焊接(角焊缝)
第八讲 角焊缝的形式和计算
lw1
N1 N3
N2 lw2
e1
N
e2 b
N1
k1 N
N3 2
x
(3 24)
角焊，且转角处必须连续施焊。
lw
t1
t2
2hf
b
5t1且25
D. 在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度 的5倍，且不得小于25mm。
三、直角角焊缝的基本计算公式
１．应力分析
剪应力τf
A. 侧面焊缝应
力分析
N
N
lw
试验表明侧面角焊缝主要承受剪力，强度相对较低， 塑性性能较好。因外力通过焊缝时发生弯折，故剪应 力沿焊缝长度分布不均匀，两端大中间小，lw/hf越 大剪应力分布越不均匀。
注： 1、当实际长度大于以上值时，计算时不与考虑； 2、当内力沿侧焊缝全长分布时，不受上式限制。
4.侧面角焊缝的最小计算长度
对于焊脚尺寸大而长度小的焊缝，焊件局部加热严 重且起落弧坑相距太近，以及可能产生缺陷，使焊缝 不可靠。故为了使焊缝具有一定的承载力，规范规定 ：
lw 8hf 且不得小于40mm
t hf t1
t1
hf
t1
3.侧面角焊缝的最大计算长度 侧面角焊缝在弹性工作阶段沿长度方向受力不均，
两端大而中间小。焊缝长度越长，应力集中系数越大 。如果焊缝长度不是太大，焊缝两端达到屈服强度后 ，继续加载，应力会渐趋均匀；当焊缝长度达到一定 的长度后，可能破坏首先发生在焊缝两端，故：
l w 60h f
二、角焊缝的构造
１、最小焊脚尺寸hf,min
为了避免在焊缝金属中由于冷却速度快而产生淬硬组
织，导致母材开裂，hf,min应满足以下要求:
h f ,min 1.5 t 2
角焊缝合格标准要求
角焊缝合格标准要求
一般≤5mm钢板焊脚h f尺寸为5mm
钢板厚度t≥6~10mm钢板焊脚h f尺寸为钢板厚度-1，即h f=t-1
钢板厚度t≥12~14mm钢板焊脚尺寸为钢板厚度-2，即h f=t-2
钢板厚度t≥16mm以上焊脚尺寸要开破口用全熔透焊接，V型破口焊脚尺寸为1/4板厚；∠型破口焊角尺寸为1/2板厚
以下图为角焊缝：
钢板厚度8的焊缝最小厚度h e为5mm，焊脚h f长度为7mm，为合格焊缝；
钢板厚度10的焊缝最小厚度h e为6mm，焊脚h f长度为9mm，为合格焊缝；
钢板厚度12的焊缝最小厚度h e为7mm，焊脚h f长度为10mm，为合格焊缝；
钢板厚度14的焊缝最小厚度h e为8.5mm，焊脚h f长度为12mm，为合格焊缝；以下为坡口焊：
钢板厚度16的焊脚h f长度为20mm，为合格焊缝；钢板厚度20的焊脚h f长度为25mm，为合格焊缝；。
co2焊角焊缝焊道截面积计算公式
co2焊角焊缝焊道截面积计算公式
1. 焊接角度的选择
焊接角度是指焊枪与焊接板的夹角，通常为45度或60度。
选择适当的焊接角度可提高
焊接质量和生产效率。
一般来说，焊接角度越大，焊接速度越快，但焊缝质量可能会降低；焊接角度越小，焊缝质量可能会提高，但焊接速度可能会减慢。
2. 焊缝宽度的计算
焊缝宽度是焊接道中心线到焊缝边缘的距离，通常用焊道宽度的一半表示。
焊缝宽度的计
算公式如下：
焊缝宽度 = （焊丝直径 - 金属板厚度）/ 2
其中，焊丝直径为焊接使用的焊丝直径，金属板厚度为被焊接金属板的厚度。
根据焊缝宽
度的计算结果，可以调整焊接参数以满足质量要求。
3. 焊道截面积的计算
焊道截面积是焊接道的横截面积，可以用来评估焊接质量和焊接效率。
