焊接接头及其静载强度
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
焊接接头设计中的疲劳分析和强度校核方法
焊接接头设计中的疲劳分析和强度校核方法引言：焊接接头在工程结构中广泛应用，其质量直接关系到工程的安全和可靠性。
疲劳分析和强度校核是焊接接头设计中必不可少的环节，本文将探讨焊接接头的疲劳分析方法和强度校核方法。
一、焊接接头的疲劳分析方法焊接接头在使用过程中会受到循环加载的作用，长期受力容易引起疲劳破坏。
因此，疲劳分析是焊接接头设计的重要一环。
1. 确定加载条件疲劳分析的第一步是确定加载条件，包括加载幅值和加载频率。
通过实际工况和使用环境，了解焊接接头在使用过程中所受到的加载情况，确定加载条件。
2. 确定应力集中区域焊接接头的应力分布通常不均匀，存在应力集中的区域。
通过有限元分析等方法，确定焊接接头的应力集中区域，为后续的疲劳分析提供准确的应力数据。
3. 确定疲劳寿命曲线根据焊接接头的材料和加载条件，确定疲劳寿命曲线。
疲劳寿命曲线描述了焊接接头在不同加载次数下的寿命，可以用于预测焊接接头的使用寿命。
4. 进行疲劳分析根据确定的加载条件、应力集中区域和疲劳寿命曲线，进行疲劳分析。
通过计算焊接接头在不同加载次数下的应力，与疲劳寿命曲线进行对比，判断焊接接头的疲劳寿命是否满足要求。
二、焊接接头的强度校核方法除了疲劳分析外，强度校核也是焊接接头设计中的重要环节。
强度校核旨在保证焊接接头在正常工作条件下不发生塑性变形和破坏。
1. 确定加载条件强度校核的第一步是确定加载条件，包括静载和动载。
静载是指焊接接头所受到的常规静态加载，动载是指焊接接头所受到的冲击或振动加载。
2. 确定应力分布根据加载条件和焊接接头的几何形状，确定焊接接头的应力分布。
通过有限元分析等方法，计算焊接接头在加载条件下的应力分布。
3. 确定强度校核方法根据应力分布和焊接接头的材料性能，确定强度校核方法。
常用的强度校核方法有极限强度法、应力应变法和断裂力学法等。
4. 进行强度校核根据确定的强度校核方法，进行强度校核。
通过计算焊接接头在加载条件下的应力和应变，与强度校核方法进行对比，判断焊接接头的强度是否满足要求。
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)
€
...... ........
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
第九课 焊接接头静载强度计算
τ= α
∑l
F
=
F 0.7 K
∑l
≤ [τ ' ]
7
例四：将100×100×10mm的角钢用角焊缝搭接在一块钢 板上，受拉伸时要求与角钢等强度，试计算接头的合理 尺寸K和L应该是多少？ 解：由手册查得角钢 截面积A＝19.2cm2，许用拉应力[σt’]=160Mpa 焊缝的许用应力[τ‘]＝100Mpa，角钢的重心距e=28.3mm 则角钢的许用载荷[F]＝A [σt’]＝19.2×10-4×160×106 ＝307200N，设接头上各段焊缝中的切应力都达到焊缝许 用切应力，若取K＝10mm，则所需焊缝总长为： ΣL＝F/（0.7K[τ’]）＝307200/（0.7×10×10-3×100 × 106）＝0.439m=439mm
第二节 焊接应力集中
