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
hf ,min ? hf ? hf ,max
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。
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
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
焊缝长度范围内按均匀分
布计算。
N
N N ???
（2）端（正面）焊缝
N
a
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
A
b
B1
c
B2
? ?⊥ ? ⊥
N/2
B2
N/2 N/2 N/2
N/2
（3）一般受力的焊缝
b / lw 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。
（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
? 5t1
? 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
斜角
（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
E
hf
D 45°
C
A
hf
图中，
hf—焊脚尺寸， he—焊缝有效厚度。 并有， he =0.7hf， he—总是450斜面上的最小高度。
lw ? 8hf 且 ? 40mm
此规定适合正面角焊缝和侧面角焊缝。
（3）侧面角焊缝的计算长度
lw,min ? lw ? lw,max
3、搭接连接的构造要求
N
2hf
2hf
Nb
lw
N
l2
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：
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：
（t1＜t2）
2hf
且 ? 25mm
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 2h f 。 避开起落弧发生在转角处的应力集 中。
焊缝绕角2hf
2hf
? 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。
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。
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。
和残余变形，除钢管结构除外，hf,max 应满足以下要求:
hf,max ≤1.2t1 式中: t 1—较薄焊件厚度。
t1
hf
t
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
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add?a?）。
he hf hf
b? d?
c? a?
b
d
hf
c
a
hf
（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
故侧面焊缝计算长度：
l w ? 60 h f
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：
（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