焊道截面积的计算
公式如下：
焊道截面积 = （焊缝宽度 + 金属板厚度）× 焊接速度
其中，焊缝宽度和金属板厚度已在上文中介绍，焊接速度是焊接道在单位时间内焊接的长度，通常以毫米/分钟表示。
焊道截面积的计算结果可以用来选择适当的焊接参数，以确
保焊接质量和效率。
总结
CO2焊接中焊角、焊缝宽度和焊道截面积是影响焊接质量的重要因素，选择合适的参数可
以提高焊接质量和生产效率。
通过计算焊接角度、焊缝宽度和焊道截面积，可以优化焊接
过程，确保焊接质量达到要求。
希望以上介绍对CO2焊接感兴趣的读者有所帮助。
焊接角焊缝解读
（2）斜角角焊缝
（d）斜锐角焊缝 （e）斜钝角焊缝
d)
e)
（f）斜凹面角焊缝
f)
两焊边夹角α>90°或α<90°的焊缝称为斜角
角焊缝。斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中 。
对于α>135°或α<60°斜角角焊缝，除钢管结 构外,不宜用作受力焊缝。
我们主要讨论直角焊缝
按角焊缝与外力的关系可分为：
（1）正面角焊缝：作用力方向与焊缝长度方向垂直。 （2）侧面角焊缝：作用力方向与焊缝长度方向平行。 （3）斜焊缝：作用力方向与焊缝方向斜交。
贴边焊缝
t
hf t1
（2）最小焊脚尺寸
为了避免在焊缝金属中由于冷却速度快而产生淬硬
组织，导致母材开裂， hf,min 还应满足以下要求:
h f ,min ? 1.5 t
t1
取整mm数，小数点以后只进不舍。
hf
式中: t——较厚焊件厚度 另外：对埋弧自动焊hf,min 可减小1mm ;
t
t1＜t
对T形连接单面角焊缝hf,min 应增加1mm ;
?V
?
?
?⊥
???
? f ??⊥⊥
N F
作用在T型连接焊缝上 的一般力N，可以分解为平 行于焊缝方向的力V和垂直
于的焊缝方向力F。
V产生??? ；
F产生? f，
? ? f ?
F helw
? ? f分解为： ?⊥和?
有效截面上有：
⊥。
?∥
=
? ⊥ 、 ?⊥ 、 ???。
N helw
2、 角焊缝的强度
当t≤4mm 时, hf,min =t
（3）设计焊角尺寸hf 应满足
角焊缝焊接位置
角焊缝焊接位置
角焊缝的焊接位置主要有平角焊位置、仰角焊位置和仰焊位置。
1. 平角焊位置：这是角焊缝倾角为0°和180°，同时转角为45°和135°的焊接位置。
在此位置，焊工需要采用右焊法，在试板左侧引弧进行短弧焊。
焊条角度和运条方法需要保证顶角和两侧板熔合。
焊道接头应在弧坑处前10mm处引弧，然后沿弧坑形状填满弧坑，再进行正常焊接。
2. 仰角焊位置：这是倾角为0°和180°，同时转角为225°和315°的焊接位置。
具体的焊接方法和注意事项与平角焊位置类似。
3. 仰焊位置：这是对接焊缝倾角为0°和180°，同时转角为270°的焊接位置。
在此位置进行焊接时，需要特别注意焊接质量和安全。
在进行角焊缝焊接时，还需要注意焊条角度和运条方法，以及焊道接头的处理。
同时，盖面焊接前需要清除根部焊道的焊渣和飞溅，以防止产生夹渣缺陷。
盖面焊需要焊两道，先焊下面焊道，再焊上面焊道。
焊接下面焊道时，电弧应对准根部焊道的下沿，而焊接上面焊道时，电弧应对准根部焊道上沿。
以上信息仅供参考，如有需要，建议咨询专业技术人员。
角焊缝的焊脚尺寸规定
角焊缝的焊脚尺寸规定
角焊缝的焊脚尺寸是指给定的焊缝的挤出高度或压缩深度，即焊缝两侧与基材之间的距离。
焊脚尺寸直接影响着焊接连接的强度和质量。
