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。高组配的焊接接头中，断裂多发生在母材金属上

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。

二、接头强度计算的基本假设

1.残余应力对接头强度没有影响；

2.应力集中对接头强度没有影响；

3.工作应力的分布式是均匀的，以平均应力计算；

4.正面角焊缝与侧面角焊缝的强度没有差别；

5.焊脚尺寸的大小对角焊缝的强度没有影响；

6.角焊缝都是在切应力的作用下破坏，按切应力计算强度。

7. 角焊缝的破断面（计算断面）在角焊缝截面最小高度a

（计算高度）上。直角等腰三角形角焊缝的计算高度：

计算高度角等腰角形角焊缝的计算高度

8. 少量的熔深对接头强度没有影响，熔深较大时a由下式

确定（如图）：

K≤8mm，a可取K。

当K>8mm，p一般可取3mm。

三、强度计算的基本方法

（一）对接焊缝

用许用拉应力校核即[σ'用许用拉应力校核，即σ⊥≤ [σl ]

（二）角焊缝1按剪应力计算1．按剪应力计算

2按折合应力计算2．按折合应力计算

并且要求σ

⊥≤[σ'

l

]。

式中：β是因材料屈服极限σ

s 而变的系数，

σs =240N/mm2，β=0.7；

σ=360N/mm2，=0.78。

s

β

其它钢种按σ

s

值，用插值法确定β值。

四焊接接头静载强度的计算四、焊接接头静载强度的计算

（一）对接接头的静载强度计算

（）对接接头的静载强度计算'

[]

l

σ

σ

≤

1.受拉力P []

'

1l

l l F σδσ≤=2.受压力P []

'

a

a F σσ≤=3.受剪切力Q

1l δ'

τ

τ≤Q 4[]

1

δ=l 4..

平面内弯矩M 1[]

'

1

216l

l M σδσ≤=5.非平面内弯矩M 2

'

26M σσ≤=[]

21

l

l δ

例4-1 两块相同厚度的钢板对接接头，材料为Q345，两块度板对接接头材料为钢板宽度为300mm ，受垂直板面弯矩3000000N ·mm ，

Q345焊缝的许用拉应力，试计算焊缝所需的

厚度（板厚）MPa l 191]['=σ厚度（板厚）。

解根据式可得[]'

2

1

26l l M σδ

σ≤=条]

[6'

2

1l l M σδ≥'

由已知条件M 2=3000000N·mm ，l =300mm ，代入上式得MPa l

191][=σδ1≥17.7mm

取δ1 =18mm ，即当焊缝厚度为18mm 时，该对接接头焊缝强度能满足要求

强度能满足要求。