角焊缝地焊接既计算
角焊缝及其计算

角焊缝及其计算型式及分类截面形式:普通型(等边凸形)、平坦型(不等边凹形)、凹面形两焊脚边夹角:直角角焊缝、斜角角焊缝、焊缝长度与作用方向 1.侧面角焊缝(侧缝)侧缝主要承受剪力,应力状态叫单纯,在弹性阶段,剪应力沿焊缝长度方向分布不均匀,两端大中间小,且焊缝越长越不均匀,但侧缝塑性好。
2.正面角焊缝(端缝)端缝连接中传力线有较大的弯折,应力状态较复杂,正面角焊缝沿焊缝长度方向分布比较均匀,但焊脚及有效厚度面上存在严重的应力集中现象,所以其破坏属于正应力和剪应力的综合破坏,但正面角焊缝的刚度较大,变形较小,塑性较差,性质较脆。
3.斜向角焊缝斜向角焊缝受力情况较复杂,其性能介于侧缝和端缝之间,常用于杆件倾斜相支的情况,也用在板件较宽,内力较大连接中。
4.周围角焊缝主要为了增加焊缝的长度和使焊缝遍及板件全宽,而把板件交搭处的所有交搭线尽可能多的加以焊接,成为开口或封闭的周围角焊缝。
构造及要求。
4.1.最小焊脚尺寸4.2.最大焊脚尺寸贴边处满足4.3.角焊缝最小长度4.4.侧面角焊缝最大计算长度4.5.板件端部仅有两条角焊缝时每条侧面角焊缝的计算长度4.6.搭接连接中搭接长度应满足而且不宜采用一条正面角焊缝来传力。
4.7.在次要构件和焊缝连接中,允许采用断续角焊缝,各段间距满足以保证整体受力。
角焊缝连接计算基本计算公式轴心作用下的角焊缝计算轴心作用下角钢的角焊缝计算弯矩,剪力和轴心力共同作用下角焊缝计算(T形接头)弯矩,剪力和轴心力共同作用下角焊缝计算(搭接形接头)1. 端缝、侧缝在轴向力作用下的计算:(1)端缝——垂直于焊缝长度方向的应力;he ——角焊缝有效厚度;lw ——角焊缝计算长度,每条角焊缝取实际长度减10mm(每端减5mm);ffw ——角焊缝强度设计值;bf ——系数,对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构,bf =1.22,直接承受动力荷载bf =1.0。
(2)侧缝tf ——沿焊缝长度方向的剪应力。
角焊缝的构造和计算

3.3 角焊缝的构造和计算3.3.1 角焊缝的形式和强度角焊缝按其与作用力的关系可分为:正面角焊缝、侧面角焊缝、斜焊缝;正面角焊缝:焊缝长度方向与作用力垂直;侧面角焊缝:焊缝长度方向与作用力平行。
按其截面形式分:直角角焊缝(图3.10)、斜角角焊缝(图3.11)。
直角角焊缝通常焊成表面微凸的等腰直角三角形截面[图3.10(a)]。
在直接承受动力荷载的结构中,为了减少应力集中,提高构件的抗疲劳强度,侧面角焊缝以凹形为最好。
但手工焊成凹形极为费事,因此采用手工焊时,焊缝做成直线性较为合适[图3.10(a)]。
当用自动焊时,由于电流较大,金属熔化速度快、熔深大,焊缝金属冷却后的收缩自然形成凹形表面[图3.10(c)]。
为此规定在直接承受动力荷载的结构(如吊车梁)中,侧面角焊缝做成凹形或直线形均可。
对正面角焊缝,因其刚度较大,受动力荷载时应焊成平坡式[图3.10(b)],直角边的比例通常为1:1.5(长边顺内力方向)。
两焊脚边的夹角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。
对于夹角α>135°或α<60°的斜角角焊缝,除钢管结构外,不宜用作受力焊缝。
大量试验结果表明:侧面角焊缝(图3.12)主要承受剪应力,塑性较好,弹性模量低(E=0.7×105~1×105N/mm2),强度也较低。
由于传力线通过侧面角焊缝时产生弯折,因而应力沿焊缝长度方向的分布不均匀,呈两端大中间小的状态,焊缝越长,应力分布不均匀性越显著。
