JIS焊接强度计算
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
焊接强度计算知识
各种焊接接头都有不同程度的应力集中，当母材具有足够的塑性时，结构在静开车破坏之前就有显著的塑性变形，应力集中对其强度无影响。
例如，侧面搭接接头在加载时，如果母材和焊缝金属都有较好的塑性，其切应力的分布是不均匀的，见图29。
继续加载，焊缝的两端点达到屈服点σs，则该处应力停止上升，而焊缝中段各点的应力因尚未达到σs，故应力随加载继续上升，到达屈服点的区域逐渐扩大，应力分布曲线变平，最后各点都达到σs。
如再加载，直至使焊缝全长同时达到强度极限，最后导致破坏。
36 什么是工作焊缝？什么是联系焊缝？焊接结构上的焊缝，根据其载荷的传递情况，可分为两种：一种焊缝与被连接的元件是串联的，承担着传递全部载荷的作用，一旦断裂，结构就立即失效，这种焊缝称为工作焊缝，见图30a、图30b，其应力称为工作应力。
另一种焊缝与被连接的元件是并联的，仅传递很小的载荷，主要起元件之间相互联系的作用，焊缝一旦断裂，结构不会立即失效，这种焊缝称为联系焊缝，见图30c、图30d，其应力称为联系应力。
设计时，不需计算联系焊缝的强度，只计算工作焊缝的强度。
37 举例说明对接接头爱拉（压）时的静载强度计算。
全焊透对接接头的各种受力情况见图31。
图中F为接头所受的拉（压）力，Q为切力，M1为平面内弯矩，M2为垂平面弯矩。
受拉时的强度计算公式为Fσt＝───≤〔σ′t 〕Lδ1F受压时的强度计算公式为σα＝───≤〔σ′α 〕Lδ1式中F——接头所受的拉力或压力（N）；L——焊缝长度（cm）；δ1——接头中较薄板的厚度（cm）；σ——接头受拉（σt）或受压（σα）时焊缝中所承受的应力（N/cm2）㈠〔σ′t 〕——焊缝受拉时的许用应力（N/cm2）〔σ′α〕——焊缝受压时的许用应力（N/cm2）计算例题两块板厚为5mm、宽为500mm的钢板对接焊在一起，两端受28400N的拉力，材料为Q235-A钢，试校核其焊缝强度。
解：查表得〔σ′t 〕=14200 N/cm2。
焊接强度计算公式
焊接强度计算公式焊接强度计算公式是用来计算焊接件的强度，也就是焊接件在一定力作用下能够承受的最大拉力值。
这个公式通常采用负荷分配原理，做出的假设是：当焊接件受到一定的拉力时，上下两端的焊缝处会产生一定的应力，并且应力随着有效焊缝长度的增加而增加，而焊缝的应力分布是等差的。
根据上述假设，焊接强度计算公式可以表示为：Fw = (π/4)K(t0/L)2σb其中：Fw——焊接件的最大拉力；K——负荷分配因子，一般取值在1.5~2之间；t0——焊缝的有效厚度；L——焊缝的有效长度；σb——焊缝的最大应力强度。
根据此公式可以得出，焊接件的强度主要取决于三个因素：负荷分配因子K、焊缝的有效厚度t0和有效长度L。
负荷分配因子K是用来衡量焊缝上下端处应力分布的等差性，例如，K=1.5表示焊缝上下端处的应力分布是等差的，K=2表示焊缝上下端处的应力分布是等比的，K=1表示焊缝上下端处的应力分布是均匀的。
焊缝的有效厚度t0是指焊缝内部的有效截面积，一般情况下，t0取决于焊缝的实际厚度和焊材的性能，例如，当焊缝的实际厚度为6mm时，t0可以计算出在该厚度下焊材的有效截面积，而对于不同的焊材，其有效截面积是不同的，因此t0的取值也不同。
