时，hfmin= t (mm)；
④当t ≤6mm时，hfmax ≤t (mm)； 当t >6mm
时，hfmax= t-(1~2) (mm)；
( 1 )轴心受力的对接焊缝计算公式：
4.3.1.2 对接焊缝的计算
( 1 )轴心受力的对接焊缝计算公式：
N lwt
f
t
2015年一级注册建筑师建筑结构辅导：对接焊缝的计算和构造
对接焊缝的计算和构造（1 ）对接焊缝的计算1 ）对接焊缝的有效截面施焊对接焊缝时应在焊缝的两端设置引弧板和引出板（以后一律简称引弧板），如图6 －13 所示，其材质和坡口形式应与焊件相同。
焊接完毕，用气割将引弧板切除，并将焊件边缘修磨平整，严禁用锤将其击落。
此时对接焊缝的有效长度l w 当与焊件的宽度b 相同。
当焊缝为焊透时，焊缝的有效厚度也与焊件厚度相同（焊缝表面的余高即凸起部分，常略去不计）。
因此，对接焊缝的有效截面等于焊件的截面。
当无法使用引弧板施焊时设计规范中规定：每条焊缝的有效长度l w在计算时应减去2t （t 为焊件厚度），以考虑焊缝两端在起弧和熄弧时的影响，此时两者的截面就略有差异。
2 ）对接焊缝的强度设计值规范对对接焊缝的各种强度设计值作了如下规定；对接焊缝的抗压强度设计值介、抗剪强度设计值介和焊缝质量为一、二级时的抗拉和抗弯强度设计值介均取与焊件钢材相同的相应强度设计值，而对焊缝质量为三级的厂则取相应焊件钢材强度设计值了的0 . 85 倍，并取以5N / rnm2为倍数的整数。
关于焊缝质量等级的标准在《钢结构工程施工质量验收规范》中有明确规定，详见该规范。
例如除对设计要求全焊透的焊缝应作外观缺陷检查外，一级焊缝要求对每条焊缝长度的100%进行超声波探伤；二级焊缝则要求对每条焊缝长度的20%且不小于200mm 进行超声波探伤。
对三级焊缝则要求仅作外观检查，不进行超声波检查。
又如外观检查时，对一级、二级焊缝不允许存在如表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等各种缺陷，一级焊缝还不应有咬边，未焊满和根部收缩等缺陷。
而对二级和三级焊缝除裂纹及焊瘤一律不允许存在，其余的缺陷如咬边和未焊透等则规定了其存在的不同程度。
因此设计规范中认为符合一、二级质量等级的焊缝，其缺陷或是不存在或是不严重，因而其f t w可与焊件母材的f 相同；而三级质量等级的焊缝，其f t w应较母材的为低，取f t w= 0.85f。
对接焊缝的构造和计算
w
图 3.2.5
斜对接焊缝
当斜焊缝倾角θ≤56.3°，即 tgθ≤1.5 时，可认为与母材等强，不用计算。 斜对接焊缝在 20 世纪 50 年代用得较多，由于消耗材料较多，施工也不方便，已逐渐摒 弃不用，而代之以直对接焊缝。直缝一般加引弧板施焊，若抗拉强度不满足要求，可采用二 级检验标准，或将接头位置挪至内力较小处。 [例题 3-1] 试验算图 3.2.6 所示钢板的对接焊缝的强度。图中 a=540mm,t=22mm，轴心 力的设计值为 N=2500kN。钢材为 Q235-B，手工焊，焊条为 E43 型，三级检验标准的焊缝， 施焊时加引弧板。
图 3.2.1
对接焊缝的坡口形式
（a）直边缝； （b）单边 V 形坡口； （c）V 形坡口； （d）U 形坡口； （e）K 形坡口； （f）X 形坡口