但在在接近塑性工作阶段时,产生应力重分布,可使应力分布的不均匀现象渐趋缓和。
即分布不均匀,且不均匀程度随的增大而增加,破坏常在两端开始,再出现裂纹后很快沿焊缝有效截面迅速断裂正面角焊缝(图3.13)受力复杂,截面中的各面均存在正应力和剪应力。
由于传力时力线弯折,并且焊根处正好是两焊件接触面的端部,相当于裂缝的尖端,故焊根处存在着很严重的应力集中。
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
焊缝宽度计算公式

如何计算焊缝宽度?掌握这些公式轻松解决焊接作为一种常用的加工方式,在各个行业都有广泛的应用。
而焊接时的重要参数之一,就是焊缝宽度。
如何准确计算焊缝宽度呢?下面为您介绍几种常用的计算公式。
1. 直角对接角焊缝宽度计算公式
这是一种常见的焊缝接头形式,其计算公式如下:
w=1.414*H+0.2*S
其中,w表示焊缝宽度,H表示板厚,S表示焊缝间距。
2. 横向对接角焊缝宽度计算公式
对于横向对接角焊缝,计算公式如下:
w=H+0.2*S+(0.15-0.25)*H
其中,w、H、S的含义同上。
3. 焊角为45度的横向对接焊缝宽度计算公式
同样,对于焊角为45度的横向对接焊缝,计算公式为:
w=1.207*H+0.25*S
其中,w、H、S的含义同上。
4. 焊角为60度的横向对接焊缝宽度计算公式
当焊角为60度时,焊缝宽度的计算公式如下:
w=1.155*H+0.25*S
其中,w、H、S的含义仍然同上。
通过掌握上述公式,您可以在焊接时轻松计算焊缝宽度,为高质量焊接提供有力保障。
但需要注意的是,在实际应用过程中,不同焊接的情况可能存在差异,因此需要根据实际情况进行调整。
对接焊缝、角焊缝的构造和计算

A
构
的
连
接
设
计
端焊缝应力 分布
• 角焊缝应力状态远比侧焊缝复杂 • 正、剪应力都有,且分布很不均匀 • 根部应力集中最厉害,常常是开裂的起源点 • 焊缝破坏强度高,但塑性差
破坏模式
23
3.7.3 端缝与侧缝的比较
θ=0°端焊缝
3
钢
结
构 的
θ=90°侧焊缝
连
接
设
计
荷载-变形曲线
24
3.7.4 角焊缝的计算截面(1 )
≤16 >16~35 >35~50 >50~100
≤16 >16~35 >35~50 >50~100
≤16 >16~35
>35~50
>50~100
抗压
f
w c
215 205 200 190 310 295 265 250 350 335 315 295 380 360
340
325
对接焊缝 焊缝质量为下列等级时,
缝
斜
3
斜缝
焊 缝
钢
结
构
的
连
接
设 计
焊缝应力
N sin
lwtw
ftw 或
f
w c
规范规定
简化验算
N cos
lwtw
f
w v
当 tg 1.5 ,可不验算。
lw — 斜焊缝计算长度, fVw — 对接焊缝抗剪设计强度强度
7
3.5.7 典型节点(2)--梁的拼接--弯矩、剪力、轴力作用
弯矩 M
3
钢 剪力 V
340
325
对接焊缝 焊缝质量为下列等级时,
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。
角焊缝的焊接既计算

第三章连接返回§3-3角焊缝的构造和计算3.3.1角焊缝的构造一、角焊缝的形式和强度角焊缝(fillet welds)是最常用的焊缝。
角焊缝按其与作用力的关系可分为:焊缝长度方向与作用力垂直的正面角焊缝;焊缝长度方向与作用力平行的侧面角焊缝以及斜焊缝。
按其截面形式可分为直角角焊缝(图3.3.1)和斜角角焊缝(图3.3.2)。