焊脚尺寸的规定需要根据具体的焊接要求和材料特性来确定。
在一般的焊接中，角焊缝的焊脚尺寸一般有以下几种情况：
1. 一般焊接情况下，焊脚尺寸一般为焊缝宽度的1/3到1/2，根据不同的焊接要求和材料特性灵活调整。
2. 对于特殊要求的焊缝，如角焊缝处于重要应力集中区域，需要承受较大载荷或弯曲等情况，焊脚尺寸一般增加到焊缝宽度的3/4。
3. 对于角焊缝的焊脚尺寸的规定，也需要考虑焊接过程中的热变形等因素。
在要求控制热变形的情况下，焊脚尺寸一般适当减小，以减小热输入和热影响区域。
4. 根据不同的焊接方式和材料特性，焊脚尺寸也有一些特殊的规定。
例如，对于激光焊接，焊脚尺寸一般为焊缝宽度的
1/10到1/20。
对于焊接异种材料，焊脚尺寸也需要根据不同材料的热膨胀系数来进行调整。
值得注意的是，焊脚尺寸的规定需要根据具体的焊接标准和规范来确定，不同的焊接标准和规范有不同的要求。
根据焊接件的具体要求和设计要求，通过合理的焊脚尺寸规定，可以保证
焊接连接的强度和质量，同时也能够控制焊接过程中的热变形和应力集中等问题。
焊接(角焊缝)解读
由水平平衡关系，得： N1 N N3 L形围焊角焊缝计算公式为：
lw1 N1 2 0.7 hf 1 f f w
N3 hf 3 2 0.7 f f f w lw3
若求出得hf3大于hfmax ,则不能采用L形围焊 未采用绕角焊时 lw3 b hf 3 lw3 b 采用绕角焊时
f——正面角焊缝的强度设计值
④周围角焊缝（三面围焊，菱形）
(
N
f
helw )
f
w f
例 设计如图所示一双盖板的对接接头。已知钢板截 面250x14 ,盖板截面为2-200x10,受轴心力N=700kN （静荷载），钢材Q235，手工焊，焊条E43型。
a)
N N N N
解：确定焊缝的焊脚尺寸hf hfmax=t-(1~2)mm=10-(1~2)mm=8~9mm（施焊时一般难 以焊满整个厚度） 余应力和焊接变形）
式中：b为两侧焊缝的距离；
lw为侧焊缝计算长度； t为较薄焊件的厚度。
（2）在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度 的5倍，且不得小于25mm。 t1 t2
2hf 2hf
（ t 1 ＜ t 2） 且 25mm
5t1
焊缝绕角2hf
（3）当焊缝端部在焊件转角处 时，应将焊缝延续绕过转角加焊2hf。 避开起落弧发生在转角处的应力集
t1 hf,max≤1.2t1
hf
式中: t1—较薄焊件厚度。
t1＜t
②对于板件边缘的角焊缝,尚应满足以下要求：
当 t>6mm时，hf,max≤t-(1～2)mm
当 t≤6mm时，hf,max≤t 若另一焊件厚度t1＜t时，还应满足hf,max≤1.2t1
贴边焊缝
焊缝位置的分类
焊缝位置的分类焊缝是指在焊接过程中所形成的金属连接部位，是焊接工艺中非常重要的一个环节。
根据焊缝位置的不同，可以将焊缝分为横焊缝、纵焊缝、平焊缝和角焊缝等几种类型。
横焊缝是指焊缝与工件表面成水平线状的连接，通常用于横向焊接。
横焊缝的特点是焊缝与工件表面呈直线状，焊接时需要注意焊接速度和焊接温度的控制，以保证焊缝的质量。
横焊缝广泛应用于各类金属制品的制造中，如汽车零部件、机械设备等。
纵焊缝是指焊缝与工件表面成垂直线状的连接，通常用于纵向焊接。
纵焊缝的特点是焊缝与工件表面呈直线状，焊接时需要注意焊接速度和焊接温度的控制，以保证焊缝的质量。