在对接焊缝的拼接处，当焊件的宽度不同或厚度相差 4mm 以上时，应分别在宽度方向 或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于 1:2.5 的斜角（3.2.2） ，以使截面过渡和缓，减小应 力集中。 在焊缝的起灭弧处，常会出现弧坑等缺陷，这些缺陷对承载力影响极大，故焊接时一般 应设置引弧板和引出板（图 3.2.3） ，焊后将它割除。对受静力荷载的结构设置引弧（出）板 有困难时，允许不设置引弧（出）板，此时，可令焊缝计算长度等于实际长度减 2t（此处 t 为较薄焊件厚度） 。
N .sin f lwt
N .cos f lw t
w t
（3.2.2）
w v
（3.2.3）
式 中 lw — — 焊 缝 的 计 算 长 度 ： 加 引 弧 板 时 ， lw b / sin ； 不 加 引 弧 板 时 ，
lw b / sin 2t ；
对接焊缝的构造和计算
3 对接焊缝的构造和计算
3 部分焊透的对接焊缝 • 计算原则：按角焊缝进行计算
图22 部分焊透的对接焊缝
1 对接焊缝的构造要求 • 其他构造要求
图16 引弧板
图17 焊透的T 形连接焊缝
图18 钢板拼接焊 缝示意
3 对接焊缝的构造和计算
2 对接焊缝的计算 • 计算原则：I、II级等强不计算，仅计算III级焊缝 （1）轴心受力的对接焊缝
N lwt ft w fcw
图19 轴心力作用下对接焊缝连接
对接焊缝的构造和计算
1 对接焊缝的构造要求 • 坡口形式：I形缝、V形缝、带钝边单边V形缝、 带钝边V形缝（Y形缝）、带钝边U形缝、带钝 边双单边V形缝和双Y形缝等
图14 对接焊缝坡口形式
3 对接焊缝的构造和计算
1 对接焊缝的构造要求 • 不同宽度或厚度的钢板拼接
图15 不同宽度或厚度的钢板拼接
3 对接焊缝的构接焊缝的计算 （2）受弯受剪的对接焊缝
M Ww ft w VSw I wt f vw
图20 受弯受剪的对接连接
3 对接焊缝的构造和计算
2 对接焊缝的计算 （2）受弯受剪的对接焊缝
12 312 1.1 ft w
图21 受弯、剪的工形截面对接焊缝
焊缝的结构与计算
应力和残余变形，hf,max应满足以下要求: hf,max≤1.2t1（钢管结构除外）
式中: t1---较薄焊件厚度。 对于板件边缘的角焊缝,尚应满足以下要求：
当 t≤6mm时，hf,max≤t； 当 t>6mm时，hf,max≤t-(1~2)mm；
t hf t1
t
hf
t1
21
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
13
2.直角角焊缝的受力分析 （1）侧面角焊缝（侧焊缝）
14
A. 应力分析
剪应力τf
N
N
lw
试验表明侧面角焊缝主要承受剪力，强度相对较 低，塑性性能较好。因外力通过焊缝时发生弯折，故 剪应力沿焊缝长度分布不均匀，两端大中间小，lw/hf 越大剪应力分布越不均匀。
15
B.侧面角焊缝（侧焊缝）破坏形式
3
C=0.5~2mm
（a）
α
p
C=2~3mm
（C）
p
C=3~4mm
（e）
α
C=2~3mm
（b）
p
C=3~4mm
（d）
p
C=3~4mm
（f）
4
（2）V形、U形坡口焊缝单面施焊，但背面需进行 清根，再封底焊。
5
（3）对接焊缝的起、灭弧点已出现缺陷，一般用引弧 板引出，焊完后将其切去；不能用引弧板时，每条焊 缝的计算长度等于实际长度减去2t1。 t1—较薄焊件厚度：
当不满足上式时，可采用斜对
接焊缝连接如图 B。
N
Nsinθ
N sin
lwt
f
t
w
或f
w c
对接焊缝、角焊缝的构造和计算汇总
3.6.2角焊缝截面尺寸5-6搭接连接的构造要求-C、角焊缝的端部位于构件转角处时，应作2h的绕角焊，且角处必须连续施焊。-结-t1↓-连接设-≥5t1,25-D、在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度的5 ，-且不得小于25mm。