直角角焊缝通常做成表面微凸的等腰直角三角形截面(图3.3.1a)。
在直接承受动力荷载的结构中,正面角焊缝的截面常采用图3.3.1(b)所示的坦式,侧面角焊缝的截面则作成凹面式(图3.3.1c)。
图中的h f为焊角尺寸。
两焊脚边的夹角α>90°或α<90°的焊缝称为斜角角焊缝(图3.3.2)。
斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。
对于夹角α>135°或α<60°的斜角角焊缝,除钢管结构外,不宜用作受力焊缝。
传力线通过侧面角焊缝时产生弯折,应力沿焊缝长度方向的分布不均匀,呈两端大而中间小的状态。
焊缝越长,应力分布越不均匀,但在进入塑性工作阶段时产生应力重分布,可使应力分布的不均匀现象渐趋缓和。
正面角焊缝(图3.3.3b)受力较复杂,截面的各面均存在正应力和剪应力,焊根处有很大的应力集中。
这一方面由于力线的弯折,另一方面焊根处正好是两焊件接触间隙的端部,相当于裂缝的尖端。
经试验,正面角焊缝的静力强度高于侧面角焊缝。
国内外试验结果表明,相当于Q235钢和E43型焊条焊成的正面角焊缝的平均破坏强度比侧面角焊缝要高出35%以上(图3.3.4)。
低合金钢的试验结果也有类似情况。
由图3.3.4看出,斜焊缝的受力性能和强度介于正面角焊缝和侧面角焊缝之间。
二、角焊缝的构造要求1、最大焊脚尺寸为了避免烧穿较薄的焊件,减少焊接应力和焊接变形,角焊缝的焊脚尺寸不宜太大。
规范规定:除了直接焊接钢管结构的焊脚尺寸hf不宜大于支管壁厚的2倍之外,hf不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍。
焊缝尺寸计算公式大全

在金属焊接过程中,焊缝过宽、焊脚尺寸过大,不但焊接接头受热严重,引起焊缝晶粒粗大,塑性、韧性下降,而且焊接热影响区较大,易产生焊接应力及变形;再者浪费材料增加成本。
反之,焊缝过窄、焊脚尺寸过小,母材与焊缝可能熔合不良,引起应力集中,同时还使焊缝易产生咬边、裂纹等焊接缺陷,影响接头强度。
因此正确确定焊缝尺寸是保证焊接质量的关键。
经过多年的研究,得出了手弧焊、埋弧焊焊缝尺寸的经验计算公式,本经验公式为焊接工艺中确定手弧焊、埋弧焊焊缝尺寸提供了理论依据,具有较强的实用性。
手弧焊焊缝尺寸的经验计算公式1、对接焊焊缝尺寸经验计算公式根据板厚及焊接方法要求不同,对接焊缝可分为I形焊缝(即不开坡口对接焊缝)、V形坡口对接焊缝、U形坡口对接焊缝。
(1)I形焊缝宽度的经验计算公式生产中,一般板厚小于6mm不开坡口,形成I形焊缝,焊缝宽度C=δ+2 (1)式中δ——工件厚度,mm。
(2)带钝边V形对接焊缝宽度经验计算公式如图1所示带钝边V形坡口焊缝,坡口角度为α,间隙为b,钝边为P,根据解三角形的方法:焊缝宽度C=AB+CD+b+2e=2(δ-P)tan(α/2)+b+2e≈δ+3 ⑵式中e——坡口两边焊缝覆盖宽度,一般取e=1.5~2mm。
取P=2,b=2,α=60°,e=1.5。
(3)带钝边的U形坡口对接焊缝宽度经验计算公式如图2所示的带钝边的U形坡口,钝边为P,间隙为b,坡口角度为β,根部半径为R,根据解三角形的方法:焊缝宽度C=2(δ-P-R)tanβ+2R+b+2e≈0.35δ+12.5 ⑶取P=2,b=2,e=1.5,R=5,β=10°。
2、角焊缝焊脚尺寸的经验计算公式角焊缝时两焊件接合面构成直角式或接近直角所焊接的焊缝,角焊缝的焊缝尺寸主要是指焊脚尺寸。