纵焊缝常见于建筑结构的焊接中，如钢结构的焊接。
平焊缝是指焊缝与工件表面成平面连接的焊缝，通常用于平面焊接。
平焊缝的特点是焊缝与工件表面呈平面状，焊接时需要注意焊接速度和焊接温度的控制，以保证焊缝的质量。
平焊缝常见于金属板材的焊接中，如钣金加工、金属结构制造等。
角焊缝是指焊缝与工件表面成角线状的连接，通常用于角焊接。
角焊缝的特点是焊缝与工件表面呈角线状，焊接时需要注意焊接速度和焊接温度的控制，以保证焊缝的质量。
角焊缝广泛应用于金属构件的连接中，如焊接接头、焊接角钢等。
除了以上几种常见的焊缝位置分类外，还有其他特殊位置的焊缝，如环焊缝、点焊缝等。
环焊缝是指焊缝成环形连接的焊缝，通常用于环形构件的连接。
点焊缝是指焊缝呈点状连接的焊缝，通常用于焊接薄板或小型零件。
焊缝位置的分类是根据焊缝与工件表面的位置关系进行划分的。
不同位置的焊缝在焊接工艺中有不同的要求和特点，焊接人员在进行焊接时需要根据具体情况选择合适的焊接位置和工艺参数，以保证焊缝的质量和连接的牢固性。
通过合理分类和控制焊缝位置，可以有效提高焊接质量和工件的使用性能。
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t1＜t
对T形连接单面角焊缝hf,min应增加1mm;
当t≤4mm时, hf,min=t
b
8
（3）设计焊角尺寸hf 应满足
h f,m in h f h f,m a x
2、焊缝计算长度的构造要求 （1）侧面角焊缝的最大计算长度
侧面角焊缝在弹性工作阶段沿长度方向受力不均两端 大而中间小。焊缝越长，应力集中越显著。如果焊缝 长度不是太大，焊缝两端达到屈服强度后，继续加载， 应力会渐趋均匀；但是当焊缝长度超过某一限值后， 可能首先在焊缝两端发生破坏而逐渐向中间发展，最 终导致焊缝破坏。
凹焊缝：两边的焊缝宽度被加宽成凹面，应力集中小，用于受
动荷的结构中可提高疲劳强度，但手工焊费工。
b
3
（2）斜角角焊缝
（d）斜锐角焊缝 （e）斜钝角焊缝
d)
e)
（f）斜凹面角Leabharlann 缝f)两焊边夹角α>90°或α<90°的焊缝称为斜角角
焊缝。斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。
对于α>135°或α<60°斜角角焊缝，除钢管结构 外,不宜用作受力焊缝。
此规定适合正面角焊缝和侧面角焊缝。
b
10
（3）侧面角焊缝的计算长度
lw,minlwlw,max
3、搭接连接的构造要求
N
2hf
2hf
N
l2
Nb
lw
l1
N
钢板拱曲
（1）当板件端部仅采用两条侧面角焊缝连接时：
b
11
试验结果表明，连接的承载力与b / lw有关。当b / lw＞ 1时，连接承载力随比值增大明显下降，这是由于应力传 递的过分弯折而使构件中应力不均所致，为防止连接强度 过分降低，规范规定：
布计算。
N
b
N N
15
（2）端（正面）焊缝
b
B1
N
ac
有效截面上与焊缝长度 A 方向垂直的正应力⊥和 剪应力⊥ 。
正面角焊缝刚度大，破坏 时变形小，强度比侧缝高， 但塑性变形能力比侧缝小， 常呈脆性破坏。
N
B2
⊥ ⊥
N/2
A
b
B2
N/2 N/2 N/2
N16/2
（3）一般受力的焊缝
V
⊥
f ⊥⊥
b
9
故侧面焊缝计算长度：
lw 60hf
当实际长度大于以上限值时，计算时超出部分不予考 虑；但当内力沿侧焊缝全长分布时，lw不受此限制.