3.6.2角焊缝截面尺寸6-构造要求汇总-角焊缝构造尺寸要求-部位-项目-备注-h,≤1.2t1钢管构件除 ：-t≤6mm时，h,≤t-t为较薄焊件厚度，t-上限-对板件：-t>6mm时，h,≤t-1~2mm-为板 角焊缝的板件-圆孔或槽孔内的角焊缝，h,尚不宜大于圆孔直径-焊脚尺寸-和槽孔短径的1/3-hy-结-t2为 厚焊件厚（当-采用低氢型碱性焊条-下限-h,≥1.5Vi:当t2≤4时，h,=t-施焊时，t2可采用较-接 计-薄焊件的厚度。对自-动焊可减1mm:对单面-形焊应加1mm-若超出限值，则超出部-分在计算中不予考虑。 焊缝长度-Iw≤60h-内力沿侧缝全长均匀-L-分布者不限-1。≥8hf和40mm-板件端部-1,为每条侧 焊缝的-与节点板-长度lw-lw≥d-长度，d为两条侧面-仅用两侧-焊缝之间的距离-面角焊缝-连接-距离d d≤16t,t,>12mm时方d≤190mmt,≤12mm时）-t1为较薄焊件厚度-搭接连接-搭接最小-5 1及25mm
3.5.7典型节点（1一一焊缝轴心受力一一直缝-引弧板-钢结构的连接设计-直焊缝-W-焊缝应力验算-≤f" f"-式中：N一轴心拉力或压力-t,一焊缝厚度（不同板连接时为较小板厚）-1w一焊缝计算长度，有引弧板Lw L,无引弧板Lw=L一2t（较小板厚-”或f”一对接焊缝抗拉或抗压设计强度强度
3.5.7典型节点（1一一焊缝轴心受力一一斜缝-Ncos0-斜焊缝-Nsin-钢结构的连接设计-N sin -≤f"或f”-规范规定-焊缝应力-简化验算-Ncose-当tg0≤1.5，可不验算。-lw一斜焊缝计算长 ，-一对接焊缝抗剪设计强度强度
焊缝的结构与计算
引言概述焊缝是焊接过程中产生的一个连接点，它对于焊接接头的强度和耐用性至关重要。
焊缝的结构和计算是焊接工程师需要了解和掌握的重要知识。
本文将介绍焊缝的结构和计算的相关内容，帮助读者更好地理解焊缝的设计和评估。
正文内容一、焊缝的基本结构1.焊缝类型：介绍常见的焊缝类型，如角焊缝、对接焊缝、搭接焊缝等。
2.焊缝特点：简要描述焊缝具有的特点，如强度、刚度和韧性等。
3.焊缝元素：分析焊缝的组成部分，如焊脚、根部和顶部等。
二、焊缝的强度计算1.强度计算原理：介绍焊缝强度计算的基本原理，如拉力计算和剪力计算等。
2.拉力计算：详细解释焊缝受拉力作用下的强度计算方法和公式。
3.剪力计算：详细解释焊缝受剪力作用下的强度计算方法和公式。
4.弯曲计算：介绍焊缝受弯曲作用下的强度计算方法和公式。
5.压力计算：解析焊缝受压力作用下的强度计算方法和公式。
三、焊缝的耐久性评估1.腐蚀性评估：介绍如何评估焊缝在不同环境条件下的耐腐蚀性能。
2.疲劳性评估：解释焊缝在循环加载下的疲劳寿命评估方法和准则。
3.高温性能评估：介绍焊缝在高温环境下的耐久性评估方法和标准。
4.其它考虑因素：讨论其他可能影响焊缝耐久性的因素，如焊接接头的设计和施工质量等。
四、焊缝的质量控制1.焊接材料的选择：介绍选择合适的焊接材料对焊缝质量的影响。
2.焊接参数的优化：讨论焊接过程中参数的选择和优化，以确保焊缝质量。
3.焊接质量检测：介绍焊接过程中常用的焊缝质量检测方法，如X射线检测和超声波检测等。
五、焊缝的设计与优化1.设计原则：介绍焊缝设计的基本原则，如尽量减小应力集中和提高焊缝的强度等。
2.焊缝几何形状：讨论焊缝几何形状对焊缝强度和耐久性的影响。
3.焊接顺序：解释焊接过程中焊接顺序对焊缝质量和性能的影响。
