对接焊缝的构造和计算-西南交通大学

3.3对接焊接的构造和计算对接焊缝的焊件为了保证焊透常需做成坡口，故又叫坡口焊缝。对接焊缝的坡口形式有直线形(不切坡口)、半V形(单边V形)、全V形、双V形(X形)、U形、K形等等，如下图所示，其中图(a)、(b)、(c)、(e)均可考虑在下面加垫板(g)。坡口形式和尺寸(间隙b、钝边p和坡口角等)的选择没有一成不变的模式，应根据板厚、施工条件(设备条件、采用手工焊或自动焊、焊件是否能翻身、选用的焊接参数等)具体情况而定，主要目的是为了既要保证焊透，又要尽量减少焊缝金属和使施工方便。一、对接焊缝的构造要求1当焊件厚度很小(手工焊6mm，埋弧焊l0mm)时，可用直边缝。对于一般厚度的焊件可采用具有斜坡口的单边V形或V形焊缝。斜坡口和根部间隙b共同组成一个焊条能够运转的施焊空闻，使焊缝易于焊透；钝边p有托住熔化金属的作用。对于较厚的焊件(t>20mm)，则采用U形、K形和X形坡口。对于V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。

2在对接焊缝的拼接处，当板宽或板厚不同时，为使截面和缓过渡以减小应力集中，应将板宽或板厚切成斜面，且坡口形式应根据较薄焊件厚度确定。试验证明，只要斜度不大于1／4，则其疲劳强度与等宽等厚的情况相差不大。故规范规定：当焊件的宽度不同或厚度在一侧相差4mm以上时，应分别在宽度或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于1：2.5的斜角，但对直接承受动力荷载且需验算疲劳的结构，图中斜角坡度不应大于1：4。

3在焊缝的起灭弧处，常会出现弧坑等缺陷，这些缺陷对承载力影响极大，故凡要求等强的对接焊缝施焊时应设置引弧板和引出板（常常简述为引弧板），焊后将它割除。当无法采用引弧(出)板施焊时，允许不设置引弧(出)板，此时可令焊缝计算长度等于实际长度减2t(此处t为较薄焊件厚度)。4二、对接焊缝的计算1.对接焊缝受轴心力作用式中N轴心拉力或压力；lw

焊缝的计算长度。施焊时，焊缝两端设置引弧板和引出板时，等于焊缝的实际长度；无引弧板和引出板时，每条焊缝的计算长度等于实际长度减去2t；t在对接接头中连接件的较小厚度；在T形接头中为腹板厚度；

对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值5由于三级焊缝的抗拉强度比母材低。故当设置引弧板和引出板时，只有三级焊缝才需按上式进行抗拉强度验算。如果用直缝不能满足抗拉强度要求时，可采用如图(b)所示的斜对接焊缝。计算表明，焊缝与作用力N的夹角满足时，斜焊缝长度的增加能抵消抗拉强度的不足，可不再进行验算。62.对接焊缝承受弯矩和剪力的共同作用（a）所示是对接接头受到弯矩和剪力的共同作用，由于焊缝截面是矩形，正应力与剪应力图形分别为三角形与抛物线形，其最大值应分别满足下列强度条件：(b)所示是工字形截面粱的对接焊缝接头，除应分别按上式验算最大正应力和剪应力外，对于同时受有较大正应力和较大剪应力的腹板与翼缘交接点处，还应按下式验算折算应力：7(a)矩形截面；(b)工字形截面当轴心力与弯矩、剪力共同作用时，焊缝的最大正应力应为轴心力和弯矩引起的应力之和，剪应力、折算应力仍按上式验算3.承受轴心力、弯矩和剪力共同作用的对接焊缝8【例1】

验算两钢板的对接焊缝的强度。板宽为500mm，厚12mm，轴心拉力的设计值N=1100kN。钢材为Q235-B·F，手工焊，焊条为E43型，三级焊缝，施焊时不用引弧板。【解】

直缝连接其计算长度lw＝500-2×12=476mm。焊缝正应力为：不满足要求，改用斜对接焊缝，取截割斜度为1.5:l，即θ=56°。斜缝计算长度lw＝500/sin-2×12=579mm。故此时焊缝正应力为：9剪应力为：这就说明当时，焊缝强度能够保证，可不必计算。若不采用斜对接焊缝，可考虑加引弧板，这时直缝计算长度lw＝500mm。焊缝正应力为：满足要求

10【例2】】计算算工工字字形形截截面面牛牛腿腿与与钢钢柱柱连连接接的的对对接接焊焊缝缝强强度度(图3-3-6)。F=550kN(设计计值值)，偏偏心心距距e=300mm。钢钢材材为为Q235-B··F，焊焊条条为为E43型，，手手工工焊焊。。三三级级焊焊缝缝。。上上、、下下翼翼缘缘加加引引弧弧板板施施焊焊。。【解】因有有引引弧弧板板，，对对接接焊焊缝缝的的计计算算截截面面与与牛牛腿腿的的截截面面相相同同，，因因而而11V=F=550KN,M=Fe=550××0.3=165KN··m最大正应应力为：：最大剪应应力为：