4.6-4.13钢结构的焊缝连接.ppt

4.6直角角焊缝的受力性能 2.斜角角焊缝 3.辅助连接焊缝 塞焊缝、槽焊缝和点焊缝。 二.直角角焊缝的受力分析 1.侧面角焊缝 B.破坏形式 2.正面角焊缝 B.破坏形式 4.7 直角角焊缝的强度计算 一.基本假定 二.直角角焊缝的强度计算公式 4.8 角焊缝的构造要求 角焊缝的尺寸包括焊脚尺寸和焊缝计算长度。 角焊缝的设计计算应满足强度要求和构造要求。 1.焊脚尺寸hf (1)最小焊脚尺寸 焊脚尺寸过小，焊缝冷却过快产生淬硬组织，焊缝变脆。 (2)最大焊脚尺寸 焊脚尺寸过大，可能造成焊件“过烧”或被烧穿。焊缝过大，冷却时收缩变形也就加大。 2.焊缝的计算长度 (1)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、落弧点相距太近，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： 4.9 直角角焊缝连接的计算 4.10 斜角角焊缝连接的计算 （自学） 4.11 部分焊透的对接焊缝连接的计算 （自学） 4.12 焊缝的质量等级 《钢结构设计规范》（GB50017--2003）中，对焊缝质量等级的选用有如下规定： (1)凡需进行疲劳计算的结构的对接焊缝，均应要求焊透，其质量等级为: a.作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝和T形接头中的对接和角接组合焊缝，受拉时应为一级，受压时应为二级; b.作用力平行于长度方向的纵向对接焊缝应为二级。 (2)不需计算疲劳的结构中，凡要求与母材等强的对接焊缝，应予以焊透，其质量等级：当受拉时应不低于二级，受压时宜为二级。 (3)重级工作制(按我国《起重机设计规范》GB3811中规定的吊车工作级别为A6—A8级)和起重量Q≥50t的中级工作制(A4、A5级)吊车梁的腹板与上翼缘板之间以及吊车桁架上弦杆与节点板之间的T形接头焊缝均要求焊透(一般采用对接与角接组合焊缝)，其质量等级不应低于二级。 (4)不要求焊透的T形接头采用角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝，以及搭接连接中采用的角焊缝，其质量等级为： a.对直接承受动力荷载且需要验算疲劳的结构和吊车起重量等于或大于50t的中级工作制吊车梁，其焊缝的外观质量标准应符合二级； b.对其他结构，焊缝的外观质量等级可为三级。 4.13 焊接残余应力和残余变形 一.焊接残余应力 1.焊接残余应力的分类 A.纵向焊接残余应力—沿焊缝长度方向; B.横向焊接残余应力—垂直于焊缝长度方向; C.沿厚度方向的焊接残余应力。 2.焊接残余应力产生的原因 （1）纵向焊接残余应力 （2）横向焊接残余应力 产生的原因: a.焊缝的纵向收缩，使焊件有反向弯曲变形的趋势，导致焊缝长度的中间部分受拉，两端受压； b.焊缝横向收缩引起的。焊接时已凝固的先焊焊缝，阻止后焊焊缝的横向膨胀，产生横向塑性压缩变形。焊缝冷却时，后焊焊缝的收缩受先焊焊缝的限制而产生拉应力，而先焊焊缝产生压应力，因应力自相平衡，更远处焊缝则产生拉应力；应力分布与施焊方向有关。 以上两种应力的组合即为，横向焊接残余应力。 （3）沿厚度方向的焊接残余应力 在厚钢板的焊接连接中，焊缝需要多层施焊，焊接时沿厚度方向已凝固的先焊焊缝，阻止后焊焊缝的膨胀，产生塑性压缩变形。焊缝冷却时，后焊焊缝的收缩受先焊焊缝的限制而产生拉应力，而先焊焊缝产生压应力，因应力自相平衡，更远处焊缝则产生拉应力。因此，除了横向和纵向焊接残余应力σx,σy 外，还存在沿厚度方向的焊接残余应力σz，这三种应力形成同号(受拉)三向应力，大大降低连接的塑性。 3.焊接残余应力对结构构件的影响 残余应力对结构构件的静力强度没有影响； 使构件提前进入弹塑性工作阶段而降低构件的刚度； 构件受压时，降低构件的稳定性。 二.焊接残余变形 三.合理的焊接连接设计 保证连接传力 便于制造与安装 尽量减小焊接残余应力和残余变形 要做到合理的焊接连接设计还应注意以下几点: （1）选用合适的焊缝尺寸 在角焊缝的连接设计中，在满足最小焊脚尺寸的条件下，一般宁愿用较小的焊脚尺寸而加大一点焊缝的长度，不要用较大的焊脚尺寸而减小一点焊缝长度。 （2）合理选用焊缝形式 (3)合理布置焊缝位置 焊缝应尽量对称布置以消除焊接残余变形和尽量避免三向焊缝相交。当三向焊缝相交时，可中断次要焊缝而使主要焊缝保持连续。 （4）考虑施焊时焊条是否易于达到。 4.弯矩、剪力、轴力共同作用下角焊缝的计算 l N lw he he e V A A 如图所示：将连接所受的水平力N，垂直力V平移到焊缝群形心，得到一弯矩M=Ve，剪力V和轴力N。 弯矩M作用下，焊缝有效截面上的应力为三角形分布，方向与焊缝长度方向