焊接接头焊角尺寸对强度的影响分析

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/933298080.html,

焊接接头焊角尺寸对强度的影响分析

作者：倪义胜梁凯强于腾飞

来源：《中国科技博览》2017年第36期

[摘要]为提高现代薄板焊接构造中角焊缝的尺寸设计精度，首要剖析了传统角焊缝剪切强度计算公式的缺点，在对正面角焊缝受力状况进行详细分析的基础上，给出了准确反映焊缝内部应力状况的新的焊缝剪切强度计算公式.然后分别根据焊缝承载能力和等强度准则，推导了

载荷已知和载荷未知条件下的正面角焊缝尺度规划计算公式.最终联系实验数据对正面角焊缝

接头与焊脚尺度之间的联系进行了分析，过大的焊脚尺度和焊接热输入不光会引起严重的焊接变形，也会致使接头静力强度的下降.

[关键词]拉伸试验；力学特性分析；焊脚尺寸

中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）36-0187-01

引言

焊接是金属结构件的主要连接方式之一，广泛应用于航空航天、海洋钻探、建筑等许多领域.其中对接焊缝接头拐角处有很大的应力集中，很少采用；角焊缝的受力比较简单，使用广泛.然而在焊接接头焊脚尺寸方面仍存在很多的问题，实际生产中，存在着焊脚尺寸过大的情况，比如一些设计图纸要求焊缝尺寸偏大，传统观念认为焊缝是结构中的薄弱环节，越大越放心.焊脚尺寸过大会造成接近焊缝区的金属过热，产生粗大的魏氏组织，不仅降低冲击韧性，

还会造成焊接变形和残余应力过大，浪费材料，增加制造成本；焊脚尺寸过小会导致母材与焊缝熔合不良，引起应力集中，还可能出现焊缝咬边、裂纹等缺陷，这种情况更是严重影响焊接件的强度。

1角焊缝剪切强度计算

进行角焊缝的尺寸设计，首先需要取得焊缝的剪切强度。为切实反映焊缝在结构中的承力状态，焊缝剪切强度的测试往往是通过接头试验来完成，而不是通过材料试验来完成的。根据AWSB4.0，利用焊接试件获得断裂载荷Pu后，角焊缝的剪切强度可以通过公式（1）计算得到。

（1）式中：a表示角焊缝45°位置的焊喉尺寸；L表示焊缝长度；P表示外载荷。然而，这一在工程中广泛应用的公式却存在以下问题。

1）式（1）及其他文献假定焊缝从最小截面位置，即45°焊喉截面断裂，这与试验中正面角焊缝断裂角度约为20°的现象不符合，如图1所示。