对接焊缝的构造和计算

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1、3.3对接焊接的构造和计算对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，如下图所示，其中图(a)、(b)、(c)、(e)均可考虑在下面加垫板(g)。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。一、对接焊缝的构造要求1当焊件厚度很小(手工焊6mm，

2、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。对于V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。2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。试验证明，只要斜度不大于1／4，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

3、，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。3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)。4二、对接焊缝的计算1.对接焊缝受轴心力作用式中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

4、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；对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值5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。62.对接焊缝承受弯矩和剪力的共同作用（a）所示是对接接头受到弯矩和剪力的共同作用，由于焊缝截面是矩形，正应力与剪应力

5、图形分别为三角形与抛物线形，其最大值应分别满足下列强度条件：(b)所示是工字形截面粱的对接焊缝接头，除应分别按上式验算最大正应力和剪应力外，对于同时受有较大正应力和较大剪应力的腹板与翼缘交接点处，还应按下式验算折算应力：7(a)矩形截面；(b)工字形截面当轴心力与弯矩、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3.承受轴心力、弯矩和剪力共同作用的对接焊缝8【例1】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

6、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：不满足要求，改用斜对接焊缝，取截割斜度为1.5:l，即θ=56°。斜缝计算长度lw＝500/sin-2×12=579mm。故此时焊缝正应力为：9剪应力为：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：满足要求10【例2】计算工字形截面牛腿与钢柱连接的对接焊缝强度(图3-3-6)。F=550kN(设计值)，偏心距e=300mm。钢材为Q235-B

7、·F，焊条为E43型，手工焊。三级焊缝。上、下翼缘加引弧板施焊。【解】因有引弧板，对接焊缝的计算截面与牛腿的截面相同，因而11V=F=550KN,M=Fe=550×0.3=165KN·m最大正应力为：最大剪应力为：12上翼缘和腹板交接处“l”点的正应力：剪应力：由于“1”点同时受有较大的正应力和剪应力，故应验算折算应力：均满足要求。13