【正文】 eVy lhV?危險(xiǎn)點(diǎn) A的總正應(yīng)力 VyTyf ??? ??危險(xiǎn)點(diǎn) A強(qiáng)度驗(yàn)算 斜角角焊縫的計(jì)算 采用與直角角焊縫相同的計(jì)算公式計(jì)算 。 研究很少 ， 計(jì)算公式也是根據(jù)直角角焊縫簡化得出 。因此 ， 一律取 ?f?焊縫有效厚度：假定在所成夾角的最小斜面上發(fā)生破壞 ? ?2c o ss i n21 ?? ?????? ?? bbbhhfe、或2c o s?fe hh ?當(dāng) b、 b1或 b2 任何情況下 b、 b1或 b2不得大于 5mm。 當(dāng)根部間隙 b、 b1或 b2≤ 同厚、同寬板對接焊縫的構(gòu)造 第四節(jié) 對接焊縫的構(gòu)造要求與計(jì)算 直邊縫： 焊件厚度小 手工 t≤6mm，埋弧焊 t ≤10mm 單邊 V、 V形坡口： 一般厚度 U形、 K形、 X形： 厚度 ≥20mm 不同寬度或厚度的板件對接 ， 應(yīng)在寬度方向或厚度方向從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于 1:(直接承受動力荷載時(shí)不大于 1:4)的斜角 ， 以使截面過渡和緩 ， 減小應(yīng)力集中 。 不同厚、寬板對接焊縫的構(gòu)造 焊縫起滅弧處弧坑等缺陷對承載力影響極大 ， 焊接時(shí)一般應(yīng)設(shè)置引弧板和引出板 ， 焊后將它割除 。 受靜力荷載設(shè)置引弧 (出 )板困難時(shí) ， 允許不設(shè)置 ， 此時(shí)焊縫計(jì)算長度等于 實(shí)際長度減 2t。 t為連接件的較小厚度 。 焊透的坡口焊縫的計(jì)算 坡口焊縫是焊件截面的組成部分，焊縫中應(yīng)力分布基本與焊件相同，故計(jì)算方法與構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算一樣。 a 軸心力作用的對接焊縫 N— 軸心拉力或壓力設(shè)計(jì)值； lw— 焊縫的計(jì)算長度 。 — 對接焊縫的抗拉 、 抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 。 wcwtwfftlN 或???wcwt ff 、只有三級檢驗(yàn)的焊縫才需進(jìn)行抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算。如果采用直縫不能滿足強(qiáng)度要求時(shí)，可采用如圖所示的斜對接焊縫。焊縫與作用力間的夾角 θ滿足 tanθ≤，斜焊縫的強(qiáng)度不低于母材強(qiáng)度，可不驗(yàn)算 焊縫強(qiáng)度 。 例 驗(yàn)算下圖所示對接焊縫的強(qiáng)度。圖中 a=540mm，t=22mm，軸心力設(shè)計(jì)值 N=2150kN，鋼材為 Q235B，手工焊， E43型號焊條，焊縫三級檢驗(yàn)，施焊時(shí)加引弧板和引出板。 22 /120,/175 mmNfmmNf wvwt ??解：查表得223/1 7 5/1 8 1225 4 0102 1 5 0mmNfmmNtlN wtw????????正對接焊縫應(yīng)力mm6 5 1565 4 0 ???? Si nSi nal w ?焊縫計(jì)算長度改用斜對接焊縫，斜度為 :1,即 tanθ =,θ =56176。 ： 223/175/12422651i n 5 6102150inmmNfmmNStlNS wtw?????????θ正應(yīng)力斜對接焊縫應(yīng)力?223/1 2 0/84226 5 1 56c o s102 1 5 0c o s mmNfmmNtlN wvw???? ?????θ剪應(yīng)力 ?b 彎矩和剪力共同作用的對接焊縫計(jì)算 對接接頭受到彎矩和剪力的共同作用，正應(yīng)力與剪應(yīng)力的最大值應(yīng)分別滿足 wtwWWwftl Mltl MWM ???? 23 62/12? wvWWWww ftlVttltlVtIVS ?????23128132?w2121 ?? ??Ww、 Sw、 Iw— 焊縫的截面模量、面積矩、慣性矩。 