1.应力集中的概念 在焊接结构几何形状突变处或不连续处应力突 然增大的现象。
K
T
σ = σ
max m
2.焊接接头中产生应力集中的原因 （1）焊接工艺缺陷 （2）焊接接头处几何形状的改变 （3）不合理的接头形式和不合理的焊缝外形
1
第三节 焊接接头的静载强度计算
一、工作焊缝和联系焊缝
8
合理布置焊缝： 正面角焊缝L3＝100mm，则侧面角焊缝总长为 339mm，考虑到两侧角焊缝均匀受力及合力作用线 应当通过角钢重心，根据力的平衡原理，可得出下 列方程组：
L1 + L 2 = 339 L1e = L 2( L3 e)
解方程组得：L1＝243mm，L2＝97mm 实际取L1＝250mm，L2＝100500mm的钢板对接在 一起，两端受284000N的拉力，材料为Q235-A钢， [σt’]＝142Mpa，试校核其焊缝强度。 解： σt＝F/（Lδ1）＝284000/（500×5）＝ 113.6Mpa 例二：两块板厚为10mm的钢板对接，焊缝受 29300N的切力，材料为Q235-A钢，试设计焊缝的 长度（钢板宽度）,[τ/]=98MPa。 解：由 得 Q Q Q '
第二节主静载钢结构强度计算
第二节焊接接头的静载强度计算一、焊缝的符号及标注焊缝符号是工程语言的一种，是用符号在焊接结构设计的图样中标注出焊缝形式、焊缝和坡口的尺寸及其他焊接要求。
我国的焊缝符号是由国家标准GB/T324—1988统一规定的。
1．焊缝符号一般由基本符号与指引线组成。
必要时还可加上辅助符号、补充符号和焊缝尺寸符号。
其详细内容如下：(1)常用焊接方法的代号GB/T5185—1985《金属焊接及钎焊方法在图样上的表示代号》规定了各种焊接方法用阿拉伯数字代号表示。
常用焊接方法的数字代号见表4-2-1。
表4-2-1常用焊接方法的数字代号(2)基本符号基本符号是表示焊缝横截面形状的符号，见表4-2-2。
表4-2-2基本符号①不完全熔化的卷边焊缝用I形焊缝符号来表示，并加注焊缝有效厚度S。
(3)辅助符号辅助符号是表示焊缝表面形状特征的符号。
如提出对焊缝表面形状和焊缝如何布置等要求，均可以用辅助符号表示（表4-2-3）。
不需要确切地说明焊缝的表面形状时，可以不用辅助符号。
辅助符号的应用示例，见表4-2-4。
表4-2-3辅助符号表4-2-4辅助符号的应用示例(4)补充符号补充符号是为了补充说明焊缝的某些特征而采用的符号，见表4-2-5表4-2-5 补充符号（5）焊缝尺寸符号焊缝尺寸符号见表4-2-6表4-2-6 焊缝尺寸符号示例2．焊缝符号在图样上的表示方法一般箭头线相对焊缝的位置没有特殊要求，但在标注V、单边V、J等形焊缝时，箭头线应指向带有坡口一侧的焊件，如图4-34a、b所示。
必要时，允许箭头弯折一次，如图4-34e 所示。
基准线的虚线可以画在基准线的实线下侧或上侧。
基准线一般应与图样的底边平行，但在特殊条件下亦可与底边垂直。
为了能在图样上确切的表示出焊缝的位置，特将基本符号相对基准线的位置作如下规定：1)如焊缝在接头的箭头侧，则基本符号标在基准线的实线侧(图4-35a)。
2)如焊缝在接头的非箭头侧，则基本符号标在基准线的虚线侧(图4-35b)。
第十四章 _焊接接头强度及计算
2
440mm