4.焊接变形控制：探讨如何控制焊接变形对焊缝质量的影响。
5.焊接后加工：介绍焊接后的加工操作对焊缝质量的影响和优化方法。
总结本文从焊缝的基本结构开始，详细介绍了焊缝的强度计算、耐久性评估、质量控制和设计与优化等方面的内容。
角焊缝的构造与计算
4.有效厚度
图4-11 端缝和侧缝
图4-12 焊缝的有效厚度
式中： ——两焊脚边的夹角， ——焊脚尺寸。
二、角焊缝的计算 角焊缝的计算包括如下几个类型： 1.端缝、侧缝在轴向力作用下的计算 2.角钢杆件与节点板连接，承受轴向力N 3.弯矩、剪力、轴力共同作用下的顶接连接角焊缝 4.牛腿在弯矩、剪力共同作用下的角焊缝连接计算 5.扭矩、剪力、轴力共同作用下的搭接连接角焊缝
表4-3 角焊缝的构造要求
部位
项目
构造要求
备注
焊脚尺寸 hf
焊缝长度 lw
端部仅有两侧面 角焊缝连接 端部 搭接连接
上限
对板边：
下限
；当
上限
（受动力荷载）； （其他情 况）；
下限 长度 lw
8hf或 40mm，取两者最大值
距离 l0
转角
搭接最 小长度
转角处加焊一段长度 2hf（两 面侧缝时）或用三面围焊 5t1或 25mm，取两者最大值
弯矩M作用下，x方向应力 剪力作用下，y方向应力 轴力N作用下x方向应力
M、V和N共同作用下，焊缝上或下端点最危险处应满足：
式中：
如果只承受上述M、N、V的某一、两种荷载时，只取其相应的
应力进行验算。
4. 牛腿在弯矩、剪力共同作用下的角焊缝连接计算:
M＝Ve
图4-17 M、V共同作用下角焊缝计算
[解]记角钢背部为1，角钢趾部为2，角钢端部为3 (1)当采用三面围焊时 角焊缝的焊脚尺寸hf
最小 最大 采用hf ＝8mm，满足上述要求。 轴力N的设计值
构件截面上的应力
设计三面围焊时，实质上是把荷载N分解成各段焊缝的受力N1、 N2和N3，使它们的合力与N相平衡。
焊缝的结构与计算知识讲解
C=0.5~2mm
（a）
α
p
C=2~3mm
（C）
p
C=3~4mm
（e）
α
C=2~3mm
（b）
p
C=3~4mm
（d）
p
C=3~4mm
（f）
4
（2）V形、U形坡口焊缝单面施焊，但背面需进行 清根，再封底焊。
5
（3）对接焊缝的起、灭弧点已出现缺陷，一般用引弧 板引出，焊完后将其切去；不能用引弧板时，每条焊 缝的计算长度等于实际长度减去2t1。 t1—较薄焊件厚度：
τmax
ττ1
A.对于焊缝的σmax和τmax应满足式3-2和3-3要求；
2 1
3
2 1
1.1 ftw
(3 31)
B.对于翼缘与腹板交接点焊缝（1点），其折算应 力尚应满足下式要求：
考虑最大折算应力只在局部出现的强度增大系数。
11
三.角焊缝的构造与计算
1.角焊缝的形式和受力分析 （1）角焊缝的形式: 直角角焊缝、斜角角焊缝
焊缝的构造与计算
焊接培训教材
张明录
目录
一 对接焊缝的构造与计算 二 角焊缝的构造与计算 三 直角角焊缝连接计算 四 直角角焊缝的强度计算
一.对接焊缝的构造与计算
1.对接焊缝的构造 （1）对接焊缝的坡口形式: 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。 1)当:t<6mm(手工焊),t<10mm(埋弧焊)时可不做坡 口,采用直边缝; 2)t=7~20mm时，宜采用单边V形和双边V形坡口; 3)t>20mm时，宜采用U形、K形、X形坡口。 t--焊件厚度
当不满足上式时，可采用斜对
接焊缝连接如图 B。
对接焊缝、角焊缝的构造和计算
具体 要求 详见 规范
不应太大 —— 否则焊缝冷却后产生较大变形 较薄焊件容易烧穿
