4 对接焊缝的计算示例
焊缝强度计算例题
焊缝强度计算例题焊缝强度计算是确定焊接接头的机械性能的重要手段之一，它可以帮助工程师评估焊接接头的耐久性和可靠性。
下面将给出一些与焊缝强度计算相关的参考内容。
1. 焊接接头的分类：焊接接头一般可分为角焊缝、对接焊缝、搭接焊缝、搭接对接复合焊缝等。
不同类型的焊缝在强度计算时需要采用不同的方法。
2. 焊缝的强度评估标准：针对不同类型的焊缝，有不同的强度评估标准。
例如，对于角焊缝，可以采用焊缝拉伸强度来评估其强度；对于对接焊缝，可以通过计算焊脚强度来评估其强度。
3. 强度计算公式：焊缝强度计算通常采用经验公式或者规范提供的计算方法。
例如，对于角焊缝的强度计算，可以使用以下公式：强度= A × σ式中，A为焊缝的截面面积，σ为焊缝材料的抗拉强度。
4. 材料力学性能参数的确定：焊缝强度计算中需要用到材料的力学性能参数，如抗拉强度、屈服强度等。
这些参数可以通过材料试验或者参考相关材料标准来获得。
5. 影响焊缝强度的因素：焊缝强度不仅与焊接材料的性能有关，还受到焊接工艺和焊接质量的影响。
因此，在焊缝强度计算时，还需要考虑焊接质量、焊缝形状和尺寸等因素。
6. 焊缝强度的安全系数：在焊缝强度计算中，一般会引入安全系数来考虑计算误差和不确定性因素。
不同的应用场景和材料要求可能有不同的安全系数。
7. 相关焊缝标准和规范：在焊缝强度计算过程中，参考相关的焊缝标准和规范是非常重要的。
例如，美国焊接学会（American Welding Society，AWS）和国际焊接工程师协会（International Institute of Welding，IIW）等都提供了相关的标准和规范。
总之，焊缝强度计算是保证焊接接头质量和可靠性的重要环节。
通过参考适当的标准和规范，结合实际工程要求和材料性能，合理计算焊缝强度，可以确保焊接接头的安全性和稳定性。
结构设计原理：对接焊缝的计算方法
3)承受轴心力、弯矩和剪力共同作用的对接焊缝
e
V
σmax σmax
1
σ1
N
h h0
t
τ1 τmax
牛腿 柱
焊缝计算截面
由M=Ve 由N
由V
轴力和弯矩作用下对接焊缝产生正应力，剪力作用下产生剪应力， 其计算公式为：
腹板与翼缘交界处的折算应力:
式中 焊透的对接焊缝的计算除考虑焊缝长度是否减少，焊缝强度要 否折减外，其计算方法与母材的强度计算完全相同。
（3）当不满足上式时，可采用斜对接焊缝连接，如下：
a
N
N
θ
t
N
N
l’w——斜焊缝计算长度。设引弧板时，l’w＝b/sinθ； 不设引弧板时，l’w＝b/sinθ－2t。
fvw——对接焊缝抗剪设计强度。
经计算，当tgθ≤1.5时，对接斜焊缝强度不低于母材，可 不用检算。
2）承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝
说明：
（1）在一般加引弧板施焊的情况下，所有受压、受剪的
对接焊缝以及受拉的一、二级焊缝，均与母材等强，不用
计算。
受拉三级对接焊缝 ft w 0.85 f 以5N/mm2倍数取整
其余： ft w f
fcw f
f
w v
fv
（2）直对接焊缝需要计算焊缝强度的只有两种情况：
①没有引弧板时需要计算；
②受拉情况下的三级焊缝。
《结构设计原理》课件
096、对接焊缝的计算方法
对接焊缝可视作焊件的一部分，故其计算方法与构件强度计算
相同。
1、轴心受力的对接焊缝
a
N
N
t
N
N
lw——焊缝计算长度，无引弧板和引出板时，焊缝计算长度取实 际长度减去2t；有引弧板时，取实际长度。
No.09 对接焊缝计算和角焊缝计算(2014)
[解 ]
f fw 0.85 f 0.85 205 174.25MPa, 取为f fw 175MPa
直缝连接其计算长度lw=54cm。 焊缝正应力为：
N 2500 103 210 N / mm2 ft w 175N / mm2 lw t 540 22
不满足要求
第3章 钢结构的连接
对于贴边焊
t ≤6mm时
h f ,max t
t＞ 6mm时
h f ,max = t－（1 ～2 ） mm
土 木 与 交 通 工 程 学 院 School of Civil and Transportation Engineering 主讲：何嘉年 第26页
第3章 钢结构的连接
a 1.5 时，可以不算。 当 b
