计算焊接强度

各种焊接接头都有不同程度的应力集中，当母材具有足够的塑性时，结构在静开车破坏之前就有显著的塑性变形，应力集中对其强度无影响。

例如，侧面搭接接头在加载时，如果母材和焊缝金属都有较好的塑性，其切应力的分布是不均匀的，见图29。继续加载，焊缝的两端点达到屈服点σs，则该处应力停止上升，而焊缝中段各点的应力因尚未达到σs，故应力随加载继续上升，到达屈服点的区域逐渐扩大，应力分布曲线变平，最后各点都达到σs。如再加载，直至使焊缝全长同时达到强度极限，最后导致破坏。

36 什么是工作焊缝？什么是联系焊缝？

焊接结构上的焊缝，根据其载荷的传递情况，可分为两种：一种焊缝与被连接的元件是串联的，承担着传递全部载荷的作用，一旦断裂，结构就立即失效，这种焊缝称为工作焊缝，见图30a、图30b，其应力称为工作应力。另一种焊缝与被连接的元件是并联的，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，这种焊缝称

为联系焊缝，见图30c、图30d，其应力称为联系应力。设计时，不需计算联系焊缝的强度，只计算工作焊缝的强度。

37 举例说明对接接头爱拉（压）时的静载强度计算。

全焊透对接接头的各种受力情况见图31。图中F为接头所受的拉（压）力，Q为切力，M1为平面内弯矩，M2为垂平面弯矩。

受拉时的强度计算公式为

F

σt＝───≤〔σ′t 〕

Lδ1

F

受压时的强度计算公式为σα＝───≤〔σ′α〕

Lδ1

式中F——接头所受的拉力或压力（N）；

L——焊缝长度（cm）；

δ1——接头中较薄板的厚度（cm）；

σ——接头受拉（σt）或受压（σα）时焊缝中所承受的应力（N/cm2）㈠

〔σ′t 〕——焊缝受拉时的许用应力（N/cm2）

〔σ′α〕——焊缝受压时的许用应力（N/cm2）

计算例题两块板厚为5mm、宽为500mm的钢板对接焊在一起，两端受28400N的拉力，材料为Q235-A钢，试校核其焊缝强度。

解：查表得〔σ′t 〕=14200 N/cm2。

根据已知条件，在上述公式中，F=28400N，L=500mm=50cm，δ1=5mm=0.5cm，代入计算为

F 28400

σt＝───＝─────＝ 1136N/cm2＜14200N/cm2

Lδ1 50×0.5

∴该对接接头焊缝强度满足要求，结构工作安全。

38 举例说明对接接头受剪切时的静载强度计算。

受剪切时的强度计算公式为

Q

τ= ───≤〔τ′〕

Lδ1

式中Q——接头所受的切力（N）；

L——焊缝长度（cm）；

δ1——接头中较薄板的厚度（cm）；

τ——接头焊缝中所承受的切应力（N/cm2）；

〔τ′〕——焊缝许用切应力（N/cm2）

计算例题两块板厚为10mm的钢板对接焊，焊缝受29300N的拉力，材料为Q235-A钢，试设计焊缝的长度（钢板宽度）。

解：查表得〔τ′〕=9800 N/cm2。

根据已知条件，在上述公式中，Q=29300N，δ1=10mm=1cm，代入计算为

Q 28400

L≥──────＝──────＝ 2.99cm = 29.9mm

δ1〔τ′〕1×9800

取L = 30mm。即当焊缝长度（板宽）为30mm时，该对接接头焊缝强度能满足要求。

39 举例说明对接接头受弯矩时的静载强度计算。

受水平板面内弯矩的强度计算公式为

6M1

σ= ────≤〔σ′t 〕

δ1 L2

受垂直板面内弯矩的强度计算公式为

6M2

σ= ────≤〔σ′t 〕

δ12L

式中M1——水平板面内弯矩（N/cm2）；

M2——垂直板面弯矩（N/cm2）；

L ——焊缝长度（cm）；

δ1——接头中较薄板的厚度（cm）；

σ——接头受弯矩作用时焊缝中所承受的应力（N/cm2）；

〔σ′t 〕——焊缝受弯时的许用应力（N/cm2）。

计算例题两块厚度相同钢板的对接接头，材料为16MnR钢，钢板宽度为30mm，受垂直板面弯矩300000N·cm，试计算焊缝所需的厚度（板厚）。

解：查表得〔σ′t 〕=20100 N/cm2。

根据已知条件，在上述公式中，M2=300000N·cm，L=300mm=30cm，代入计算为

取δ1=18mm，即当焊缝厚度(板厚)为18mm时，该对接接头焊缝强度能满足要求。

40 举例说明搭接接头受拉（压）时的静载强度计算。

各种搭接接头的受力情况，见图32。

三种焊缝的计算公式为

⑴正面搭接焊缝受拉（压）的计算公式为

F

τ= ────≤〔τ′〕

1.4KL

⑵侧面搭接焊缝受拉(压)的计算公式为

F

τ= ────≤〔τ′〕

1.4KL

⑶联合搭接焊缝受拉(压)的计算公式为

F

τ= ────≤〔τ′〕

0.7KΣL

式中F——搭接接头受的拉（压）力（N）；