角钢一段的正面角焊缝的长度l3=100mm，则两侧面角焊缝的总长为 440-100=340mm。根据材料手册查得角钢的轴线位置e1=28.4mm， e2=71.6mm。两侧面角焊缝受力应满足以下关系： 0.7Kl1[]e1=0.7Kl2[]e2 因此，l2的长度应为： l2=340×28.4%=97mm，l1=340-97=243mm 取整后得，l1=250 mm，l2=100 mm。 说明：必须合理布置焊缝，才能达到受力均衡，保证接头的强度。
1．工作焊缝
2．联系焊缝
材料学院连接与电子封装中心
第三节 焊接接头强度计算基础 一、焊接接头的组配 1 1. 高组配 焊缝金属的强度高于母材金属时称为高 组配。高组配的焊接接头中，断裂多发生在母材 金属上。 2. 低组配 焊缝金属的强度低于母材金属时称为低 组配。低组配的焊接接头中，断裂多发生在焊缝 金属上。
1．对接接头
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
材料学院连接与电子封装中心
2．搭接接头
材料学院连接与电子封装中心
3．T形接头（十字接头）
材料学院连接与电子封装中心
• 其他因素：焊后热处理、矫正变形等
材料学院连接与电子封装中心
二、焊缝的基本形式
1．对接焊缝 2．角焊缝
材料学院连接与电子封装中心
焊角尺寸：K 计算断面：a所在的截面
材料学院连接与电子封装中心
三、焊接接头的基本形式
1．对接接头 2．搭接接头
焊接接头静载强度
焊接接头静载强度焊接接头静载强度是指在静态负载作用下，焊接接头所能承受的最大力量或应力值。
它是评估焊接接头连接质量和可靠性的重要指标。
正确评估焊接接头的静载强度对于工程设计、结构安全和质量控制具有重要意义。
焊接接头静载强度的相关参考内容主要包括以下几个方面：1. 国家标准和规范：国家标准和规范对于焊接接头的静载强度提供了详细的要求和测试方法。
例如，中国标准《钢结构焊接接头验收规范》（GB 50661-2011）和《钢结构焊接规范》（GB 50017-2017）等。
2. 实验研究：焊接接头的静载强度可以通过实验研究来获取。
相关文献中可以找到不同焊接接头类型和材料的静载强度测试结果。
例如，通过拉伸试验、剪切试验或弯曲试验等，评估焊接接头的强度性能。
3. 材料力学性能：焊接接头的静载强度与焊接材料的力学性能密切相关。
焊接接头通常由金属材料组成，如钢材、铝合金等。
参考焊接材料的材料力学性能指标，如屈服强度、断裂强度、弹性模量等，可以帮助评估焊接接头的静载强度。
4. 焊接接头几何形状：焊接接头的几何形状对其静载强度有影响。
焊缝的长度、角度、厚度等参数会影响焊接接头的强度和刚度。
研究焊接接头几何形状与静载强度的关系，可以为焊接接头设计和优化提供参考。
5. 焊接接头质量评估方法：评估焊接接头质量的方法和标准也能提供一定的参考。
例如，焊接接头的检测和评估技术，如非破坏性检测（如超声波检测、射线检测等）和破坏性检测（如断口分析）等方法，可用于评估焊接接头的质量和缺陷。
总之，焊接接头静载强度评估需要综合考虑材料性能、几何形状、质量评估等多个因素。
通过参考相关标准和规范、实验研究成果、材料力学性能数据等，可以客观地评估焊接接头的静载强度，从而为工程设计和结构安全提供参考依据。
T形接头的焊缝静载强度计算公式推导及应用
由上 述 公 式 可 以得 出 ，如果 局 部 焊 接 时 ，最 好