土 木 与 交 通 工 程 学 院 School of Civil and Transportation Engineering 主讲：何嘉年 第15页
第3章 钢结构的连接
2． 弯剪共同作用
V
max
M
M w ft Wx
VS max w fv I xtw
第3章 钢结构的连接
基本假定：
1． 所有角焊缝只承受剪应力只区分侧焊 缝和端焊缝；
土 木 与 交 通 工 程 学 院 School of Civil and Transportation Engineering
主讲：何嘉年
第37页
第3章 钢结构的连接
2．焊缝计算截面为45°“咽喉截面”，面 积为
主讲：何嘉年
第22页
第3章 钢结构的连接
土 木 与 交 通 工 程 学 院 School of Civil and Transportation Engineering
焊缝的结构与计算
T=F (ei+e2)
假定：
A、被连接件绝对刚性，焊缝
为弹性，艮k T作用下被连
接件有绕焊缝形心旋转的趋 势；
B、T作用下焊缝群上任意点的
应力方向垂直于该点与焊缝 形心的连线，且大小与 r 成
正比；
C、在V作用下，焊缝群上的应
力均匀分布。
故：该连接的设计控制点 为A点和/V点
T作用下A点应力:
另：对于埋弧自动焊hf,min可减去1 mm;
对于T型连接单面角焊缝hfmn应加上1 mm;
当 t2《4mm时， hfmin=t2
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：
5. 搭接连接的构造要求
当板件端部仅采用两条侧面角焊缝连接时： A. 为了避免应力传递的过分弯折而使构件中应力 不均，规范规定:
B. 为了避免焊缝横向收缩时 引起板件的供曲太大，规范 规定：
b<16tiCt1 > 12mm )
或190/n/n (片 12mm )
C. 当角焊缝的端部位于构件转角处时，应作2hf的
焊缝的构造与计算
焊接培训教材
张明录
对接焊缝的构造与计算 角焊缝的构造与计算 直角角焊缝连接计算 直角角焊缝的强度计算
对接焊缝的构造与计算
1 .对接焊缝的构造
（1）对接焊缝的坡 式： 对接焊缝的焊件常做坡口，坡口形式与板厚和
施工条件有关。
1）当:t<6mm（手工焊），t<1 0mm（埋弧焊）时可不做坡
焊缝尺寸经验计算公式，拿走不谢
焊缝尺寸经验计算公式，拿走不谢在金属焊接过程中，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。
经过多年的实践得出了手弧焊、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+3⑵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+12.5⑶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。
如图所示，T形接头角焊缝焊脚尺寸K=δ+2⑷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。
对接焊缝角焊缝的构造和计算
Q390 钢 Q420 钢
≤16 >16～40 >40～60 >60～100
≤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
角焊缝构造尺寸要求
部位 项目
构造要求
备注
上限
焊脚尺寸 hf
下限
焊缝长度 lw
上限 下限
h f 1.2t1 （钢管构件除外）；
t
对板件：
6mm时，h f
t
t 6mm时，h f t (1 ~ 2)mm
圆孔或槽孔内的角焊缝， h f 尚不宜大于圆孔直径
和槽孔短径的 1/3
hf 1.5 t2 ；当 t2 4 时， h f t
3.5.7 典型节点（2）－－梁的拼接－－弯矩、剪力、轴力作用
弯矩 M
平板梁
工字形梁
剪力 V
3 钢结构的连接设计
弯矩 M 剪力 V 轴力 N
应力分布
应力分布
max
M
Wx
ftw ( fcw )
max
VSw I wtw
f
w v
zs
应力分 布
2 1
3
2 1
1.1 ftw
典型节点（3）－－牛腿焊接－－弯矩、剪力作用 弯矩 M 剪力 V
破坏模式
3 钢结构的连接设计
3.7.3 端缝与侧缝的比较
4对接焊缝的计算示例.