焊缝的有效长度L是指焊缝内部的受力长度，一般情况下，L取决于焊接件的设计尺寸，例如，当焊接件的设计尺寸为100mm时，L可以计算出在该尺寸下焊缝的受力长度。
焊缝的最大应力强度σb是指焊缝内部的最大应力强度，一般情况下，σb取决于焊接件的材料性能及焊材的性能，例如，当焊接件为钢材时，σb可以计算出在该材料下焊材的最大应力强度，而对于不同的焊材，其最大应力强度是不同的，因此σb的取值也不同。
总之，焊接强度计算公式是用来计算焊接件的强度，它的最终结果主要取决于负荷分配因子K、焊缝的有效厚度t0和有效长度L以及焊缝的最大应力强度σb。
焊接强度试验基准
6
破坏检查
熔核直径
零件
HES E001－4.6.1
HES E001－4.6.2
焊接强度试验标准 -抗拉剪切强度试验 •试片的形状及尺寸 尺寸的选取见表1 ——JIS Z 3136
电阻点焊强度试验标准
抗拉剪切强度试验
图2为两层钢板的焊接
图3为三层钢板的焊接
焊接强度试验标准
电阻点焊强度试验标准 表1 通常板宽试片的尺寸 单位mm 公称板厚t 0.3～0.8 0.8～1.3 板宽W 20 30 重叠部宽度L 20 30 试片长度A 75 100 夹持间距B 70 90
焊接的分类
气体保护焊
•什么是MIG焊？ 使用熔化电极的惰性保护焊，英文简称 MIG焊，见图16。保护气体可采用Ar、 Ar+He或He，电弧燃烧稳定，熔滴过渡平 稳、安定，无激烈飞溅。在整个电弧燃 烧过程中，焊丝连续等速送进，可用来 焊接各种钢材及有色金属。
•什么是TIG焊？ 利用纯钨或活化钨（钍钨、铈钨等）作为 电极的惰性气体保护焊称钨极惰性气体保 护焊，其英文简称为TIG焊。它是在惰性 气体的保护下，利用钨电极与焊件间产生 的电弧热熔化母材和填充焊丝的一种焊接 方法，其示意图见图9。
HES E001－4.4.2
工程间检查 初物检查
工程间检查、初 物检查至少各一 次 工程间检查、初 物检查至少各一 次 工程间检查依据 工厂的质量管理 规定量产准备阶 段都做
5
非破坏检查
焊接直径
零件
HES E001－4.5.1
HES E001－4.5.2
工程间检查 初物检查
工程间检查 量产准备阶段（工艺参数确认） （需要提供报告） 初物检查
抗拉剪切强度试验
1.3～2.5
对接焊缝的强度计算方法和焊件强度计算方法是一样的
焊接缝强度计算方法与焊件强度计算方法一、引言焊接是一种在金属材料表面形成一个连接点的工艺，以满足机械结构的要求，焊接技术已经成为重要的工艺技术之一。
焊接缝的强度是焊接结构的重要指标，对焊接结构的安全性有着重要的影响。
焊接缝强度的计算是判断焊接结构安全性的重要手段，也是焊接质量评价的重要指标。
二、焊接缝强度计算方法1、焊接缝强度的计算方法与焊件强度计算方法一样，都是根据焊接缝的特性和焊接缝的尺寸，计算出焊接缝的强度。
2、焊接缝强度的计算方法是以焊接缝的抗拉强度为基础，根据焊接缝的特性，计算出焊接缝的抗拉强度，然后根据焊接缝的尺寸，计算出焊接缝的强度。
3、焊接缝强度的计算方法与焊件强度计算方法一样，都是以焊接缝的抗拉强度为基础，根据焊接缝的特性，计算出焊接缝的抗拉强度，然后根据焊接缝的尺寸，计算出焊接缝的强度。
4、焊接缝强度的计算方法与焊件强度计算方法一样，都是根据焊件的特性，计算出焊件的抗拉强度，然后根据焊件的尺寸，计算出焊件的强度。
三、实例1、以焊接钢管为例，其焊接缝的强度计算方法与焊件的强度计算方法一样，都是根据焊接钢管的特性，计算出焊接钢管的抗拉强度，然后根据焊接钢管的尺寸，计算出焊接钢管的强度。