K——焊脚尺寸（cm）；

L——焊缝长度（cm）；

ΣL——正、侧面焊缝总长（cm）；

τ——搭接接头角焊缝受的切应力（N/cm2）；

〔τ′〕——焊缝金属许用切应力（N/cm2）；

计算例题将100mm×10mm的角钢用角焊缝搭接在一块钢板上见图33。受拉伸时要求与角钢等强度，试计算接头的合理尺寸K和L应该是多少？

解：从材料手册查得角钢断面积S＝19.2cm2；许用应力〔σ〕＝16000 N/cm2，焊缝许用应力〔τ′〕＝10000 N/cm2。

角钢的允许载荷为

〔F〕＝S〔σ〕＝19.2×16000＝307200N

假定接头上各段焊缝中的切应力都达到焊缝许用切应力值，即て＝〔τ′〕。若取K＝10mm，采用手弧焊，则所需的焊缝总长为

〔F〕 307200

ΣL ＝───────＝─────────＝43.9cm

0.7K〔て′〕 0.7×1×10000

角钢一端的正面角焊缝L3＝100mm，则两侧焊缝总长度为339mm。根据材料手册查得角钢的拉力作用线位置e＝28.2mm，按杠杆原理，则侧面角焊缝L2应承受全部侧面角焊缝载荷的28.3%。

28.3

∴L2 ＝ 339 × ───＝ 96mm

100

另外一侧的侧面角焊缝长度L1应该为

100-28.3

L1 ＝ 339 × ──────＝ 243mm

100

取L1＝250mm，L2＝100mm。

41 举例说明搭接接头受弯矩时的静载强度计算。

搭接接头受弯矩的情况，见图34a。计算公式为

式中M——作用在接头上的外加弯矩（N/cm2）；

K——焊脚尺寸（cm）；

H——搭接板宽度（cm）；

〔τ′〕——焊脚的许用切应力（N/cm2））。

计算例题由三面焊缝组成的悬臂搭接接头（图34），当焊缝总长为500mm，K＝10mm 时，在梁的端头作用一弯矩M＝2800000N·cm，试验计算接头是否安全？已知焊缝作用切应力〔τ′〕＝10000 N/cm2。

42 举例说明搭接接头受偏心载荷时的静载强度计算。

如果搭接接头承受的载荷是垂直X轴方向的偏心载荷F见图35，此时焊缝中既有由弯矩M＝FL引起的切应力τM(由来1公式计算),又是有由切力Q＝F引起的切应力τQ为

计算例题一偏心受载的搭接接头（图35），已知焊缝长h＝400mm，l0＝100mm，焊脚尺寸K＝10mm，外加载荷F＝30000N，梁长L＝100cm，试校核焊缝强度。焊缝的许用切应力〔τ′〕＝10000N/cm2。

解：分别计算τM 、τQ：

43 举例说明T形接头受平行于焊缝载荷时的静载强度计算。

接头及其受载荷的情况，见图36a。

如果接头开坡口并焊透，其强度按对接接头计算，焊缝金属截面等于母材截面（S＝δh）。如果接头开I形坡口，此时产生最大切应力的危险点在焊缝的最上端，该点同时作用有两个切应力：一个是由M＝FL引起的τM；另一个是由Q＝F引起的τQ。τM、τQ的

44 什么是焊接结构的疲劳断裂？

疲劳断裂的过程由三个阶段所组成：

1）在承受重复载荷的结构的应力集中部位产生疲劳裂纹（此时结构所受应力低于弹性极限）。

2）疲劳裂纹稳定扩展。

3）结构断裂。

据统计，由于疲劳而失效的金属结构，约占失效结构的90%。

焊接结构较其它结构（如铆接结构）更容易产生疲劳断裂，这是因为：1）铆接结构的疲劳裂纹发展遇到钉孔或板层间隔会受阻，焊接结构由于其整体性，一旦产生裂纹，裂纹扩展不受阻止，直至整个构件断裂。2）焊接连接不可避免地存在着产生应力集中的夹渣、气孔、咬边等缺陷。3）焊缝区存在着很大的残余拉应力。几个典型的焊接结构疲劳断裂事例见图37。

图37a为直升飞机起落架的疲劳断裂。裂纹从应力集中很高的角接板尖端开始，该机飞行着陆2118交后发生破坏，属于低周疲劳。

图37b为载重汽车底架纵梁的疲劳断裂。该梁板厚5mm，承受反复的弯曲应力，在角钢和纵梁的焊接处，因应力集中很高而产生疲劳裂纹而破坏，此时该车已运行30000km。

45 试述焊接接头形式对疲劳极限的影响。

焊接结构中，在接头部位由于具有不同的应力集中，将对接头的疲劳极限产生程度不同的不利影响。

⑴对接接头对接接头从焊缝至母材的形状变化不大，应力集中比其它接头要小，所以在所有的接头形式中具有最高的疲劳极限。但是过大的余高会增加应力集中，使疲劳极限下降。

⑵T形接头这种接头由于在焊缝向基本金属过渡处有明显的截面变化，应力集中系数比对接接头的应力集中系数高，因此其疲劳极限远低于对接接头。

提高T形接头疲劳极限的根本措施是开坡口焊接和加工焊缝过渡区使之圆滑过渡。

⑶搭接接头这是一种疲劳极限最低的接头形式，特别是在原来对接接头的基础上，增加盖板来进行“加强”，其结果适得其反，这种盖板非但没有起到“加强”作用，反而使原来疲劳极限较高的对接接头被大大地削弱了。

