角焊缝的焊接既计算.pdf

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。 专业文档供参考，如有帮助请下载。 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。 f 在板件边缘的角焊缝，当板件厚度 t ＞6mm 时， h ≤t；当 t ＞6mm 时， hf ≤t- （1-2 ）mm ；。圆孔或槽孔内的角 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 专业文档供参考，如有帮助请下载。 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内力重分布，但两 端应力可首先达到强度极限而破坏。若内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， lw