如图3所示,T形接头角焊缝焊脚尺寸K=δ+2 ⑷式中δ——两焊件较薄者厚度3、组合焊缝尺寸的经验计算公式组合焊缝是指同一接头焊缝由几种不同焊缝组成。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第三章连接返回§3-3角焊缝的构造和计算3.3.1角焊缝的构造一、角焊缝的形式和强度角焊缝(fillet welds)是最常用的焊缝。
角焊缝按其与作用力的关系可分为:焊缝长度方向与作用力垂直的正面角焊缝;焊缝长度方向与作用力平行的侧面角焊缝以及斜焊缝。
按其截面形式可分为直角角焊缝(图3.3.1)和斜角角焊缝(图3.3.2)。
直角角焊缝通常做成表面微凸的等腰直角三角形截面(图3.3.1a)。
在直接承受动力荷载的结构中,正面角焊缝的截面常采用图3.3.1(b)所示的坦式,侧面角焊缝的截面则作成凹面式(图3.3.1c)。
图中的h f为焊角尺寸。
两焊脚边的夹角α>90°或α<90°的焊缝称为斜角角焊缝(图3.3.2)。
斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。
对于夹角α>°或α<60°的斜角角焊缝,除钢管结构外,不宜用作受力焊缝。
传力线通过侧面角焊缝时产生弯折,应力沿焊缝长度方向的分布不均匀,呈两端大而中间小的状态。
焊缝越长,应力分布越不均匀,但在进入塑性工作阶段时产生应力重分布,可使应力分布的不均匀现象渐趋缓和。
正面角焊缝(图3.3.3b)受力较复杂,截面的各面均存在正应力和剪应力,焊根处有很大的应力集中。
这一方面由于力线的弯折,另一方面焊根处正好是两焊件接触间隙的端部,相当于裂缝的尖端。
经试验,正面角焊缝的静力强度高于侧面角焊缝。
国外试验结果表明,相当于Q235钢和E43型焊条焊成的正面角焊缝的平均破坏强度比侧面角焊缝要高出35%以上(图3.3.4)。
低合金钢的试验结果也有类似情况。
由图3.3.4看出,斜焊缝的受力性能和强度介于正面角焊缝和侧面角焊缝之间。
二、角焊缝的构造要求1、最大焊脚尺寸为了避免烧穿较薄的焊件,减少焊接应力和焊接变形,角焊缝的焊脚尺寸不宜太大。
规规定:除了直接焊接钢管结构的焊脚尺寸hf不宜大于支管壁厚的2倍之外,hf不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍。
在板件边缘的角焊缝,当板件厚度t>6mm时,h f≤t;当t>6mm时,hf≤t-(1-2)mm;。
圆孔或槽孔的角焊缝尺寸尚不宜大于圆孔直径或槽孔短径的1/3。
2、最小焊脚尺寸3、侧面角焊缝的最大计算长度侧面角焊缝的计算长度不宜大于60h f,当大于上述数值时,其超过部分在计算中不予考虑。
这是因为侧焊缝应力沿长度分布不均匀,两端较中间大,且焊缝越长差别越大。
当焊缝太长时,虽然仍有因塑性变形产生的力重分布,但两端应力可首先达到强度极限而破坏。
若力沿测面角焊缝全长分布时,比如焊接梁翼缘板与腹板的连接焊缝,计算长度可不受上述限制。
4、角焊缝的最小计算长度角焊缝的焊脚尺寸大而长度较小时,焊件的局部加热严重,焊缝起灭弧所引起的缺陷相距太近,以及焊缝中可能产生的其他缺陷,使焊缝不够可靠。
对搭接连接的侧面角焊缝而言,如果焊缝长度过小,由于力线弯折大,也会造成严重应力集中。
因此,为了使焊缝能够有一定的承载能力,根据使用经验,侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度均不得小于8h f和40mm,也就是说,其实际焊接长度应较前述数值还要大2h f(单位:mm)。
5、搭接连接的构造要求当板件端部仅有两条侧面角焊缝连接时(图3.3.5),试验结果表明,连接的承载力与b/l w有关。
b为两侧焊缝的距离,l w为侧焊缝长度。
当b/l w>1时,连接的承载力随着b/l w比值的增大而明显下降。