的受 力 情 况 是 焊 缝 尽 量 从 拉 应 力 区端 部 开 始 焊 接 。 同时可 以得 出弯 曲力 矩 和焊缝 长度 一定 的情况 下 ． 挡板 高度 越 大 ，应力 越 小 。
对 已有 公 式计算 分 析 ：
Ｔ
中ｌ ・ ４ Ｋ 是 焊缝 横 截 面 积 （ 角 焊缝 最
） 。此公式 中切应力
窄截 面 ０ ． ７ Ｋ ｈ ，双面 焊接是 １ ．
与 焊缝 位 置 无 关 ，与 焊缝 长 度 成 反 比 ，焊缝 相 对
结 构 的上 下 位 置 变 化对 结 果 没 有 影 响 ．即是 否满 焊
到 了成 功 的应用
其 中 ：ｒ合 为 焊缝 许 用 应 力 ；
为 弯 矩 ＝ Ｐ Ｌ引起 的
切应力 ； 口 为力 Ｑ＝ Ｐ引起 的 切 应 力 ；Ｋ 为 焊 脚 ；ｈ
为 焊缝 长度 １ ． ２ 公式 分析
已有 的公 式 都是 按 照焊 缝 全 部 满 焊 计 算 的 ． 即 图 １中 的 ｈ ＝ Ｈ 而在 现 场 实 际 应用 中 ．往 往 只焊 接 板 宽 的一 部 分 ．如 图 ２所 示 ，在 此情 况 下 满 焊 缝 许
关 键 部 位 ．一 旦 焊 缝 断 裂 ．可 能 发 生 罐 体 倾 覆 事
中图 分 类 号 ：Ｔ Ｇ ４ ０ ７ 文 献 标 志 码 ：Ｂ
选用 《 焊接 结构 》 中的公 式 ：
０ 前 言
合 ＝
丽
Ｑ ＝ 丽Ｐ ， ７ ＂ Ｍ丽 ３ Ｐ 丽 Ｌ ，
，
焊接结构学-焊接接头及其静载强度
焊接结构制造工艺及实施（接头及静载强度）
20
二、电弧焊接头工作应力的分布
1 、对接接头的工作应力分布 对接接头的焊缝形状产生了结 构不连续性，因而引起不同的 应力分布，在焊缝与母材的过 渡处引起应力集中，最大应力 集中部位在焊趾。 应力集中的大小与余高和过渡 区半径有关。
降低 KT 方法：打磨余高、增
L 29300 N 10 98 MPa 29 . 9 mm
取L=32mm, 即当焊缝长度为32mm时,强度满足要求.
焊接结构制造工艺及实施（接头及静载强度）
30
2、搭接接头的静载强度计算
联合搭接角焊缝
计算公式：
F 0 .7 K L
[ ' ]
焊接结构制造工艺及实施（接头及静载强度）
⑤ 角焊缝都是在切应力的作用下破坏,按切应力计 算其强度.
焊接结构制造工艺及实施（接头及静载强度）
25
⑥ 角焊缝的破断面在角焊缝截面的最小高度上, 其值等于内接三角形高.
⑦ 余高和少量的熔深对接头的强度没有影响,但 是,在采用熔深较大的埋弧焊和CO2气体保护焊 时,应给予考虑,角焊缝计算断面高度a为: a=(K+p)cos45° 当K≤8mm时,可取a等于K; 当 K>8mm时,可取p=3mm.
加过渡区半径。
焊接结构制造工艺及实施（接头及静载强度）
21
2 、T型（十字）接头的工作应力
分布 T型（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。
焊接结构制造工艺及实施（接头及静载强度）
强度较高，优先选用
搭接接头 — 接头强度好。但受力复杂，应力集中严重， 易产生焊接缺陷。
焊接接头和结构的疲劳强度
第6章焊接接头和结构的疲劳强度§6-1 概述一、定义结构在变动载荷下工作，虽然应力低于材料的但在较长时间工作后仍发生断裂的现象叫金属的疲劳。
疲劳断裂金属结构失效的一种主要形式，大量统计资料表明，由于疲劳而失效的金属结构约占结构的90%例如：直升飞机起落架，疲劳断裂，裂纹从应力集中很高的角接板尖端开始，断裂时飞机已起落2118次。