46 试述焊接缺陷对疲劳极限的影响。

焊接缺陷对焊接接头的疲劳极限产生重大的不利影响，这种不利影响与焊接缺陷的种类、尺寸、方向和位置有关。

片状缺陷（如裂纹、未熔合、未焊透）比带圆角的缺陷（如气孔、点状夹渣）影响大。表面缺陷比内部缺陷影响大。与作用力方向垂直的片状缺陷的影响比其它方向大。位于残余拉应力区内的缺陷的影响比在残余应力区内的大；位于应力集中区内的缺陷（如焊趾裂纹）的影响比在均匀应力区中同样缺陷影响大。咬边和未焊透在不同位置、不同载荷下对接头疲劳极限的影响，见图38，其中A组的影响最大，B组的影响较小。

47 如何选用合理的结构形式来提高接头的疲劳极限？

选用应力集中较小的结构形式是提高疲劳极限的重要措施，几种设计方案的正误比较，见图

39

48 如何利用电弧整形的方法来提高接头的疲劳极限？

电弧整形的方法，是用钨极氩弧在焊接接头焊缝与母材之间的过渡区重熔一次，使焊缝与基本金属能平滑地过渡，同时减少该部位的微小非金属夹杂物，使接头部位的疲劳极限得以提

高，见图40。电弧整形提高接头疲劳极限的效果，见表10。

表11 常用提高焊接接头疲劳极限的方法

方法，技术说明，适用范围及优点，缺点，改善，几何，形状，方法，电弧气刨后补焊法，砂轮修磨法，钻孔法，锥形砂轮磨光法， TIG重熔法

用碳弧气刨吹掉熔化金属后再补焊

用100cm直径砂轮，60～150级硅砂

孔径一般为12～25mm

用锥形砂轮打磨焊趾磨去基材0.5mm。用30～200级硅砂轮分3次连续磨光。

用TIG焊不填充焊丝重熔焊趾，能消除6mm深的缺陷。

适用于有很大的内部缺陷

适用于对接焊缝余高，快速、容易

适用于侧面节点板和个别有裂纹的细节

费用低，不要求特别的设备。

适用于角焊缝

这是打磨法中最有效的方法

适用于在车间制造的小机械部件和横向焊缝

对高强钢，当裂纹起始寿命较大时，改善效果更大

费用高，焊补可能产生新的缺陷

不能磨掉所有缺陷

仅用于穿透裂纹，延长其疲劳寿命

消耗多，耗用高，难于确保质量

要求焊缝表面清洁，引起焊缝表面硬化残余应力方法

射水冷却法，点加热法，多丝锤击法，喷丸锤击法，单点锤击法，局部加压法，初始超载法，热应力消除法

将焊缝加热至500℃保持3min，然后射水使表面快速冷却

在距焊缝一定位置加热至280℃，引起局部屈服

用～ф2钢丝组成束状锤头，对焊趾表面进行冷作加工，压缩空气压力为500～100kMa 喷铁或玻璃对焊趾表面进行冷作加工

用直径6～12mm球形锤头对焊趾进行冷加工，可用电锤或气压锤。

在距焊缝一定位置局部加压至屈服（2～3倍压应力）

用拉伸法预先加载使焊缝区局部屈服

在炉内加热至600℃，缓冷24h以上，加热速度为每10mm板厚1h

不需知道裂纹起始位置，不需严格控制温度

适用于大板

适用于中等严重的缺口

适用于平板和轻微缺口

适用于较严重的缺口，无损耗

适用于铝合金

适用于薄板

适用于小构件的纵向角焊缝

高温（500℃），限制冷却位置。不适用于大接头和小接头。

过热可能引起冷却时的马氏体变化

必须知道开裂位置，对横向焊缝无效

引起较小的缺口，未建立质量控制技术

要求有操作经验，仅适于水平位置

要求有操作经验不适用于很大结构

大构件常常不成功，冷却速度慢

涂装方法,均分负载层,油漆,镀锌,阴极防护

塑料、油漆、钎焊、逐层涂装,易检查

适用于腐蚀环境

适用于发生应力腐蚀裂纹和裂纹扩展速率大于10－5mm周的严重腐蚀环境

表面清洁，易凝固开裂

50 什么是延性断裂？什么是脆性断裂？

根据金属材料断裂前塑性变形的大小，断裂可分为延性断裂和脆性断裂两种形式。

⑴延性断裂断裂过程是：金属材料在载荷作用下，首先产生弹性变形。当载荷继续增加到某一数值，材料即发生屈服，产生塑性变形。继续加大载荷，金属将进一步变形，继而发生微裂口或微空隙，这些微裂口或微空隙一经形成，便在随后的加载过程中逐步汇合起来，形成宏观裂纹。宏观裂纹发展到一定尺寸后，扩展而导致最后断裂。

⑵脆性断裂在应力低于材料的设计应力和没有显著的塑性变形情况下，金属结构发生瞬时、突然破坏的断裂（裂纹扩展速度可高达1500～200m/s）称为脆性断裂。

脆性断裂的裂口平整，与正应力垂直，没有可以觉察到的塑性变形，断口有金属光泽。

51 试述应力状态对焊接结构产生脆性断裂的影响。

当物体受外载时，在主平面上作用有最大正应力σmax（另一个与之相垂直的平面上作用有最小正应力σmin）与主平面成45°的平面上作用有最大切应力てmax。如果在てmax达到