3.6.2 角焊缝截面尺寸（2）
（2）最大焊脚尺寸hf,max
3 钢 结 构 的 连 接 设 计
hf,max≤1.2t1
式中: t1---较薄焊件厚度。
钢管构件除外
对于板件边缘的角焊缝：
当 t≤6mm时，hf,max≤t； 当 t >6mm时， hf,max ≤ t -(1~2)mm； 对圆孔或槽孔内的角焊缝，焊脚尺寸尚不宜大于 圆孔直径或槽孔短径的1/3
可不设斜坡
引弧板
不同厚度
3.5.3 焊缝截面 焊缝截面厚度－－焊缝所连接板件的较薄厚度；
3 钢 结 构 的 连 接 设 计
焊缝截面计算长度－－
采用引弧板时，焊缝全长有效； 未采用引弧板时，计算焊缝长度=焊缝长度减去2t。 t为对接接头中为连接件的较小厚度；在T形接头中为腹 板厚度; 3.4.4 传力特性 （1）焊缝传递焊件拼接处所承受的构件内力
3.5.7 典型节点（1）－－焊缝轴心受力－－直缝 直缝
3 钢 结 构 的 连 接 设 计
引弧板
直 焊 缝
焊缝应力验算
N — 轴心拉力或压力 式中：
N f t w 或 f cw l wt w
tw — 焊缝厚度（不同板连接时为较小板厚） lw — 焊缝计算长度，有引弧板lw＝L， 无引弧板lw＝L－2t（较小板厚）
3.5.7典型节点（4）－－牛腿焊接－－弯矩、剪力、轴力作用
3 钢 结 构 的 连 接 设 计
N My1 N My V 1 f t w ( f cw ) 2 2 , 2 ' , Aw I w Aw Aw I w N My3 V 3 , 3 ' zs 32 3 32 1.1 f t w Aw I w Aw
对接焊缝、角焊缝的构造和计算
3.5.1对 接 焊 缝的 构 造：坡口形式
板厚 t < 10 mm
板厚 t = 10 ~ 20 mm
3
钢
结
构
的 连
直边缝
接
设
计
单边V形缝 板厚 t > 20 mm
双边V形缝
U形缝
K形缝
X形缝
3.5.2其它构造
3
不同宽度
钢 结 构 的 连 接 设 计
不同厚度
可不设斜坡 引弧板
直
结
焊
构 的
缝
连
接
设
计
焊缝应力验算
N lwtw
ftw 或
f
w c
式中：N — 轴心拉力或压力
tw — 焊缝厚度（不同板连接时为较小板厚）
lw — 焊缝计算长度，有引弧板lw＝L， 无引弧板lw＝L－2t（较小板厚）
ftw
或
f
w c
— 对接焊缝抗拉或抗压设计强度强度
3.5.7典型节点（1）－－焊缝轴心受力－－斜缝
3.6.2 角焊缝截面尺寸（6）构造要求汇总
角焊缝构造尺寸要求
部位 项目
构造要求
备注
上限
3
焊脚尺寸
钢 结
hf
构
的
连
下限
接
设
计
焊缝长度 lw
上限 下限
h f 1.2t1 （钢管构件除外）；
t
对板件：
6mm时，h f
t
t 6mm时，h f t (1 ~ 2)mm
圆孔或槽孔内的角焊缝， h f 尚不宜大于圆孔直径
的
钢结构的连接—对接焊缝的构造和计算
对接焊缝的计算示例
当焊件厚度很小(手工焊6mm，埋弧焊l0mm)时，可用直 边缝。对于一般厚度的焊件可采用具有斜坡口的单边V形或 V形焊缝。斜坡口和根部间隙b共同组成一个焊条能够运转 的施焊空闻，使焊缝易于焊透；钝边p有托住熔化金属的作 用。对于较厚的焊件(t>20mm)，则采用U形、K形和X形坡 口。对于V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。
直【缝解连】接其计算长度lw＝500-2×12=476mm。焊缝正应力为：
N lwt
1100103
47612
192.6N/mm2
ftw
185N/mm2