这主要是因应力传递的过分弯折使构件中应力分布不均匀造成的。
为使连接强度不致过分降低,应使每条侧焊缝的长度不宜小于两侧面角焊缝之间的距离,即b/l w≤1。
两侧面角焊缝之间的距离b也不宜大于16t(t>12mm)或200mm(t≤12mm),t为较薄焊件的厚度,以免因焊缝横向收缩,引起板件发生较大拱曲。
在搭接连接中,当仅采用正面角焊缝时(图3.3.6),其搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍,也不得小于25mm,以免焊缝受偏心弯矩影响太大而破坏。
杆件端部搭接采用三面围焊时,在转角处截面突变,会产生应力集中,如在此处起灭弧,可能出现弧坑或咬肉等缺陷,从而加大应力集中的影响。
故所有围焊的转角处必须连续施焊。
对于非围焊情况,当角焊缝的端部在构件转角处时,可连续地作长度为2hf的绕角焊(图3.3.5)。
杆件与节点板的连接焊缝宜采用两面侧焊,也可用三面围焊,对角钢杆件可采用L形围焊(图3.3.7),所有围焊的转角处也必须连续施焊。
3.3.2直角角焊缝的基本计算公式当角焊缝的两焊脚边夹角为90°时,称为直角角焊缝,即一般所指的角焊缝。
角焊缝的有效截面为焊缝有效厚度(喉部尺寸)与计算长度的乘积,而有效厚度h e=0.7h f为焊缝横截面的接等腰三角形的最短距离,即不考虑熔深和凸度(图3.3.8)。
试验表明,直角角焊缝的破坏常发生在喉部,故长期以来对角焊缝的研究均着重于这一部位。
通常认为直角角焊缝是以45°方向的最小截面(即有效厚度也称计算厚度与焊缝计算长度的乘积)作为有效计算截面。
作用于焊缝有效截面上的应力国家标准化组织(ISO)推荐用式(3.3.1)来确定角焊缝的极限强度:我国规采用了折算应力公式(3.3.2)。
引入抗力分项系数后,得角焊缝的计算式:3.3.3角焊缝的计算一、承受轴心力作用时角焊缝连接的计算1、用盖板的对接连接当焊件受轴心力,且轴心力通过连接焊缝中心时,可认为焊缝应力是均匀分布的。
图3.3.11用盖板的对接连接中,当只有侧面角焊缝时,按式(3.3.8)计算;当只有正面角焊缝时,按式(3.3.7)计算正面角焊缝承担的力:2、承受斜向轴心力的角焊缝图3.3.12所示受斜向轴心力的角焊缝连接,有两种计算方法。
3、承受轴力的角钢端部连接在钢桁架中,角钢腹杆与节点板的连接焊缝一般采用两面侧焊,也可采用三面围焊,特殊情况也允许采用L形围焊(图3.3.13)。
腹杆受轴心力作用,为了避免焊缝偏心受力,焊缝所传递的合力的作用线应与角钢杆件的轴线重合。
对于三面围焊(图3.3.13b)可先假定正面角焊缝的焊脚尺寸h f3,求出正面角焊缝所分担的轴心力N3。
当腹杆为双角钢组成的T形截面,且肢宽为b时,对于两面侧焊(图3.3.13a),因N3=0,得:求得各条焊缝所受的力后,按构造要求(角焊缝的尺寸限制)假定肢背和肢尖焊缝的焊脚尺寸,即可求出焊缝的计算长度。
例如对双角钢截面:考虑到每条焊缝两端的起灭弧缺陷,实际焊缝长度应为计算长度加2h f;对于采用绕角焊的侧面角焊缝实际长度等于计算长度(绕角焊缝长度2h f不进入计算)。
当杆件受力很小时,可采用L形围焊(图3.3.13c)。
由于只有正面角焊缝和角钢肢背上的侧面角焊缝,令式(3.3.14)中的N2=0,得:角钢肢背上的角焊缝计算长度可按式(3.3.17)计算,角钢端部的正面角焊缝的长度已知,可按下式计算其焊脚尺寸:[例题3-2]试设计用拼接盖板的对接连接(图3.3.14)。
已知钢板宽B=270mm,厚度t1=28mm,拼接盖板厚度t2=16mm。