屈服点前，σmax先达到抗拉强度，则结构发生脆性断裂；反之，如てmax先达到屈服点，则发生塑性变形及形成延性断裂。

实验证明，当材料处于单向或双向拉应力作用下，呈现塑性；在三向拉应力作用下，呈现脆性。三向拉应力可能由三向载荷产生，但更多的情况下是由于几何不连续性所引起。虽然此时整个结构处于单向、双向拉应力状态下，但其局部地区由于设计不佳、工艺不当或产生焊接缺陷（如裂纹），往往会出现形成局部三向应力状态的缺口效应，见图41。在三向拉应力的作用下，材料的屈服点较单向应力时提高，结果在缺口根部形成很高的局部应力而材料尚不发生屈服，使材料的塑性下降，脆性增加，成为脆断的发源地。因此，焊接结构的脆断事故一般都起源于具有严重应力集中效应的缺口处。

52 试述温度对焊接结构产生脆性断裂的影响？什么是脆性转变温度？

如果把一组开有相同缺口的试样在不同温度下进行试验，则随着温度的降低，其破坏方式会发生变化，即从塑性破坏变为脆性破坏，见图42。当温度降到某一临界值时，将出现塑性到脆性断裂的转变，这个温度称之为脆性转变温度。脆性转变温度高，材料的脆性倾向严重。应当注意，同一材料采用不同试验方法，将会得到不同的脆性转变温度值。

53 试述加载速度对焊接结构产生脆性断裂的影响。

随着加载速度的增加，材料的屈服点提高，因而促使材料向脆性转变，其作用相当于降低温度，使材料的脆性转变温度升高，见图43。

应当指出，在同样加载速率下，当结构中有缺口时，应变速率可呈现出加倍的不利影响。因为此时有应力集中的影响，应变速率比无缺口高得多，从而大大地降低了材料的局部塑性。因此，结构钢一旦开始脆性断裂，就很容易产生扩展现象。当缺口根部小范围金属材料发生断裂时，在新裂纹前端的材料立即突然受到高应力和高应变载荷，即一旦缺口根部开裂，就有高的应变速率，而不管其原始加载条件是动载还是静载，此时随着裂纹加速扩展，应变速率更急剧增加，致使结构最后破坏。

54 试述材料状态对焊接结构产生脆性断裂的影响。

焊接强度计算知识.

各种焊接接头都有不同程度的应力集中，当母材具有足够的塑性时，结构在静开车破坏之前就有显著的塑性变形，应力集中对其强度无影响。 例如，侧面搭接接头在加载时，如果母材和焊缝金属都有较好的塑性，其切应力的分布是不均匀的，见图29。继续加载，焊缝的两端点达到屈服点σs，则该处应力停止上升，而焊缝中段各点的应力因尚未达到σs，故应力随加载继续上升，到达屈服点的区域逐渐扩大，应力分布曲线变平，最后各点都达到σs。如再加载，直至使焊缝全长同时达到强度极限，最后导致破坏。 36 什么是工作焊缝？什么是联系焊缝？ 焊接结构上的焊缝，根据其载荷的传递情况，可分为两种：一种焊缝与被连接的元件是串联的，承担着传递全部载荷的作用，一旦断裂，结构就立即失效，这种焊缝称为工作焊缝，见图30a、图30b，其应力称为工作应力。另一种焊缝与被连接的元件是并联的，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，这种焊缝称

为联系焊缝，见图30c、图30d，其应力称为联系应力。设计时，不需计算联系焊缝的强度，只计算工作焊缝的强度。 37 举例说明对接接头爱拉（压）时的静载强度计算。 全焊透对接接头的各种受力情况见图31。图中F为接头所受的拉（压）力，Q为切力，M1为平面内弯矩，M2为垂平面弯矩。 受拉时的强度计算公式为 F σt＝───≤〔σ′t 〕 Lδ1 F 受压时的强度计算公式为σα＝───≤〔σ′α 〕 Lδ1 式中F——接头所受的拉力或压力（N）； L——焊缝长度（cm）； δ1——接头中较薄板的厚度（cm）；

σ——接头受拉（σt）或受压（σα）时焊缝中所承受的应力（N/cm2）㈠ 〔σ′t 〕——焊缝受拉时的许用应力（N/cm2） 〔σ′α〕——焊缝受压时的许用应力（N/cm2） 计算例题两块板厚为5mm、宽为500mm的钢板对接焊在一起，两端受28400N的拉力，材料为Q235-A钢，试校核其焊缝强度。 解：查表得〔σ′t 〕=14200 N/cm2。 根据已知条件，在上述公式中，F=28400N，L=500mm=50cm，δ1=5mm=0.5cm，代入计算为 F 28400 σt＝─── ＝───── ＝1136N/cm2＜14200N/cm2 Lδ1 50×0.5 ∴该对接接头焊缝强度满足要求，结构工作安全。 38 举例说明对接接头受剪切时的静载强度计算。 受剪切时的强度计算公式为 Q τ= ───≤〔τ′〕 Lδ1 式中Q——接头所受的切力（N）； L——焊缝长度（cm）；