再如：载重汽车的纵梁的疲劳裂纹，该梁承受反复的弯曲应力，在角钢和纵梁的焊接处，因应力集中很高而产生裂纹，开裂时该车运行3万公里。
可见，疲劳断裂是在正常的工作应力作用下经较长时间后产生的，也就是说疲劳断裂的结构是在应力低于许用应力的情况下产生的，这使我们联想到结构的低应力脆断，疲劳和脆断都是在低应力作用下产生的，那么它们之间有什么相同点和不同点呢？二、疲劳和脆断的比较疲劳和脆断都是低应力情况下的破坏，那么它们之间有什么异同三、疲劳的类型根据构件所受应力的大小、应力交变频率的高低，通常可以把金属的疲劳分为2类：一类为高速疲劳它是在应力低，应力交变频率高的情况下产生的，也叫应力疲劳，即通常所说的疲劳；另一类为低周疲劳，它是在应力高，工作应力近于或高于材料的屈服强度，应力交变频率低断裂时应力交变周次少（少于102—105次）的情况下产生的疲劳，也叫应变疲劳。
1、高速疲劳（应力疲劳）：载荷小（应力小），频率高，裂纹扩展速率小。
2、低周疲劳（应变疲劳）：应力高，频率低，裂纹扩展速率大。
焊接结构的疲劳破坏大部分属于第二类：低周疲劳。
§6-2 疲劳限的常用表示方法一、变动载荷（掌握σmax、σmix、σm、σa、r概念）金属的疲劳是在变动载荷下经过一定的循环周次后出现的，所以要首先了解变动载荷的性质。
变动载荷是指载荷的大小、方向或大小和方向都随时间发生周期性变化（或无规则变化）的一类载荷。
变动载荷的变化是如此的不同，那么该怎样来描述它的特性呢？除了无规则的变动载荷外，变动载荷的特性可用下列几个参量表示：σmax：应力循环内的最大应力σmin：应力循环内的最小应力σm =（σmax + σmin）/2：平均应力σa =（σmax－σmin）/2：应力幅值r =σmix /σmax：应力循环特征系数，r的变化范围是－∞～+1下面介绍几种典型的具有特殊循环特性的变动载荷：1、对称交变载荷应力波形如图，由图可见：这种变动载荷的σmin =－σmax应力循环特征系数r =－1 。
焊接结构学-焊接接头及其静载强度
焊接结构制造工艺及实施（接头及静载强度）
12
（3）、箭头线
对于焊缝的位置一般没有特殊的要求。当箭头线直接指向焊缝 时，可以指向焊缝的正面或反面。但当标注单边V形焊缝、带 钝边的单边V形焊缝、带钝边的单边J形焊缝时，箭头线应当指 向有坡口一侧的工件。如图a、b所示。
(a)
(b)
(c)
（4）、基准线的虚线也可以画在基准线实线的上方，如图c所 示。
l
' l
t
F L1
28400 N 500 mm 5 mm
113 . 6 MPa 't 142 MPa
所以该对接接头焊缝强度满足要求，结构工作时是安 全的。
焊接结构制造工艺及实施（接头及静载强度）
29
例2 两块板厚为10mm的钢板对接，焊缝受29300N 的切力，材料为Q235—A钢，试设计焊缝的长度 （钢板宽度）。 Q [ ' ] 可得 解 由公式 l 由 已 知 条 件 知 Q=29300N ， δ=10mm ； 由 表 中 查 得 [τˊ]＝98MPa，代入上式得
焊接结构制造工艺及实施（接头及静载强度）
26
电弧焊接头的静载强度计算
电弧焊接头静载强度计算的一般表达式为:
б ≤[б ˊ]或τ ≤[τ ˊ] 式中б,τ为平均工作应力; [бˊ] [τˊ]为焊缝的许用应力.
