焊接接头及静载强度计算.ppt

第三节焊接接头的静载强度计算一、工作焊缝和联系焊缝二、焊接接头的设计要点三、焊接接头强度计算的假设四、电弧焊接头的静载强度计算五、焊缝许用应力第30页，共49页，星期日，2025年，2月5日一.工作焊缝和联系焊缝工作焊缝:焊缝与被连接的元件是串联的,它承担着传递全部载荷的作用,焊缝一旦断裂,结构就会立即失效.联系焊缝:焊缝与被连接的元件是并联的,它仅传递很小的载荷,主要起元件之间相互联系的作用,焊缝一旦断裂,结构不会立即失效.在结构设计时无需计算联系焊缝的强度,只需计算工作焊缝的强度.第31页，共49页，星期日，2025年，2月5日工作焊缝和联系焊缝第32页，共49页，星期日，2025年，2月5日焊接接头的设计要点应尽量使接头形式简单,结构连续,且不设在最大应力作用截面上.要特别重视角焊缝的设计,不宜选择过大的焊脚.尽量避免在厚度(Z向)方向传递力.接头的设计要便于制造和检验.一般不考虑残余应力对接头强度的影响.第33页，共49页，星期日，2025年，2月5日二.焊接接头强度计算的假设残余应力对接头强度没有影响.焊趾处和余高处的应力集中对接头强度无影响.接头的工作应力是均布的,以平均应力计算.正面角焊缝与侧面角焊缝的强度没有差别.焊脚尺寸的大小对角焊缝的强度没有影响.角焊缝都是在切应力的作用下破坏,按切应力计算其强度.在静载条件下为了计算方便常作如下假设:第34页，共49页，星期日，2025年，2月5日角焊缝的破断面在角焊缝截面的最小高度上,其值等于内接三角形高.余高和少量的熔深对接头的强度没有影响,但是,在采用熔深较大的埋弧焊和CO2气体保护焊时,应给予考虑,角焊缝计算断面高度a为:a=(K+p)cos45°当K≤8mm时,可取a等于K;当K8mm时,可取p=3mm.第35页，共49页，星期日，2025年，2月5日第1页，共49页，星期日，2025年，2月5日第一节焊接接头的类型一、焊接接头的组成二、焊缝的基本形式三、焊接接头的基本形式第2页，共49页，星期日，2025年，2月5日一、焊接接头的组成焊接接头由焊缝金属、熔合区、热影响区组成图2-1熔焊焊接接头的组成对接接头的断面图搭接接头的断面图第3页，共49页，星期日，2025年，2月5日影响焊接接头性能的主要因素焊接接头是一个成分、组织和性能都不均匀的连接体。此外，焊接接头因焊缝的形状和布置的不同，将会产生不同程度的应力集中。所以，不均匀性和应力集中是焊接接头的两个基本属性。影响焊接接头性能的主要因素有以下两个方面：力学方面因素：接头形状的不连续性(余高、接头错边)、焊接缺陷（未焊透、裂纹）、残余应力和残余变形等。材质方面因素：焊接热循环所引起的组织变化、焊接材料引起的焊缝化学成分的变化、焊后热处理所引起的组织变化以及矫正变形所引起的加工硬化等。第4页，共49页，星期日，2025年，2月5日影响焊接接头性能的主要因素残余应力组织成分不同焊趾及咬边热影响区焊缝金属缺陷：裂纹、未焊透、气孔、夹渣裂纹、脆化应力集中角变形错边错边应力集中第5页，共49页，星期日，2025年，2月5日二、焊缝的基本形式对接焊缝角焊缝焊缝的形式应根据焊件的厚度、工作条件、受力情况等因素进行选择。焊缝是构成焊接接头的主体部分，对接焊缝和角焊缝是焊缝的基本形式。第6页，共49页，星期日，2025年，2月5日对接焊缝对接焊缝的接头可采用卷边、平对接或加工成各种形式的坡口。对接焊缝开坡口的目的，是为了确保接头的质量，同时也从经济效益考虑。坡口形式的选择取决于板材厚度、焊接方法和工艺过程。通常必须考虑以下几个方面：1）可焊到性或便于施焊；2）降低焊接材料的消耗量；3）坡口易加工；4）减少或控制焊接变形。第7页，共49页，星期日，2025年，2月5日对接焊缝坡口角度的大小与板厚和焊接方法有关，其作用是使电弧能深入根部使根部焊透。坡口角度越大，焊缝金属量越多，焊接变形也会增大，一般坡口角度选60°左右。采用根部间隙是为了保证焊缝根部能焊透，一般情况下，坡口角度小，需要同时增加根部间隙；根部间隙较大时，又容易烧穿，为此，需要采用钝边防止烧穿。根部间隙过大时，还需要加垫板。第8页，共49页，星期日，2025年，2月5日对接焊缝的典型坡口形式第9页，共49页，星期日，2025年，2月5日角焊缝角焊缝按其截面形状可分为平角焊缝、凹角焊缝、凸角焊缝和不等焊脚角焊缝。各种截面形