不满足要求，改用斜对接焊缝，取截割斜度为1.5:l，即 tan 1.5
θ=56°。斜缝计算长度lw＝500/sin-2×12=579mm。故此时
1.对接焊缝受轴心力作用
N lwt
f
t
w或f
w c
式中 N轴心拉力或压力；
lw 焊缝的计算长度。施焊时，焊缝两端设置引 弧板和引出板时，等于焊缝的实际长度；无引弧板和引出板
时，每条焊缝的计算长度等于实际长度减去2t；
t在对接接头中连接件的较小厚度；在T形接头中 为腹板厚度；
f
t
w、f
w c
对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值
对接焊缝的计算示例
对接焊缝的计算示例
接焊缝的焊件为了保证焊透常需做成坡口，故又叫坡口焊 缝。对接焊缝的坡口形式有直线形(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，
坡口形式和尺寸(间隙b、钝边p和坡口角等)的选择没 有一成不变的模式，应根据板厚、施工条件(设备条件、采 用手工焊或自动焊、焊件是否能翻身、选用的焊接参数等) 具体情况而定，主要目的是为了既要保证焊透，又要尽量减 少焊缝金属和使施工方便。
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3.5.7典型节点（4）－－牛腿焊接－－弯矩、剪力、轴力作用
3 钢 结 构 的 连 接 设 计
N My1 N My V 1 f t w ( f cw ) 2 2 , 2 ' , Aw I w Aw Aw I w N My3 V 3 , 3 ' zs 32 3 32 1.1 f t w Aw I w Aw
' Aw h0t w
zs 22 3 22 1.1 ft w
4
N My4 ft w Aw I w
——焊缝有效抗剪面积，
Aw
——整个焊缝截面的面积；
3.6 角焊缝的构造和计算 3.6.1 角焊缝的构造 ： 角焊缝的截面
3 钢 结 构 的 连 接 设 计
（1）按两焊角边夹角划分
f
w v
f fw
≤16
215 205 200 190 310 295 265 250 350 335 315 295 380 360 340 325
215 205 200 190 310 295 265 250 350 335 315 295 380 360 340 325
125 120 115 110 180 170 155 145 205 190 180 170 220 210 195 185 220 220 200 160
自动焊、 半自动 焊和 E55 型焊条 的手工焊
3 钢 结 构 的 连 接 设 计
3.5.6 计算步骤 1. 确定计算截面上的内力（荷载效应） 2. 确定焊缝质量检验等级－－ 根据结构重要性、荷载特性、焊缝形式、工作 环境以及应力状态等－－对接焊缝一般均有全熔透 要求，等级为二级或一级 3. 确定焊缝强度设计值 抗拉强度 抗压强度 抗剪强度 4. 计算焊缝截面特性 截面面积A、惯性矩I、截面模量W、面积矩S等 5. 应力计算 6. 强度校核
直角焊缝
斜角焊缝
除钢管结构外, 对于α>135o或α<60o斜角角焊缝, 不 宜用作受力焊缝。
角焊缝截面 （2）按焊缝截面形式划分
施焊方便，最常用
3 钢 结 构 的 连 接 设 计
适宜动力荷载，但施焊不便
普通型
平坡型
深熔型
在直接承受动力荷载的结构中，正面角焊缝宜采用平坦型， 且长边沿内力方向；
角焊缝截面 （2）按焊缝方向与受力方向分
可不设斜坡
引弧板
不同厚度
3.5.3 焊缝截面 焊缝截面厚度－－焊缝所连接板件的较薄厚度；