焊缝强度(计算书)

完全焊透的对接焊缝和T形连接焊缝设计计算书 Ⅰ.设计依据: 《钢结构设计手册上册》（第三版） 《钢结构设计规范》 GB 50017-2003 Ⅱ.计算公式和相关参数的选取方法 一、焊缝质量等级的确定方法： 焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况，按下述原则分别选用不同的质星等级： 1在需要进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透，其质缝等级为：1）作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T形对接与角接组合焊缝，受拉时应为一级，受压时应为二级； 2）作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级。 2不需要计算疲劳的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝应予焊透，其质量等级当受拉时应不低于二级，受压时宜为二级。 3重级工作制和起重量Q≥50t的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘之间以及吊车衔架上弦杆与节点板之间的T形接头焊缝均要求焊透，焊缝形式一般为对接与角接的组合焊缝.其质量等级不应低于二级。 4不要求焊透的T形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝，以及搭接连接采用的角焊缝，其质量等级为： 1）对直接承受动力荷载且需要验算疲劳的结构和吊车起重量等于或大于50 t的中级工作制吊一车梁，焊缝的外观质量标准应符合二级； 2）对其他结构，焊缝的外观质量标准可为三级。 ——(GB50017—2003 7.1.1) 二、焊缝连接计算公式 1、完全焊透的对接接头和T形接头焊缝计算公式 1）在对接接头和T形接头中，垂直于轴心拉力或轴心压力的对接焊缝或对接与角接组合焊缝，其强度应按下式计算：

拉应力或压应力：c t w f f tl 或≤=σ ( GB 50017-2003 7.1.2 -1) 参数：N ——轴心拉力和轴心压力（N ）； w l ——焊缝计算长度，为设计长度减2t （有引弧板时可不减）（mm ）； t ——对接接头中连接件的较小厚度；T 形接头中为腹板的厚度（mm ）； w c w t f f 、——对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值（查表2-5可得） （N/mm 2 ）； 2）在对接接头和T 形接头中，承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝或对接与角接组合焊缝，其正应力和剪应力应分别进行计算。但在同时受有较大正应力和剪应力处(例如梁腹板横向对接焊缝的端部)，应按下式计算折算应力： w t f 1.13221≤+τσ (GB55017—2003 7.1.1.2-2) 注:1当承受轴心力的板件用斜焊缝对接，焊缝与作用力间的夹角θ符合,当tg θ≤1.5时焊缝的强度可不计算. 2 当对接焊缝和T 形对接焊缝与角接组合焊缝无法采用引弧板和引出板施焊时每条焊缝的长度计算时应减去2t 附表1-1 焊缝的强度设计值

焊接知识问答(焊接强度及焊接结构)

焊接知识问答(焊接强度及焊接结构) 各种焊接接头都有不同程度的应力集中，当母材具有足够的塑性时，结构在静开车破坏之前就有显著的塑性变形，应力集中对其强度无影响。 例如，侧面搭接接头在加载时，如果母材和焊缝金属都有较好的塑性，其切应力的分布是不均匀的，见图29。继续加载，焊缝的两端点达到屈服点σs，则该处应力停止上升，而焊缝中段各点的应力因尚未达到σs，故应力随加载继续上升，到达屈服点的区域逐渐扩大，应力分布曲线变平，最后各点都达到σs。如再加载，直至使焊缝全长同时达到强度极限，最后导致破坏。 36 什么是工作焊缝？什么是联系焊缝？ 焊接结构上的焊缝，根据其载荷的传递情况，可分为两种：一种焊缝与被连接的元件是串联的，承担着传递全部载荷的作用，一旦断裂，结构就立即失效，这种焊缝称为工作焊缝，见图30a、图30b，其应力称为工作应力。另一种焊缝与被连接的元件是并联的，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，这种焊缝称为联系焊缝，见图30c、图30d，其应力称为联系应力。设计时，不需计算联系焊缝的强度，

只计算工作焊缝的强度。 37 举例说明对接接头爱拉（压）时的静载强度计算。 全焊透对接接头的各种受力情况见图31。图中F为接头所受的拉（压）力，Q为切力，M 1为平面内弯矩，M2为垂平面弯矩。 受拉时的强度计算公式为 F σt＝───≤〔σ′t〕 Lδ1 F 受压时的强度计算公式为σα＝───≤〔σ′α 〕 Lδ1 式中F——接头所受的拉力或压力（N）； L——焊缝长度（cm）； δ1——接头中较薄板的厚度（cm）； σ——接头受拉（σt）或受压（σα）时焊缝中所承受的应力（N/cm2）㈠ 〔σ′t〕——焊缝受拉时的许用应力（N/cm2） 〔σ′α〕——焊缝受压时的许用应力（N/cm2） 计算例题两块板厚为5mm、宽为500mm的钢板对接焊在一起，两端受28400N的拉力，材料为Q235-A钢，试校核其焊缝强度。 解：查表得〔σ′t〕=14200 N/cm2。 根据已知条件，在上述公式中，F=28400N，L=500mm=50cm，δ1=5mm=0.5cm，代入计