钢筋焊接接头试验方法标准
钢筋焊接接头试验方法标准钢筋焊接接头是钢筋混凝土结构中常见的连接方式，其质量直接影响着整个结构的安全性和稳定性。
为了保证钢筋焊接接头的质量，需要进行严格的试验和检测。
本文将介绍钢筋焊接接头试验方法的标准，以便工程师和相关人员能够准确进行试验和评估。
1.试验前准备。
在进行钢筋焊接接头试验之前，首先需要对试验设备进行检查和校准，确保其工作正常。
同时，还需要准备好试验所需的钢筋样品、焊接材料、试验工具等。
另外，还需要制定试验方案和记录表格，以便对试验过程和结果进行记录和分析。
2.试验方法。
钢筋焊接接头试验的方法主要包括静载试验、疲劳试验和冲击试验。
静载试验是通过施加静态荷载来测试接头的承载能力和变形情况；疲劳试验是通过反复加载来模拟接头在长期使用过程中的疲劳破坏情况；冲击试验是通过施加冲击载荷来测试接头的抗冲击能力。
这些试验方法可以全面评估钢筋焊接接头的性能和可靠性。
3.试验过程。
在进行试验时，需要严格按照试验方案和操作规程进行操作，确保试验过程的准确性和可靠性。
在施加荷载时，需要逐步增加载荷，并及时记录和观察接头的变形和破坏情况。
在疲劳试验中，需要根据设计要求进行加载次数和幅值的设定，以模拟实际使用条件下的疲劳破坏情况。
4.试验结果评定。
根据试验结果和记录，可以对钢筋焊接接头的质量进行评定。
通过对接头的承载能力、变形情况、疲劳寿命和抗冲击能力等指标进行分析和比较，可以评估接头的质量是否符合标准要求。
同时，还可以根据试验结果对接头的设计和施工进行调整和改进，以提高接头的质量和可靠性。
5.试验报告。
最后，需要对试验过程和结果进行总结和归档，编写试验报告。
试验报告应包括试验目的、试验方法、试验过程、试验结果和评定结论等内容，以便对试验过程和结果进行复核和查阅。
试验报告的编写应准确、清晰、完整，以便他人能够理解和参考。
总结。
钢筋焊接接头试验方法标准的制定和执行，对于保障钢筋混凝土结构的安全和可靠性具有重要意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图 1-18
返回
图 1-19
返回
图 1-20
返回
图 1-21
返回
图 1-22
返回
图 1-23
返回
图 1-24
返回
图 1-25
返回
图 1-26
返回
图 1-27
返回
图 1-28
返回
图 1-29
返回
图 1-30
返回
图 1-31
返回
图 1-32
返回
图 1-33
返回
图 1-34
加盖板搭接接头应力不均匀程度大，添加正面角焊缝后应力分布得到 改善，但是加盖板接头还是不宜采用，尤其在承受动载的结构中疲劳 强度极低。 • 4.断续角焊缝接头的工作应力分布 • 如图1-28所示，断续角焊缝在每段短焊缝的起点和终点处都会引起 应力集中。 • 各种熔焊接头都存在不同程度的应力集中，但是并不是所有情况下 应力集中都影响强度。当材料有足够的塑性，焊缝中应力由于塑性变 形过程会均匀化，此时应力集中对静载强度没有影响。
返回
图 1-35
返回
图 1-36
返回
图 1-37
返回
表 1-1
返回
表 1- 1-4
返回
表 1-4（续）
返回
表 1-4（续）
返回
表 1-5
返回
表 1-6
返回
表 1-7
返回
表 1-8
返回
上一页 下一页 返回
第一节 焊接接头的组成和基本形式
• (4)角接接头。角接接头多用于箱形构件上，其承载能力视其连接形 式，如图1-14所示。
• (5)端接接头。端接接头是两被焊工件重叠放置或两被焊工件之间的 夹角不大于30、在端部进行连接的接头。这种接头通常用于密封，如 图1-15所示，其中卷边接头可以分属于对接接头、角接接头和端接接 头。
等因素进行选择。 • 1.焊缝的基本形式 • 焊缝是构成焊接接头的主体部分，对接焊缝和角焊缝是两种基本形
式。
