角焊缝的焊接既计算(1)

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1、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

2、）。图中的hf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。　　　　　　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

3、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。　　在板件边缘的角焊缝，当板件厚度t＞6mm时，hf≤t；当t

4、＞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　　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60hf，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

5、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8hf和40mm，也就是说，其实际焊接长度应较前述数值还要大2hf（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/lw有关。b为两侧焊缝的距离，lw为侧焊缝长度。当b/lw＞1时，连接的承载力随着b/lw比值的增大而明显下降。这主要是因应力传递的过分弯折使构件中应

6、力分布不均匀造成的。为使连接强度不致过分降低，应使每条侧焊缝的长度不宜小于两侧面角焊缝之间的距离，即b/lw≤1。两侧面角焊缝之间的距离b也不宜大于16t(t＞12mm)或200mm（t≤12mm）,t为较薄焊件的厚度，以免因焊缝横向收缩，引起板件发生较大拱曲。　　在搭接连接中，当仅采用正面角焊缝时（图3.3.6），其搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍，也不得小于25mm，以免焊缝受偏心弯矩影响太大而破坏。　　　　　　杆件端部搭接采用三面围焊时，在转角处截面突变，会产生应力集中，如在此处起灭弧，可能出现弧坑或咬肉等缺陷，从而加大应力集中的影响。故所有围焊的转角处必须连续施焊。对

7、于非围焊情况，当角焊缝的端部在构件转角处时，可连续地作长度为2hf的绕角焊（图3.3.5）。　　杆件与节点板的连接焊缝宜采用两面侧焊，也可用三面围焊，对角钢杆件可采用L形围焊（图3.3.7），所有围焊的转角处也必须连续施焊。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　3.3.2直角角焊缝的基本计算公式　　当角焊缝的两焊脚边夹角为90°时，称为直角角焊缝，即一般所指的角焊缝。　　角焊缝的有效截面为焊缝有效厚度（喉部尺寸）与计算长度的乘积，而有效厚度he=0.7hf为焊缝横截面的内接等