(完整word版)试计算如图所示钢板与柱翼缘的连接角焊缝的强度

1. 试计算如图所示钢板与柱翼缘的连接角焊缝的强度。已知N=390kN （设计值），与焊缝之间的夹 ) 10200(87.022l h w e f -?? 23 /6.91)10200(87.02101952mm N l h N w e y f =-???==τ 满足）(1601596.91)22 .17.158()(2222MPa f MPa w f f f f =<=+=+τβσ 14. 求图示钢梁所能承受的最大均布荷载设计值（含自重），已知梁截面为热轧普通工字钢I45a,其截面特性为 A=102cm 2 I X =32240cm 4 w x =1430cm 3 I y =855cm 4 w y =114cm 3 材料为Q235,强度设计值?=215 N/mm 2 ，梁两端不能扭转，跨中无侧向支撑点，挠度不起控制作用，截面无削弱。整体稳定系数?b =0.44. m kN mm N l W f q W f ql M f W M x b x b x b maz /36.13/36.13900010143044.0215888 1 2322max ==????==??==?=???

即 kN N n n f A N n 5.728728500915.0121510325.01211==?-??=-= II-II 截面净截面面积为 2 2201221146.294.1]15.235.75.4)13(52[])1(2[cm t d n e a n e A II n =??-+-+?=-+-+=kN N n n f A N II n 1.760760100915.012151046.295.0121==?-??=-= III-III 截面净截面面积为 2098.284.1)15.2225()(cm t d n b A III III n =??-=-= 因前面I －I 截面已有n 1个螺栓传走了（n 1/n ）N 的力，故有f A N n n n n III n III ≤--)5.01(1

角焊缝强度计算

角焊缝强度计算 锅炉角焊缝强度计算方法JB/T 6734-1993中华人民共和国机械行业标准JB/C 6734-1993锅炉角焊缝强度计算方法主题内容与适用范围本标准规定了锅炉角焊缝强度计算方法本标准适用于额定蒸汽压力大于 2.5MYa 固定式蒸汽锅炉锅筒集箱和管道」_各种骨接头连接焊缝和焊接到锅炉受压元件土受力构件的连接焊缝以及在制造安装与运输过程中所用受力构件的连接焊缝.2 名词术语及符号说明2.1 名词术语2.1.1 对接接头两焊件端面相对平行的接头2.1.2 角接接头两焊件端面问构成大于 300小于 135夹角的接头2.1.3r 形接头一焊件之端面与另一焊件表面构 成直角或近似直角的接头_飞2.1.4 搭接接头两焊件部分重叠构成的接头2.1.5 圆钢连接接头两圆形焊件表面连接或一圆形焊件与一非国形焊件连接的接头2.1.6 对接焊缝在焊件的坡口面间或一焊件的坡口面与另一焊件表面间焊接的焊缝.2.1.7 角焊缝沿两直交或近直交焊件的交线所焊接的焊缝2.1.8 正面角焊缝焊缝轴线与 焊件受力方向相垂直的角焊缝见图 2-12.1.9 侧面角焊缝焊缝轴线与焊件受力方向相平行的角焊缝见图 2-22.1.10 纵向焊缝沿焊件长度方向分布的焊缝.2.1.11 横向焊缝垂直于焊件长度方向的焊缝.机械工业部 1993-08-21 批准 1993-10-01 实施19622.1.12 环形焊缝沿筒形焊件分布的头尾相接的封闭焊缝.图 2-1 正面角焊缝图 2-2 侧面角焊缝2.1.13 承载焊缝焊件上用作承受荷载的焊缝2.1.14 非承载焊缝焊件上不 CL 接承受荷载只起连接作用的焊缝习惯上称联系焊缝.2.1.15 坡口深度焊件开坡口时焊件端部沿焊件厚度方向加_r 掉的尺寸2.1.16 焊脚尺寸在角 焊缝横截面中画出的最大直角三角形中直角边的长度.2.1.17 焊缝计算厚度设计焊缝时使用的焊缝厚度.2.1.18 焊缝计算长度计算焊缝强度时使用的焊缝长度.封闭焊缝的计算长度取实际长度不封闭焊缝的计算长度对每条焊缝取其实际长度减去 l Omm2.1.19 焊缝计算厚度截面积焊缝计算厚度与焊缝计算长度的乘积.2.1.20 全焊

焊缝强度(计算书)

完全焊透的对接焊缝和T 形连接焊缝设计计算书 I .设计依据： 《钢结构设计手册上册》（第三版）《钢结构设计规范》GB 50017-2003 II.计算公式和相关参数的选取方法 一、焊缝质量等级的确定方法：焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况，按下述原则分别选用不同的质星等级： 1 在需要进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透，其质缝等级为： 1）作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T 形对接与角接组合焊缝，受拉时应为一级，受压时应为二级； 2）作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级。 2 不需要计算疲劳的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝应予焊透，其质量等级当受拉时应不低于二级，受压时宜为二级。 3重级工作制和起重量Q >50t的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘之间以及吊车衔架上弦杆与节点板之间的T 形接头焊缝均要求焊透，焊缝形式一般为对接与角接的组合焊缝.其质量等级不应低于二级。 4 不要求焊透的T 形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝，以及搭接连接采用的角焊缝，其质量等级为： 1）对直接承受动力荷载且需要验算疲劳的结构和吊车起重量等于或大于50 t的中级工作制吊一车梁，焊缝的外观质量标准应符合二级； 2）对其他结构，焊缝的外观质量标准可为三级。 ——（GB50017—2003 7.1.1） 二、焊缝连接计算公式 1、完全焊透的对接接头和T 形接头焊缝计算公式 1）在对接接头和T 形接头中，垂直于轴心拉力或轴心压力的对接焊缝或对接与角接组合焊缝，其强度应按下式计算：