主讲 四川建筑职业技术学院工学博士
陈文元
2015.11
对接焊缝的计算示例
接焊缝的焊件为了保证焊透常需做成坡口，故又叫坡口焊
缝。对接焊缝的坡口形式有直线形(不切坡口)、半V形(单边
V形)、全V形、双V形(X形)、U形、K形等等， 坡口形式和尺寸(间隙b、钝边p和坡口角等)的选择没 有一成不变的模式，应根据板厚、施工条件(设备条件、采 用手工焊或自动焊、焊件是否能翻身、选用的焊接参数等) 具体情况而定，主要目的是为了既要保证焊透，又要尽量减 少焊缝金属和使施工方便。
tan 1.5 这就说明当 时，焊缝强度能够保证，可不 必计算。 若不采用斜对接焊缝，可考虑加引弧板，这时直缝计算长度lw ＝500mm。焊缝正应力为：
N 1100 103 2 183.3N/mm2 f t w 185N/mm l wt 500 12
满足要求
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对接焊缝的计算示例
1.对接焊缝受轴心力作用
N f t w或f cw l wt
N轴心拉力或压力； lw 焊缝的计算长度。施焊时，焊缝两端设置引 弧板和引出板时，等于焊缝的实际长度；无引弧板和引出板 时，每条焊缝的计算长度等于实际长度减去2t； t在对接接头中连接件的较小厚度；在T形接头中 为腹板厚度； f t w、f cw 对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值 式中
N 1100103 2 192.6N/mm2 f t w 185N/mm lwt 47612
不满足要求，改用斜对接焊缝，取截割斜度为1.5:l，即 tan 1.5 θ=56°。斜缝计算长度lw＝500/sin-2×12=579mm。故此时 焊缝正应力为：
对接焊缝计算公式
对接焊缝计算公式对接焊缝是指在两根钢管之间，用两根不同规格的钢板焊接的焊缝。
对接焊缝与直缝相比，焊接质量好，外形美观。
因此，在焊接钢管时采用对接焊条进行连接的钢管称为对接焊条，用于制造各种连接接头，具有良好的性能。
对接焊条是一种很好的焊缝质量控制方法，它是以电弧焊机为主要焊工台，将带有金属封闭芯的圆形焊条插入到圆形焊缝中，将金属封闭起来，通过焊条将金属封闭起来制成接头的方法。
对接焊条是制造钢管时常用的焊条之一，可分为大直径（Φ60 mm以上）和小直径（Φ100 mm以下）两种尺寸规格。
在焊接钢管时用对接焊条有两种焊接形式:(1)带密封装置（带密封元件或焊接接头）焊缝，包括直缝焊条,(2)带密封元件（不带密封元件）焊缝。
焊接接头又分为单面焊条和双面焊条两种。
1、对接焊条的规格目前常用的对接焊条有2种规格：大直径对接焊条：直径为200-250 mm,具有良好的焊接性能，可以用于普通钢板焊接；直径为150-200 mm,具有良好的焊接性能，可以用于汽车钢板和建筑钢板的焊接；直径为200-250 mm适用于低温钢焊接，可以制造大直径冷桥、大直径厚壁、低温和中温钢焊接；直径为300-400 mm具有良好的焊接性能，可以用在各种焊接场合。
小直径对接焊条：直径为200-250 mm适用于薄壁和中温钢板焊接。
由于直径过小焊接时会产生较大的飞溅和金属夹渣，使焊接接头的强度和硬度下降。
因此，小直径对接焊条应用较少，大直径对接焊条通常采用大直径对接焊条。
例如，一根直径为300-350 mm的对接焊条可以连接一根φ60 mm或φ100、φ400钢丝线等连接件；另外一根直径为400-400 mm的对接焊条可以连接4根φ60 mm或φ100 mm钢丝线连接件。
2、对角线长度单位“mm”(x)对角线长度是表示管子与钢管焊接接头的长度，单位为“mm”，其含义是管子到板（或管）上点间的距离，是金属管束对接的依据。
在现代工业生产中，由于焊接接头需要大量的母材，而目前国内钢材材料市场上大多数钢管是焊接接头与母材采用对接工艺制成。
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对接焊缝的计算示例
(a)矩形截面；(b)工字形截面
3.承受轴心力、弯矩和剪力共同作用的对接焊缝
当轴心力与弯矩、剪力共同作用时，焊缝的最大正应力应为轴 心力和弯矩引起的应力之和，剪应力、折算应力仍按上式验算
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对接焊缝的计算示例
问题：验算两钢板的对接焊缝的强度。板宽为500mm，厚12mm， 轴心拉力的设计值N=1100kN。钢材为Q235-B·F，手工焊，焊 条为E43型，三级焊缝，施焊时不用引弧板。 【解】 直缝连接其计算长度 lw＝500-2×12=476mm。焊缝正应力为：