该连接承受的静态轴心力N=1400kN(设计值),钢材为Q235-B,手工焊,焊条为E43型。
[解]设计拼接盖板的对接连接有两种方法。
一种方法是假定焊脚尺寸求得焊缝长度,再由焊缝长度确定拼接盖板的尺寸;另一方法是先假定焊脚尺寸和拼接盖板的尺寸,然后验算焊缝的承载力。
如果假定的焊缝尺寸不能满足承载力要求时,则应调整焊脚尺寸,再行验算,直到满足承载力要求为止。
角焊缝的焊脚尺寸h f应根据板件厚度确定:由于此处的焊缝在板件边缘施焊,且拼接盖板厚度t2=16mm>6mm,t2<t1,则:[例题3-3] 试确定图3.3.15所示承受静态轴心力的三面围焊连接的承载力及肢尖焊缝的长度。
已知角钢2∟125×10,与厚度为8mm的节点板连接,其搭接长度为300mm,焊脚尺寸hf=8mm,钢材为Q235-B,手工焊,焊条为E43型。
二、复杂受力时角焊缝连接计算当焊缝非轴心受力时,可以将外力的作用分解为轴力、弯矩、扭矩、剪力等简单受力情况,分别求出具各自的焊缝应力,然后利用叠加原理,找出焊缝中受力最大的几个点,利用公式(3.3.6)进行验算。
1、承受轴力、弯矩、剪力的联合作用时角焊缝的计算图3.3.16所示的双面角焊缝连接承受偏心斜拉力N作用,计算时,可将作用力N分解为N X和N y两个分力。
角焊缝同时承受轴心力N X、剪力N y和弯矩M=N X•e的共同作用。
焊缝计算截面上的应力分布如图3.3.16(b)所示,图中A点应力最大为控制设计点。
此处垂直于焊缝长度方向的应力由两部分组成,即由轴心拉力N X产生的应力:这两部分应力由于在A点处的方向相同,可直接叠加,故A点垂直于焊缝长度方向的应力为:对于工字梁(或牛腿)与钢柱翼缘的角焊缝连接(图3.3.17),通常只承受弯矩M和剪力V的联合作用。
由于翼缘的竖向刚度较差,在剪力作用下,如果没有腹板焊缝存在,翼缘将发生明显挠曲。
这就说明,翼缘板的抗剪能力极差。
因此,计算时通常假设腹板焊缝承受全部剪力,而弯矩则由全部焊缝承受。
为了焊缝分布较合理,宜在每个翼缘的上下两侧均匀布置焊缝,弯曲应力沿梁高度呈三角形分布,最大应力发生在翼缘焊缝的最外纤维1处,由于翼缘焊缝只承受垂直于焊缝长度方向的弯曲应力,为了保证此焊缝的正常工作,应使翼缘焊缝最外纤维处的应力满足角焊缝的强度条件,即:腹板焊缝承受两种应力的联合作用,即垂直于焊缝长度方向、且沿梁高度呈三角形分布的弯曲应力和平行于焊缝长度方向、且沿焊缝截面均匀分布的剪应力的作用,设计控制点为翼缘焊缝与腹板焊缝2的交点处,此处的弯曲应力和剪应力分别按下式计算:则腹板焊缝2的端点应按下式验算强度工字梁(或牛腿)与钢柱翼缘角焊缝的连接的另一种计算方法是使焊缝传递应力与母材所承受应力相协调,即假设腹板焊缝只承受剪力;翼缘焊缝承担全部弯矩,并将弯矩M化为一对水平力H=M/h1。
则翼缘焊缝的强度计算式为:腹板焊缝的强度计算式为:2、三面围焊承受扭矩剪力联合作用时角焊缝的计算图3.3.19为三面围焊承受偏心力F。
此偏心力产生轴心力F和扭矩T=F•e。
最危险点为A或A’点。
计算时按弹性理论假定:①被连接件是绝对刚性的,它有绕焊缝形心O旋转的趋势,而角焊缝本身是弹性的;②角焊缝群上任一点的应力方向垂直于该点与形心的连线,且应力大小与连线长度r成正比。
图3.3.19中,A点与A’点距形心O点最远,故A点和A’点由扭矩T引起的剪应力τT最大,焊缝群其他各处由扭矩T引起的剪应力τT均小于A点和A’点的剪应力,故A点和A’点为设计控制点。
3.3.4 斜角角焊缝的部分焊透的对接焊缝的计算一、斜角角焊缝的计算两焊脚边的夹角不是90°的角焊缝为斜角角焊缝(obligue fillet welds),如图3.3.20所示。