2、以焊接钢板为例，其焊接缝的强度计算方法与焊件的强度计算方法一样，都是根据焊接钢板的特性，计算出焊接钢板的抗拉强度，然后根据焊接钢板的尺寸，计算出焊接钢板的强度。
四、结论焊接缝强度的计算方法与焊件强度计算方法一样，都是根据焊接缝的特性，计算出焊接缝的抗拉强度，然后根据焊接缝的尺寸，计算出焊接缝的强度。
在实际工程中，应根据焊接缝的结构形式和尺寸，结合焊接材料的特性，采用适当的计算方法，计算出焊接缝的强度，以保证焊接结构的安全性。
五、总结焊接缝强度的计算方法与焊件强度计算方法一样，都是根据焊接缝的特性，计算出焊接缝的抗拉强度，然后根据焊接缝的尺寸，计算出焊接缝的强度。
焊接缝强度的计算是判断焊接结构安全性的重要手段，也是焊接质量评价的重要指标。
各类焊缝连接的强度计算
各类焊缝连接的强度计算焊缝是一种将金属材料通过熔化和凝固来连接的工艺。
焊接连接的强度是判断焊缝质量的重要指标之一，也是确保焊接结构安全可靠的关键因素之一、下面将介绍不同类型焊缝连接的强度计算方法。
1.纵向接头焊缝强度计算方法纵向接头焊缝是指在连接件的纵向方向上进行焊接。
若焊缝的宽度为b，其强度计算方法如下所示：强度=焊缝截面积×焊缝的强度焊缝截面积=焊缝宽度×连接件的长度焊缝的强度可以通过实验得出，一般根据焊缝的类型和焊接材料的强度来确定。
2.横向接头焊缝强度计算方法横向接头焊缝是指在连接件的横向方向上进行焊接。
横向接头焊缝的强度计算方法与纵向接头焊缝类似，只是焊缝的宽度和连接件的长度需要根据具体情况来确定。
3.对接焊缝强度计算方法对接焊缝是将两个平行连接件通过焊接进行连接。
对接焊缝的强度计算方法一般采用连接件的孔边有效长度来进行计算。
孔边有效长度是指连接件孔边与焊缝的距离。
对于不同类型的对接焊缝，可以根据实验得到的结果或者理论计算的方法来确定焊缝的强度。
4.角接焊缝强度计算方法角接焊缝是将两个连接件按照一定的角度进行焊接。
角接焊缝的强度计算方法与对接焊缝类似，也是采用连接件的孔边有效长度来进行计算。
需要注意的是，上述计算方法是根据焊缝的形状和连接件的尺寸来确定的，对于具体的焊缝强度计算，还需要考虑材料的物理性质、焊接工艺参数等因素。
此外，还可以通过有限元分析等数值模拟方法来计算焊缝连接的强度。
这种方法可以更真实地模拟焊接过程和焊缝的行为，得到更准确的强度预测结果。
综上所述，焊缝连接的强度计算需要考虑多个因素，包括焊缝形状、连接件尺寸、焊接材料的强度、物理性质和焊接工艺参数等。
正确的强度计算方法可以确保焊接结构的安全性和可靠性。
焊接强度计算课件
电流大小直接影响焊接质量和 效率，要根据母材厚度、电导
率等参数选择合适的电流。
焊接电压
电压过低会导致电弧不稳定， 过高则会导致电弧飞溅，需要 根据实际情况选择合适的电压 。
焊接速度
焊接速度过慢会导致热影响区 过大，速度过快则会导致母材 未充分熔合，需要选择合适的 焊接速度。
预热和后热
对于某些高强度材料，需要进 行预热和后热处理，以降低应 力、防止裂纹等缺陷的产生。
焊接试样的制备
试样选择
选择具有代表性的焊接接头，确 保试样无缺陷、无变形。
试样制备
按照相关标准进行试样制备，包 括切割、研磨、抛光等步骤，保 证试样表面质量。
焊接强度的试验方法
拉伸试验
通过拉伸试验机对焊接接头进行 拉伸，测试其抗拉强度和延伸率
。
弯曲试验
通过弯曲试验机对焊接接头进行 弯曲，测试其冷弯性能和塑性变
02