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对接焊缝的计算示例
由于三级焊缝的抗拉强度比母材低。故当设置引弧板和引出 板时，只有三级焊缝才需按上式进行抗拉强度验算。 如果用直缝不能满足抗拉强度要求时，可采用如图 (b)所示 的斜对接焊缝。计算表明，焊缝与作用力N的夹角满足 tan 1.5 时，斜焊缝长度的增加能抵消抗拉强度的不足，可不再进行验 算 。
tan 1.5 这就说明当 时，焊缝强度能够保证，可不 必计算。 若不采用斜对接焊缝，可考虑加引弧板，这时直缝计算长度lw ＝500mm。焊缝正应力为：
N 1100 103 2 183.3N/mm2 f t w 185N/mm l wt 500 12
满足要求
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对接焊缝的计算示例
当焊件厚度很小(手工焊6mm，埋弧焊l0mm)时，可用直
边缝。对于一般厚度的焊件可采用具有斜坡口的单边V形或 V形焊缝。斜坡口和根部间隙b共同组成一个焊条能够运转 的施焊空闻，使焊缝易于焊透；钝边p有托住熔化金属的作 用。对于较厚的焊件(t>20mm)，则采用U形、K形和X形坡口。
N 1100103 2 192.6N/mm2 f t w 185N/mm lwt 47612
不满足要求，改用斜对接焊缝，取截割斜度为1.5:l，即 tan 1.5 θ=56°。斜缝计算长度lw＝500/sin-2×12=579mm。故此时 焊缝正应力为：
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对接焊缝的计算示例
1.对接焊缝受轴心力作用
N f t w或f cw l wt
N轴心拉力或压力； lw 焊缝的计算长度。施焊时，焊缝两端设置引 弧板和引出板时，等于焊缝的实际长度；无引弧板和引出板 时，每条焊缝的计算长度等于实际长度减去2t； t在对接接头中连接件的较小厚度；在T形接头中 为腹板厚度； f t w、f cw 对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值 式中
对于V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。
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对接焊缝的计算示例
在对接焊缝的拼接处，当板宽或板厚不同时，为使截面和 缓过渡以减小应力集中，应将板宽或板厚切成斜面，且坡口形 式应根据较薄焊件厚度确定。
斜度不大于1／4时，则其疲劳强度与等宽等厚的情况相差 不大。故规范规定：当焊件的宽度不同或厚度在一侧相差4mm以 上时，应分别在宽度或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于1： 2.5的斜角，但对直接承受动力荷载且需验算疲劳的结构，图中 斜角坡度不应大于1：4。
谢 谢2015.11Fra bibliotek对接焊缝的计算示例
主讲 四川建筑职业技术学院工学博士
陈文元
2015.11
对接焊缝的计算示例
接焊缝的焊件为了保证焊透常需做成坡口，故又叫坡口焊
缝。对接焊缝的坡口形式有直线形(不切坡口)、半V形(单边
V形)、全V形、双V形(X形)、U形、K形等等， 坡口形式和尺寸(间隙b、钝边p和坡口角等)的选择没 有一成不变的模式，应根据板厚、施工条件(设备条件、采 用手工焊或自动焊、焊件是否能翻身、选用的焊接参数等) 具体情况而定，主要目的是为了既要保证焊透，又要尽量减 少焊缝金属和使施工方便。
对接焊缝的计算示例
N sin 1100 103 sin 56 2 131.3N/mm2 f t w 185N/mm l wt 579 12 剪应力为： N cos 1100 103 cos56 2 88.5N/mm2 f vw 125N/mm l wt 579 12
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对接焊缝的计算示例
在焊缝的起灭弧处，常会出现弧坑等缺陷，这些缺陷对 承载力影响极大，故凡要求等强的对接焊缝施焊时应设置引 弧板和引出板（常常简述为引弧板），焊后将它割除。当无 法采用引弧(出)板施焊时，允许不设置引弧(出)板，此时可 令焊缝计算长度等于实际长度减2t(此处t为较薄焊件厚度)。