3 钢 结 构 的 连 接 设 计
焊缝截面计算长度－－
采用引弧板时，焊缝全长有效； 未采用引弧板时，计算焊缝长度=焊缝长度减去2t。 t为对接接头中为连接件的较小厚度；在T形接头中为腹 板厚度; 3.4.4 传力特性 （1）焊缝传递 接 设 计
自动焊、 半自动 焊和 E43 型焊条 的手工焊 Q235 钢
>16～40 >40～60 >60～100
自动焊、 半自动 焊和 E50 型焊条 的手工焊 Q345 钢
≤16 >16～35 >35～50 >50～100 ≤16 >16～35 Q390 钢 >35～50 >50～100 ≤16 >16～35 Q420 钢 >35～50 >50～100
lw — 斜焊缝计算长度，
— 对接焊缝抗剪设计强度强度
3.5.7 典型节点（2）－－梁的拼接－－弯矩、剪力、轴力作用
平板梁
3 钢 结 构 的 连 接 设 计
工字形梁
弯矩 M 剪力 V
应力分布 应力分布
弯矩 M 剪力 V 轴力 N
max
M f t w ( f cw ) Wx
应力分 布
max
3 钢 结 构 的 连 接 设 计
角焊缝
侧焊缝（与力平行）
端焊缝（与力垂直）
3.6.2 角焊缝截面尺寸（1） （1）角焊缝焊脚尺寸 hf
焊脚尺寸是指角焊缝根角至焊缝截面外边缘（焊趾）的尺寸
3 钢 结 构 的 连 接 设 计
t2
hf
t t1
hf
t1
不应太小 —— 否则不能焊透，导致实际承载力不
足
焊缝冷却太快容易开裂
VS w f vw I wtw
zs 12 3 12 1.1 f t w
3.5.7典型节点（3）－－牛腿焊接－－弯矩、剪力作用 弯矩 M
3 钢 结 构 的 连 接 设 计
剪力 V
焊缝截 面 a
tw
应力分 布
梁柱连接处 柱牛腿处
V ' Aw
与一般梁中连接计算不同：剪力仅由梁或牛腿腹板承受
（2）力线没有转折（或基本没有转折）
3.5.4 焊缝强度设计值
焊接方法 和焊条型号 牌号
构件钢材 抗压
对接焊缝 焊缝质量为下列等级时， 抗剪 抗拉 一级、二级
角焊缝 抗拉、 抗压 和抗弯
厚度或直径 （mm）
f
w c
ftw
三级 185 175 170 160 265 250 225 210 300 285 270 250 320 305 290 275
3.5.7 典型节点（1）－－焊缝轴心受力－－直缝 直缝
3 钢 结 构 的 连 接 设 计
引弧板
直 焊 缝
焊缝应力验算
N — 轴心拉力或压力 式中：
N f t w 或 f cw l wt w
tw — 焊缝厚度（不同板连接时为较小板厚） lw — 焊缝计算长度，有引弧板lw＝L， 无引弧板lw＝L－2t（较小板厚）
具体 要求 详见 规范
不应太大 —— 否则焊缝冷却后产生较大变形 较薄焊件容易烧穿
3.6.2 角焊缝截面尺寸（2）
ft w 或 fcw — 对接焊缝抗拉或抗压设计强度强度
3.5.7典型节点（1）－－焊缝轴心受力－－斜缝 斜缝
斜 焊 缝
3 钢 结 构 的 连 接 设 计
焊缝应力 简化验算
N sin f t w 或 f cw lwt w
N cos f vw lwt w
fVw
规范规定
当 tg 1.5 ，可不验算。
3.5 对 接 焊 缝的构造和计算 3.5.1对 接 焊 缝的 构 造：坡口形式
板厚 t = 10 ~ 20 mm 板厚 t < 10 mm
3 钢 结 构 的 连 接 设 计
直边缝
单边V形缝
板厚 t > 20 mm
双边V形缝
U形缝
K形缝
X形缝
3.5.2其它构造
3 钢 结 构 的 连 接 设 计
不同宽度