拉应力或压应力: tl (GB 50017-2003 7.1.2 -1) l w ——焊缝计算长度，为设计长度减 t ――对接接头中连接件的较小厚度； 2t （有引弧板时可不减）（mm ）； T 形接头中为腹板的厚度（mm ）； 对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值（查表 2 2-5 可得）（N/mm ）； 二 1 32「.1f t w (GB55017—2003 7.1.1.2-2) 参数：N 轴心拉力和轴心压力（N ）; 2）在对接接头和T 形接头中，承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝或对接与角接组合焊缝， 其正应力和剪应力 应分别进行计算。但在同时受有较大正应力和剪应力处 （例如梁腹板横向 对接焊缝的端部），应按下式计算折算应力： 注:1当承受轴心力的板件用斜焊缝对接， 焊缝与作用力间的夹角9符合，当tg 9 <1.5时焊缝的强度可不计 算. 2当对接焊缝和T 形对接焊缝与角接组合焊缝无法采用引弧板和引岀板施焊时每条焊缝的长度计算时应 减去2t 焊接方法和 焊条型号 构件钢材 对接焊缝 角焊缝 牌号 厚度或者直径 /mm 抗压强度 r w f c /(N/ mm 2 ) 焊缝质量为下列等级 时， 抗拉强度 f t w （N /mm 2） 抗剪强 度f v w /(N/ 2 mm ) 4■亠■亠 4>亠 抗拉、抗 压和抗剪 r w f f 一级、二级 三级 自动焊、半自 动焊和E43型焊 条的手工焊 Q235 钢 <16 215 215 185 125 160 >16?40 205 205 175 120 >40~60 200 200 170 115 >60~100 190 190 160 110 自动焊、半自 动焊和E50型焊 条的手工焊 Q345 钢 <16 310 310 265 180 200 >16~35 295 295 250 170 <

角焊缝的焊接既计算

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。

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。 在板件边缘的角焊缝，当板件厚度t＞6mm时，h f≤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

焊缝强度(计算书)

完全焊透的对接焊缝和T形连接焊缝设计计算 书 Ⅰ.设计依据: 《钢结构设计手册上册》（第三版） 《钢结构设计规范》 GB 50017-2003 Ⅱ.计算公式和相关参数的选取方法 一、焊缝质量等级的确定方法： 焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况，按下述原则分别选用不同的质星等级： 1在需要进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透，其质缝等级为： 1）作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T形对接与角接组合焊缝，受拉时应 为一级，受压时应为二级； 2）作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级。 2不需要计算疲劳的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝应予焊透，其质量等级当受拉时应不低于二级，受压时宜为二级。 3重级工作制和起重量Q≥50t的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘之间以及吊车衔架上弦杆与节点板之间的T形接头焊缝均要求焊透，焊缝形式一般为对接与角接的组合焊缝.其质量等级不应低于二级。4不要求焊透的T形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝，以及搭接连接采用的角焊缝，其质量等级为： 1）对直接承受动力荷载且需要验算疲劳的结构和吊车起重量等于或大于50 t的中级 工作制吊一车梁，焊缝的外观质量标准应符合二级； 2）对其他结构，焊缝的外观质量标准可为三级。

—— (GB50017—2003 7.1.1) 二、焊缝连接计算公式 1、完全焊透的对接接头和T 形接头焊缝计算公式 拉应力或压应力：c t w f f tl 或≤=σ ( GB 50017-2003 7.1.2 -1) 参数：N ——轴心拉力和轴心压力（N ）； w l ——焊缝计算长度，为设计长度减2t （有引弧板时可不减）（mm ）； t ——对接接头中连接件的较小厚度；T 形接头中为腹板的厚 度（mm ）； w c w t f f 、——对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值（查表 2-5可得） （N/mm 2）；

焊缝强度、定额计算.

焊缝的强度、定额计算 二 焊缝的强度计算 角焊缝的计算断面，在角焊缝截面的最小高度上，其值等于内接三角形高度a （计算高度）。 K K a 7.02 = 余高和个量熔深对接头强度没有影响，对埋弧焊CO 2气保护的熔深较大应考虑。 计算断面：δ=（K+P ）cos45° 当K ≤8mm δ可取等于K 当K ＞8mm 可取P=3mm ⑴ 对接接头的静载荷强度计算 a 不考虑焊缝的的余高（基本金属的强度即为焊缝的强度，计算公式通用） b 焊缝的计算长度=实际长度 c 计算厚度时取薄板一侧 d 焊缝金属的许用应力与基本金属相等，不必进行强度计算 A 受拉或受压 受拉时 []'≤= t L F t σδσ1 受压时 []'≤= p L F p σδσ1 F ：接头所受的拉力或压力（N ） L ：焊缝长度(mm)

