对接焊缝的构造和计算

这就说明当 tan 1.5 时，焊缝强度能够保证，可不必计算。 若不采用斜对接焊缝，可考虑加引弧板，这时直缝计算长度lw ＝500mm。焊缝正应力为：
N 1100 103 2 183.3N/mm2 f t w 185N/mm l wt 500 12 满足要求
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12 3 12 1.1 f t w
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(a)矩形截面；(b)工字形截面
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，剪应力、折算应力仍按上式验算
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N sin 1100 103 sin 56 2 131.3N/mm2 f t w 185N/mm l wt 579 12
剪应力为：
N cos 1100 103 cos56 2 88.5N/mm2 f vw 125N/mm l wt 579 12
V=F=550KN, M=Fe=550×0.3=165KN· m 最大正应力为： h M 6 165 10 206 2 w 2 2 max 89 . 2 N/mm f 185N/mm t Iw 3.81 108 最大剪应力为：
max
VS x 550 103 1.04 106 2 w 2 125 . 1 N/mm f 125N/mm v 8 lxt 3.81 10 12
由于“1”点同时受有较大的正应力和剪应力，故应验算 折算应力：
82.32 3 99.12 190.4N / mm2 1.1185 204N / mm2
均满足要求。
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上翼缘和腹板交接处“l”点的正应力：
1 max
剪应力：
190 82.3 N / mm 2 206
VS x1 550 103 8.24 105 2 w 2 1 99 . 1 N/mm f 125N/mm v lxt 3.81 108 12
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二、对接焊缝的计算
1.对接焊缝受轴心力作用
N f t w或f cw l wt
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 cw 对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值
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在对接焊缝的拼接处，当板宽或板厚不同时，为使截面和缓过 渡以减小应力集中，应将板宽或板厚切成斜面，且坡口形式应 根据较薄焊件厚度确定。试验证明，只要斜度不大于1／4，则 其疲劳强度与等宽等厚的情况相差不大。故规范规定：当焊件 的宽度不同或厚度在一侧相差4mm以上时，应分别在宽度或厚 度方向从一侧或两侧做成坡度不大于1：2.5的斜角，但对直接 承受动力荷载且需验算疲劳的结构，图中斜角坡度不应大于1： 4。
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【例2】 计算工字形截面牛腿与钢柱连接的对接焊缝强度(图3-3-6)。 F=550kN(设计值)，偏心距e=300mm。钢材为Q235-B· F，焊条 为E43型，手工焊。三级焊缝。上、下翼缘加引弧板施焊。
【解】 因有引弧板，对接焊缝的计算截面与牛腿的截面相同，因而
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【例1】
验算两钢板的对接焊缝的强度。板宽为500mm，厚12mm，轴 心拉力的设计值N=1100kN。钢材为Q235-B· F，手工焊，焊条 为E43型，三级焊缝，施焊时不用引弧板。 【解】 直缝连接其计算长度lw＝500-2×12=476mm。焊缝正应力为：
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2. 对接焊缝承受弯矩和剪力的共同作用
（a）所示是对接接头受到弯矩和剪力的共同作用，由于焊缝 截面是矩形，正应力与剪应力图形分别为三角形与抛物线形， 其最大值应分别满足下列强度条件： M f t w或f cw Ww VS w f vw I wt (b)所示是工字形截面粱的对接焊缝接头，除应分别按上式验 算最大正应力和剪应力外，对于同时受有较大正应力和较大 剪应力的腹板与翼缘交接点处，还应按下式验算折算应力：
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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。
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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，故凡要求等强的对接焊缝施焊时应设置引弧板 和引出板（常常简述为引弧板），焊后将它割除。当无法采 用引弧(出)板施焊时，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)。
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3.3 对接焊接的构造和计算
一、对接焊缝的构造要求
对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，如下图所示， 其中图(a)、(b)、(c)、(e)均可考虑在下面加垫板(g)。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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由于三级焊缝的抗拉强度比母材低。故当设置引弧板和引出板 时，只有三级焊缝才需按上式进行抗拉强度验算。 如果用直缝不能满足抗拉强度要求时，可采用如图 (b)所示的斜 对接焊缝。计算表明，焊缝与作用力N的夹角满足tan 1.5时， 斜焊缝长度的增加能抵消抗拉强度的不足，可不再进行验算 。
N 1100103 2 192.6N/mm2 f t w 185N/mm lwt 47612
tan °。 1.5 不满足要求，改用斜对接焊缝，取截割斜度为1.5:l，即 θ=56 斜缝计算长度lw＝500/sin-2×12=579mm。故此时焊缝正应力 为：
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1 1 3 I x 260 (380 2 16) (260 12) 380 3 3.81 10 8 mm 4 12 12
Sx 26016198 19012190/2 1.04106 mm3 Sx1 26016198 8.24105 mm3