（2）侧面角焊缝的最小计算长度
对于焊脚尺寸大而长度小的焊缝，焊件局部加热严重且 起灭弧坑相距太近，使焊缝不可靠。焊缝越短应力集中 也越严重，故根据经验，规定：
lw8hf且40mm
5 t1 25m
（t1＜t2） m
f
（3）当焊缝端部在焊件转角处时， 应将焊缝延续绕过转角加焊2hf。避 开起落弧发生在转角处的应力集中。
b
焊缝绕角2hf
2hf
13
• 二、角焊缝连接的基本计算公式
1、应力分析
焊缝是一个块体，应力状态复杂，计算时把直角三角形 以外的部分去掉，按有效厚度he确定最危险截面（顺着焊缝 方向的平面），通常称为有效截面。
• 一、角焊缝的形式和构造
1、角焊缝的形式(按两焊脚边的夹角分) 直角
（1）直角焊缝
（a）普通焊缝 （b）平坡焊缝
（c）深熔(凹)焊缝
a)
b)
c)
一般采用（a）。但（a）应力集中
较严重，在承受动力荷载时采用（b）、
（c）。
b
斜角
1
B E
D 45°
hf
C
A
hf
图中， hf—焊脚尺寸， he—焊缝有效厚度。
我们主要讨论直角焊缝
b
4
按角焊缝与外力的关系可分为：
（1）正面角焊缝：作用力方向与焊缝长度方向垂直。 （2）侧面角焊缝：作用力方向与焊缝长度方向平行。 （3）斜焊缝：作用力方向与焊缝方向斜交。
斜焊缝 正面角焊缝
侧面角焊缝 N
侧面角焊缝
统称为围焊缝
b
5
角焊缝的构造要求
为了避免因焊脚尺寸过大或过小而引起“烧穿”、 “变脆”等缺陷，以及焊缝长度太长或太短而出现焊缝 受力不均匀等现象，对角焊缝的焊脚尺寸、焊缝长度还 有限制。在计算角焊缝连接时，除满足焊缝的强度条件 外，还必须满足以下构造要求。
1、焊角尺寸hf的构造要求 （1）最大焊脚尺寸
①为了避免焊缝处局部过热，减小焊件的焊接残余应力 和残余变形，除钢管结构除外，hf,max应满足以下要求:
b
6
hf
t
hf,max≤1.2t1 式中: t1—较薄焊件厚度。
t1 t1＜t
②对于板件边缘的角焊缝,尚应满足以下要求： 当 t>6mm时，hf,max≤t-(1～2)mm 当 t≤6mm时，hf,max≤t
N F
作用在T型连接焊缝上 的一般力N，可以分解为平 行于焊缝方向的力V和垂直
于的焊缝方向力F。
V产生 ；
F产生f，
f
F helw
f分解为： ⊥和⊥。
有效截面上有：
∥
=
⊥b 、 ⊥ 、 。
N 1h7 e l w
2、 角焊缝的强度
（1）有效截面上的应力状态
前面已经说明：最一般情况（同时有端焊缝，侧焊缝性质的一
并有， he =0.7hf， he—总是450斜面上的最小高度。
b
2
直角焊缝：=900
a)
b)
c)
普通焊缝 a
b
平坡焊缝
凹焊缝
普通焊缝：两焊脚尺寸都等于hf ，常用。但应力集中较严重 （材料突变严重）。
平坡焊缝：是在一侧焊脚处将焊缝宽度加宽至1.5hf而成。易焊，应 力集中介于普通焊缝与凹焊缝之间。
有效截面——焊缝两焊脚面交线（aa）与有效厚度he组 成的截面（下图中adda）。
he hf hf
b d
c a
b
d
hf
c
a
b
hf
14
（1）侧焊缝
有效截面上只有与 N 焊缝长度方向平行的剪 应力 。
这些剪应力实际分布
不均。试验表明两头大中
间小。考虑到出现塑性后
应力重分布，规范规定在
焊缝长度范围内按均匀分
若另一焊件厚度t1＜t时，还应满足hf,max≤1.2t1
贴边焊缝
t
hf
t1
b
7
（2）最小焊脚尺寸 为了避免在焊缝金属中由于冷却速度快而产生淬硬组
织，导致母材开裂， hf,min 还应满足以下要求:
hf
t
hf ,min 1.5 t
t1
取整mm数，小数点以后只进不舍。
式中: t——较厚焊件厚度 另外：对埋弧自动焊hf,min可减小1mm;
b / lw ≤1 为避免因焊缝横向收缩引起板件的拱曲太大，要求：
b≤16t（t >12mm）或190mm（t≤12mm） 式中：b为两侧焊缝的距离；
lw为侧焊缝计算长度； t为较薄焊件的厚度。
b
12
（2）在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度的
5倍，且不得小于25mm。
t1
t2
f
2h 2h
且
般受力焊缝），有效截面上有三个应力、∥ 、 。 —正应力，与焊缝长度方向（x）面外垂直 ∥ —剪应应，与焊缝长度方向（x）面内平行 —剪应力，与焊缝长度方向（x）面内垂直