工字形或 H型鋼梁的對接焊縫接頭，除分別驗(yàn)算最大正應(yīng)力和剪應(yīng)力外，對于同時(shí)受有較大正應(yīng)力和剪應(yīng)力處，如腹板與翼緣的交接點(diǎn)還驗(yàn)算折算應(yīng)力： 驗(yàn)算點(diǎn)處焊縫的 正應(yīng)力和剪應(yīng)力。 部分焊透的坡口焊縫的計(jì)算 焊縫主要起聯(lián)系作用或焊縫受力雖然較大 ， 但采用焊透的對接焊縫將使強(qiáng)度不能充分發(fā)揮時(shí) ， 可采用部分焊透的對接焊縫 。 四塊較厚的板焊成箱形截面的軸心受壓構(gòu)件 ， 用焊透對接焊縫是不必要的；如采用角焊縫外形又不平整；采用部分焊透的對接與角接組合焊縫可以省工省料 ， 較為美觀大方 。 部分焊透的對接焊縫必須在設(shè)計(jì)圖上注明坡口的形式和尺寸 。 坡口形式： V形 、 單邊 V形 、 U形、 J形和 K形。 部分焊透的坡口焊縫可視為在坡口內(nèi)焊接的角焊縫。強(qiáng)度計(jì)算方法與直角角焊縫相同，在垂直于焊縫長度方向的壓力作用下 β f＝ ， 其他情況取 β f＝ 。 對 U形、 J形和坡口角 α ＞ 60 176。 的 V形坡口 he= s α ＜ 60176。 的 V形坡口焊縫 he= s 對單邊 V形和 K形坡口焊縫 α =45177。 5176。 時(shí) he=s3mm s:焊縫表面至根部的深度 焊接應(yīng)力的分類和產(chǎn)生的原因 第五節(jié) 焊接應(yīng)力和焊接變形 熱變形 焊件在焊接時(shí)產(chǎn)生的變形 焊接殘余變形 焊件冷卻后產(chǎn)生的變形 ， 焊件中的應(yīng)力稱為 焊接殘余應(yīng)力 縱向焊接應(yīng)力 沿焊縫長度方向 施焊時(shí) ， 產(chǎn)生不均勻的溫度場 ， 焊縫及其附近溫度可達(dá)1600℃ 以上 ， 而鄰近區(qū)域溫度急劇下降 。 不均勻的溫度場產(chǎn)生不均勻的膨脹 。 溫度高的鋼材膨脹大 ， 受兩側(cè)鋼材限制而產(chǎn)生縱向拉應(yīng)力 。 這種拉應(yīng)力經(jīng)常達(dá)到鋼材的屈服強(qiáng)度 。 焊接應(yīng)力是一種無荷載作用下的應(yīng)力 ， 在焊件內(nèi)部自平衡 ， 必然在距焊縫稍遠(yuǎn)區(qū)段內(nèi)產(chǎn)生壓應(yīng)力 。 800 500 300施焊方向橫向焊接應(yīng)力 垂直于焊縫長度方向 產(chǎn)生的原因有二： 焊縫縱向收縮 ， 使兩塊鋼板趨向于形成反方向的彎曲變形 ， 焊縫將兩塊鋼板連成整體 ， 不能分開 ， 于是兩塊板的中間產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力 ， 而兩端則產(chǎn)生壓應(yīng)力 。 由于先焊的焊縫已經(jīng)凝固 ， 阻止后焊焊縫在橫向自由膨脹 ， 使其發(fā)生橫向的塑性壓縮變形 。 當(dāng)焊縫冷卻時(shí) ，后焊焊縫的收縮受到已凝固的焊縫限制而產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力 ， 而先焊部分則產(chǎn)生橫向壓應(yīng)力 ， 因應(yīng)力自相平衡 ， 更遠(yuǎn)處的焊縫則受拉應(yīng)力 。 厚度方向的焊接應(yīng)力 在厚鋼板的焊接連接中，焊縫需要多層施焊。因此，除有縱向和橫向焊接應(yīng)力 σx、 σy外，還存在著沿鋼板厚度方向的焊接應(yīng)力 σz 。這三種應(yīng)力形成同號三向應(yīng)力，將大大降低連接的塑性。 減少焊接應(yīng)力和焊接變形的措施 設(shè)計(jì)措施 (1)盡可能使焊縫對稱于構(gòu)件截面的中性軸 ， 減小焊接變形 (2)采用適宜的焊腳尺寸和焊縫長度 。 (3)焊縫不宜過分集中 。 (4)應(yīng)盡量避免兩條或三條焊縫垂直交叉 。 (5)盡量避免在母材厚度方向的收縮應(yīng)力 。 工藝措施 (1)合理的施焊次序 采用分段退焊 ， 厚焊縫采用分層焊 ，工字形截面按對角跳焊 。 (2)采用反變形 施焊前給構(gòu)件一個(gè)與焊接變形反方向的預(yù)變形 ， 使之與變形相抵消 ， 從而達(dá)到減小焊接變形的目的 (3)小尺寸焊件 ， 焊前預(yù)熱 ， 或焊后回火加熱至 600℃ 左右， 然后緩慢冷卻 。 也可采用剛性固定法將構(gòu)件加以固定來限制焊接變形 ， 但卻增加了焊接殘余應(yīng)力 。