δ1 接头中较薄板的厚度 σt 、σp 接头受拉或受压焊缝中所承受的应力（Mpa ） ［σt ′］焊缝受拉或弯曲时的许用应力（Mpa ） ［σp ′］焊缝受压时的许用应力（Mpa ） 例1： 两块板厚5mm ，宽为500mm 的钢板，对接在一起，两端受到284000N 拉力，材料为Q235-A ，［σt ′］=142MPa ，试校核其焊缝强度？ 已知：δ=5mm ，焊缝长度L=500mm ，F=28400N ，［σt ′］=142MPa ，求σt ＜［σt ′］ 解： []Mpa t Mpa ＜L F t 1426.1135 5002840001='=?==σδσ ∴该对接接头焊缝强度满足要求，结构工作是安全的 注：1)单位化为mm ；2）应有校核的结论 B τ:接头焊缝中所承受的切应力（Mpa ） Q ： 接头所受的剪切力 ［τ′］：焊缝许用的剪切应力（Mpa ） 例2 两块板厚为10mm 的钢板对接，焊缝受到29300N 的切力，材料为Q235，试设计焊缝的长度？ 已知：δ1=10mm ，Q=29300N ，［τ′］=98 Mpa 。求：焊缝的长度

焊缝强度计算

锅炉角焊缝强度计算方法 JB/T 6734-1993 中华人民共和国机械行业标准 JB/C 6734-1993 锅炉角焊缝强度计算方法 主题内容与适用范围 本标准规定了锅炉角焊缝强度计算方法 本标准适用于额定蒸汽压力大于2.5MYa固定式蒸汽锅炉锅筒,集箱和管道」_各种骨接 头连接焊缝和焊接到锅炉受压元件土受力构件的连接焊缝以及在制造,安装与运输过程中所 用受力构件的连接焊缝. 2名词术语及符号说明 2.1名词术语 2.1.1对接接头 两焊件端面相对平行的接头 2.1.2角接接头 两焊件端面问构成大于300,小于135'夹角的接头 2.1.3'r形接头 一焊件之端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头_飞 2.1.4搭接接头 两焊件部分重叠构成的接头, 2.1.5圆钢连接接头 两圆形焊件表面连接或一圆形焊件与一非国形焊件连接的接头) 2.1.6对接焊缝 在焊件的坡口面间或一焊件的坡口面与另一焊件表面间焊接的焊缝. 2.1.7角焊缝 沿两直交或近直交焊件的交线所焊接的焊缝 2.1.8正面角焊缝 焊缝轴线与焊件受力方向相垂直的角焊缝,见图2-1 2.1.9侧面角焊缝 焊缝轴线与焊件受力方向相平行的角焊缝,见图2-2 2.1.10纵向焊缝 沿焊件长度方向分布的焊缝. 2.1.11横向焊缝 垂直于焊件长度方向的焊缝. 机械工业部1993-08-21批准1993-10-01实施 1962 2.1.12环形焊缝 沿筒形焊件分布的头尾相接的封闭焊缝. 图2-1正面角焊缝图2-2侧面角焊缝 2.1.13承载焊缝 焊件上用作承受荷载的焊缝 2.1.14非承载焊缝

焊件上不CL接承受荷载,只起连接作用的焊缝,习惯上称联系焊缝. 2.1.15坡口深度 焊件开坡口时,焊件端部沿焊件厚度方向加_r掉的尺寸 2.1.16焊脚尺寸 在角焊缝横截面中画出的最大直角三角形中直角边的长度. 2.1.17焊缝计算厚度 设计焊缝时使用的焊缝厚度. 2.1.18焊缝计算长度 计算焊缝强度时使用的焊缝长度.封闭焊缝的计算长度取实际长度;不封闭焊缝的计算 长度,对每条焊缝取其实际长度减去l Omm 2.1.19焊缝计算厚度截面积 焊缝计算厚度与焊缝计算长度的乘积. 2.1.20全焊透型焊缝 焊缝在其连接部位的全厚度上,用熔敷金属充分连接,无未焊透的部位,见图2-3必 要时,全焊透型焊缝可用角焊缝进行加强 2.1.21部分焊透型焊缝 焊件在其连接部位的部分厚度上用熔敷金属连接,尚有未焊透的部位,见图2-4必要 时,部分焊透焊缝可用角焊缝进行加强. 2.2符号说明 G焊缝计算厚度,二; A—焊缝计算厚度截面积,例n2; b—耳板宽度,mm; bI—搭接焊横向焊缝长度,mm; b2—搭接焊纵向焊接长度,圆钢与钢板连接焊焊缝长度,二; b3.佑—弯头耳板尺寸,mm; F3,13,,B2- 'F形接头焊缝长度,mm; 1963 图2-3全焊透型焊缝 图2-4部分焊透型焊缝 .—横向耳板与集箱及耳板与弯头连接焊缝圆弧部分的弦长,mm; d—管接头装配前筒体上的开孔直径,二; 试)—管接头外径,mm; d,—管接头内径,mm; d,,d2—大,小圆钢直径,二; D;—筒体内径,mm; .—耳板与弯头连接焊缝直段部分的长度,,; 厂—管接头,T形接头坡口深度,二; F-集中力,N; FFy.,凡-.r , y,二方向上的集中力,N; h—耳板孔中心沿耳板高度方向到连接焊缝的距离,mm; hi, h2—耳板孔中心沿耳板高度方向至连接焊缝的最大和最小距离,二;