上一页 下一页 返回
第一节 焊接接头的组成和基本形式
• (1)对接焊缝。对接焊缝的待焊边缘可分为卷边、平对接和加工成 各种形式的坡口。所谓坡口是指根据设计或工艺需要，在焊件的待焊 部位加工并装配成一定几何形状的沟槽。开坡口的目的主要是为了得 到焊件厚度上全部焊透的焊缝常用的坡口形式有I形坡口、V形(或带 钝边)坡口、单边V形(或带钝边)坡口、K形(或带钝边)坡口、U形(或带 钝边)坡口和X形(或带钝边)坡口等，如图1-4所示。图1-5为对接焊缝 坡口形式及尺寸举例。
第一章焊接接头及其静载强度
• 第一节 焊接接头的组成和基本形式 • 第二节 熔焊接头的工作应力分布 • 第三节 电弧焊接头静载强度计算 • 第四节 焊缝符号
返回
第一节 焊接接头的组成和基本形式
• 一、焊接接头的组成和基本属性 • 根据焊接方法的不同，焊接接头可以分为熔焊接头、压焊接头和钎
焊接头。由于熔焊方法是最广泛、最普遍的焊接方法，因此，本章以 熔焊接头为重点介绍对象。 • 熔焊焊接接头是由焊缝金属、熔合区和热影响区组成的。焊缝金属 是由焊接填充材料和部分母材熔化冷却凝固而形成的铸造组织，其组 织和性能不同于母材;焊接热影响区(HAZ )是在接近焊缝两侧的母材， 由于受到焊接的热作用，其金相组织和力学性能变化的区域;焊缝向 热影响区过渡的区域称为熔合区，由于很窄(低碳钢和低合金钢的熔 合区为0. 1-0. 5 mm)，所以也称为熔合线。
力又有切应力，应力分布更为不均，受外力情况以图1-25所示最为普 遍 • 从图1-26(a)所示可以看出，当两块被连接的搭接板的断面面积不相 等时，切应力分布将不对称于焊缝中点，而是靠近小断面一端的应力 高于靠近大断面的一端。
上一页 下一页 返回
第二节 熔焊接头的工作应力分布
• (3)联合角焊缝工作应力分布。 • (4)加盖板接头工作应力分布。如图1-27所示，只有侧面角焊缝的
上一页 下一页 返回
第二节 熔焊接头的工作应力分布
• 3.搭接接头 • 根据搭接接头角焊缝受力的方向，可将角焊缝分为正面角焊缝、侧
面角焊缝和斜向角焊缝，如图1-22所示。 • (1)正面角焊缝工作应力分布。如图1-23所示。 • 正面角焊缝搭接接头以图1-24所示的受力情柳应用最普偏 • (2)侧面角焊缝工作应力分布。侧面角焊缝连接的搭接接头既有正应
上一页
返回
第二节 熔焊接头的工作应力分布
• 一、应力集中的概念及产生原因 • 在外力作用下，接头部位产生的应力称为工作应力。由于焊缝的形
状和位置的不同，焊接接头工作应力的分布是不均匀的，其最大应力 σ max,比平均应力σ m.高的现象称为应力集中。应力集中的大小常以 应力集中系数表示为 • K T = σ max / σ m • 二、工作焊缝和联系焊缝 • 根据焊缝在结构中传递载荷的情况，焊缝可分为工作焊缝和联系焊 缝。 • 工作焊缝是与载荷方向垂直的焊缝，它起着传递全部载荷的作用， 一旦破坏结构就失效。
上一页
返回
图 1-1
返回
图 1-2
返回
图 1-3
返回
图 1-4
返回
图 1-5
返回
图 1-6
返回
图 1-7
返回
图 1-8
返回
图 1-9
返回
图 1-10
返回
图 1-11
返回
图 1-12
返回
图 1-13
返回
图 1-14
返回
图 1-15
返回
图 1-16
返回
图 1-17
返回
上一页
返回
第三节 电弧焊接头静载强度计算
• 一、电弧焊接头强度计算的假设 • 熔焊接头强度常用计算方法是简化计算法，即在一定的假设前提下
进行，这些假设如下。 • (1)残余应力和应力集中对接头强度没有影响，接头的工作应力是
均布的，以平均应力计算; • (2)焊脚尺寸对角焊缝的强度没有影响;正面角焊缝和侧面角焊缝的
• 对于不等厚度焊成的对接接头，应在厚板连接处作出单面或双面斜
