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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
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