焊接强度是评估焊接质量的重要 指标之一，它与焊接接头的几何 形状、尺寸、材料、热处理等因 素有关。
焊接强度的影响因素
焊接材料的质量和化学成分
焊接材料的力学性能和化学成分对焊接接头的强度有重要影响。
焊接工艺和参数
焊接工艺和参数如焊接电流、电压、焊接速度等对焊接接头的形状 、尺寸和内部质量有直接影响，从而影响焊接强度。
焊接变形的控制
焊接过程中由于局部高温和应力作用，往往导致工件产生变形。为确保工件的尺 寸精度和形状稳定性，需要采用反变形、刚性固定等方法进行控制。
智能化焊接的发展趋势
自动化焊接
随着机器人技术的发展，自动化焊接 已成为一种趋势。自动化焊接可以减 少人为因素的影响，提高焊接质量和 效率。
数字化焊接
数字化焊接是指通过数字化技术对焊 接过程进行实时监控和控制。这有助 于提高焊接精度和稳定性，同时降低 对工人技能的要求。
焊接公式及实验
1、碳当量国际焊接学会：CE(IIW)=C+Mn/6+(C叶Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 <0.4 淬硬倾向不大日本焊接学会：Ceq(JIS)=C+Mn /6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14Ceq《0.46%,焊接性优良；0.46-0.52%淬硬倾向逐渐明显，焊接时需要采取合适的措施；Ceq>0.52%时，淬硬倾向明显，属于较难焊接材料。
淬硬倾向较大的钢，焊后在空气中冷却时，焊缝易出现淬硬的马氏体组织，低温焊接或焊接刚性较大时易出现冷裂纹，焊接时需要预热，预热是防止冷裂纹和再热裂纹的有效措施。
与人是防止冷裂纹和再热裂纹的有效措施。
温度太低，焊缝会开裂，太高又会降低韧性，恶化劳动条件，所以确定合适的预热温度成为很重要的问题。
Rb=500MPa,Ceq=0.46 不预热Rb=600MPa, Ceq=0.52 预热75o C Rb=700MPa, Ceq=0.52 预热75 o CRb=800MPa, Ceq=0.62 预热150 o C新日铁：CE= C+ A(C){Si/ 24+ Mil/ 16+ Cu/15 +Ni/ 2 0+ (Cr+ Mo+ V+ Nb)/5+ 5B} (%)A（C）= 0 75+ 0. 25tgh[20（C- 0. 12）]CE IIW公式对碳钢和碳锰钢更合适，但不适用于低碳低合金钢；Pcm适于低碳低合金钢。
CEN在图表法中被用作评价钢冷裂纹敏感性的尺度(当碳增加时，CEN接近CE IIW,而当碳降低时他又接近Pcm)。
——用图表法确定钢焊接时的预热温度上2、冷裂纹敏感指数：PcmPcm=C+Si/30+(M n+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B=C +男+勢+芻十黑+富+寧+焉+ 23B-使用化学成分范围（质量分数）：C=0.07-0.22%,Si=0-0.6%,M n=0.4-1.4%,Cu=0-0.5%,Ni=0-1.2%,Cr=0-1.2%,Mo=0-0.7%,V =0-0.12%,Nb=0-0.04%,Ti=0-0.05%,B=0-0.005%.3、冷裂纹敏感性PwPw=Pcm+[H]/60+h/600 或Pw=Pcm+[H]/60+R/40000[H]:熔敷金属中扩散氢含量(ml/100g)R：焊缝拉伸拘束度h:板厚(mm)当Pw>0时，即有产生裂纹的可能性。