度，并使两板的中心线偏差尽量减小，以减小应力集中现象，图1-18 所示为GB 150对压力容器接头的加工要求。 • 2. T形接头 • T形接头焊缝向母材过渡较急剧，应力分布极不均匀，在角焊缝焊 根和焊趾处存在较大的应力集中，如图1-19所示 • T(十字)形接头应尽量避免在其板厚方向承受高拉应力，因轧制板材 常有夹层缺陷，尤其厚板更易出现层状撕裂，所以应将其工作焊缝转 化为联系焊缝，如图1-20所示如果两个方向都承受拉应力，则宜采用 圆形、方形或特殊形状的轧制、锻件插入件，如图1-21所示
包含在某个文件中，采用封闭尾部给出该文件的编号(如WPS编号或 表格编号等)，见图1-34 • 二、焊缝符号的标注方法 • 焊缝符号必须通过指引线及有关规定才能准确无误地表示焊缝。由 箭头线和两条基准线两部分组成，如图1-35所示。 • 对称焊缝或明确焊缝位置的双面焊缝可省略虚线。此外，标准还规 定，必要时焊缝基本符号可附带有尺寸符号及数据，其标注原则如 图1-36所示。 • 焊接符号和焊接方法代号的标注原则列举如图1-37所示。
• 二、电弧焊接头的静载强度计算 • 1.对接接头静载强度计算 • 不同板厚的对接接头(如图1-30所示)。 • 2.搭接接头静载强度计算 • (1)受拉、受剪时搭接接头强度计算。图1-31所示，搭接接头在受
拉、受压时的强度。 • (2)受弯时搭接接头强度计算。搭接接头受弯时，强度计算可采用最
方便的分段计算法。图1-32所示为分段计算法示意。 • 3. T形接头静载强度计算 • (1)载荷平行于焊缝轴线的T形接头强度计算。图1-33(a)所示为载荷
下一页 返回
第二节 熔焊接头的工作应力分布
• 联系焊缝是与载荷方向平行的焊缝，只起联系作用，受力时将与基本 金属一起变形，焊缝一旦破坏，结构不会立即失效，因而在许多情况 下对结构强度不造成影响。图1-16(a)、图1-16(c)所示的是工作焊缝; 图1-16(b) ,图1-16(d)所示的是联系焊缝。
• 图1-6(a)所示的是对接焊缝几何形状参数;如图1-7所示的是对接焊缝 坡口几何尺寸参数。
上一页 下一页 返回
第一节 焊接接头的组成和基本形式
• (2)角焊缝。角焊缝按截面形状可分为四种，如图1-8所示。 • 图1-9为角焊缝坡口形式及尺寸举例。 • 另外，还有对接焊缝和角焊缝组成的焊缝，称为组合焊缝，如
强度没有差别;角焊缝都是在一切应力的作用下破坏的，按一切应力 计算强度; • (3)角焊缝的计算断面在角焊缝截面的最小高度上。 • (4)余高和少量的熔深对于接头的强度没有影响，但埋弧焊和C02保 护焊的熔深较大应予以考虑，其计算厚度a为(如图1-29所示)。
下一页 返回
第三节 电弧焊接头静载强度计算
这个系数主要是根据所用焊接方法和焊接材料确定的，用一般焊条手 工焊成的焊缝采用较低的系数，用低氢型焊条或自动焊的焊缝采用较 高的系数，见表1-1. • (2)采用已经规定的具体数值。这种方法多为某类产品行业所用，为 了本行业的方便和技术上的统一，常根据产品的特点、工作条件、所 用材料、工艺过程和质量检验方法等，制定出相应的焊缝许用应力具 体数值，见表1-2。钢材的分组尺寸见表1-3
图1-10所示。 • 2.焊接接头的基本形式 • 焊接接头的基本形式有五种，如图1-11所示。分别介绍如下。 • (1)对接接头。 (2)搭接接头。 • (3) T形接头。T形接头能承受各个方向的力和力矩，如图1-12所示。
不开坡口的T形接头一般焊不透，图1-13所示的是开坡口的T形接头， 开坡口焊透的T形接头特别适用于承受动载的结构。
• 三、常见熔焊接头工作应力分布 • 对接接头、搭接接头和T形接头是电弧焊接头主要的接头形式，下
面分别介绍这些接头的工作应力分布。 • 1.对接接头的工作应力分布 • 在焊接结构中，由于余高造成了构件表面不平滑，导致焊缝和母材