焊接计算
焊接
一．焊缝类型
二．焊接间常用材料及焊条
三．焊缝的强度计算
一．焊缝类型
焊接时形成的接缝叫做焊缝，电弧焊缝常用的类型有以下几种。
图：电弧焊缝常用类型
二．焊接间常用材料及焊条
焊接的金属结构常用材料为Q125、Q235、Q255；焊接的零件则常用Q275、15~50 号碳钢，以及50Mn、50Mn2、50SiMn2等合金钢。在焊接中，广泛地使用各种型材、板材及管材。
焊条的种类很多，应针对具体要求从手册中选取。查用的焊条型号为E4301、E4303、E5001、E5003等。型号中的数字，前两位表示熔敷金属的最低抗拉强度极限（如43表示
σB≥43kgf/mm2≈420MPa），第三位“0”或“1”表示适用于各种位置的焊接（平焊、立焊、仰焊、横焊），第四位表示药皮类型及焊接电源，第三、四两位组合时，01表示钛铁矿型，03表示钛钙型，两者的电源均为交流或直流正反接。
三．焊缝的强度计算
当对接焊缝及对称侧焊缝受拉（压）或弯曲时，其强度计算公式见下表，其中：
表: 常用各式焊接的承载情况及其强度条件式
表：焊缝的静载许用应力
注：对于单边焊接的角钢，各许用应力降低25%。
[σ′]为焊缝的许用正应力
[τ′]为焊缝的许用切应力
当焊接件承受变载荷时，焊缝及被焊件的许用应力均应乘上降底系数γ：
式中：F min、F max——按绝对值计算的最小及最大载荷，在代入上式时必须带有本身的正（拉力）、负（压力）号；
a、b——系数，其值见下表。
表：系数a、b的数值
角焊缝及其计算
角焊缝及其计算 型式及分类 截面形式:普通型（等边凸形）、平坦型（不等边凹形）、凹面形 两焊脚边夹角：直角角焊缝、斜角角焊缝、焊缝长度与作用方向 1.侧面角焊缝（侧缝） 侧缝主要承受剪力，应力状态叫单纯，在弹性阶段，剪应力沿焊缝长度方向分布不均匀，两端大中间小，且焊缝越长越不均匀，但侧缝塑性好。 2．正面角焊缝（端缝） 端缝连接中传力线有较大的弯折，应力状态较复杂，正面角焊缝沿焊缝长度方向分布比较均匀，但焊脚及有效厚度面上存在严重的应力集中现象，所以其破坏属于正应力和剪应力的综合破坏，但正面角焊缝的刚度较大，变形较小，塑性较差，性质较脆。 3．斜向角焊缝 斜向角焊缝受力情况较复杂，其性能介于侧缝和端缝之间，常用于杆件倾斜相支的情况，也用在板件较宽，内力较大连接中。 4．周围角焊缝 主要为了增加焊缝的长度和使焊缝遍及板件全宽，而把板件交搭处的所有交搭线尽可能多的加以焊接，成为开口或封闭的周围角焊缝。构造及要求。 4.1.最小焊脚尺寸 4.2.最大焊脚尺寸贴边处满足
4.3.角焊缝最小长度 4.4.侧面角焊缝最大计算长度 4.5.板件端部仅有两条角焊缝时每条侧面角焊缝的计算长度 4.6.搭接连接中搭接长度应满足而且不宜采用一条正面角焊缝来传力。 4.7.在次要构件和焊缝连接中，允许采用断续角焊缝，各段间距满足以保证整体受力。 角焊缝连接计算 基本计算公式 轴心作用下的角焊缝计算 轴心作用下角钢的角焊缝计算 弯矩，剪力和轴心力共同作用下角焊缝计算（T形接头） 弯矩，剪力和轴心力共同作用下角焊缝计算（搭接形接头） 1. 端缝、侧缝在轴向力作用下的计算： （1）端缝 ——垂直于焊缝长度方向的应力； he ——角焊缝有效厚度； lw ——角焊缝计算长度，每条角焊缝取实际长度减10mm（每端减5mm）；ffw ——角焊缝强度设计值；bf ——系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构，bf =1.22，直接承受动力荷载bf =1.0。 （2）侧缝
焊接强度及结构
焊接工艺问答（强度及结构） 焊接工艺问答（强度及结构）
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 强度无影响。 其强度 强度 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 强度极限，最后导致破坏。 强度
什么是工作焊缝？什么是联系焊缝？ 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 强度，只计算工作焊缝的强度 强度。 强度 强度 举例说明对接接头爱拉（压）时的静载强度计算。 时的静载强度计算。 37 举例说明对接接头爱拉 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 强度计算公式为 强度
F σt＝ ─── Lδ1 ≤〔σ′t 〕
F 强度计算公式为 σα＝ ─── ≤〔σ′α 〕 受压时的强度 强度 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） 强度。 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 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 强度满足要求，结构工作安全。 强度
举例说明对接接头受剪切时的静载强度计算。 强度计算 38 举例说明对接接头受剪切时的静载强度计算。 强度计算公式为 受剪切时的强度 强度
焊接计算公式总结
角焊缝计算 基本公式 )63(22 -≤+??? ? ??w f f f f f τβσ )73(-≤= ∑w f f e w f f h l N βσ )83(-≤= ∑w f e w f f h l N τ 1承受轴心力作用时角焊缝连接计算(双盖板拼接) 侧面角焊缝 )83(-≤= ∑w f e w f f h l N τ 三面围焊角焊缝 )73(-≤= ∑w f f e w f f h l N βσ e w w f f h l f N ∑'='β w f e w f f h l N N ≤' -= ∑τ
角钢与节点板用侧面角焊缝连接 ) 153() 143(2 221 11-≤= -≤=∑∑w f e w f w f e w f f h l N f h l N ατατ 角钢与节点板用三面角焊缝连接 )193(33-=∑w f f e f bh N β ) 213(2) 203(23 22311--=-- =N N k N N N k N
) 63(22 -≤+??? ? ??= =∑∑w f f f f w e y f w e x f f l h N l h N τβστσ 4承受弯矩、轴心力或剪力联合作用的角焊缝连接计算
承受弯矩与剪力联合作用的角焊缝连接计界 ∑= -+?=-+?=w e VAy y x x TAy y x y TAx l h V I I r T I I r T τττ) 273()263( w f TAx f VAy TAy f ≤+??? ? ??+22 τβττ 对接焊缝计算 对接焊缝计算与构件截面的强度计算相同请自己总结
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）；
各种材料的焊接性能
金属材料的焊接性能 （1）焊接性能良好的钢材主要有： 低碳钢（含碳量<0.25）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量<0.20）；不锈钢（合金元素含量>3、含碳量<0.18）。 （2）焊接性能一般的钢材主要有： 中碳钢（合金元素含量<1、含碳量0.25～0.35）；低合金钢（合金元素含量<3、含碳量<0.30）；不锈钢（合金元素含量13～25、含碳量￡0.18） （3）焊接性能较差的钢材主要有： 中碳钢（合金元素含量<1、含碳量0.35～0.45）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量0.30～0.40）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量0.20）。 （4）焊接性能不好的钢材主要有： 中、高碳钢（合金元素含量<1、含碳量>0.45）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量>0.40）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量0.30～0.40）。 焊条和焊丝选择的基本要点如下： 同类钢材焊接时选择焊条主要考虑以下几类因素： 考虑工件的物理、机械性能和化学成分；考虑工件的工作条件和使用性能； 考虑工件几何形状的复杂程度、刚度大小、焊接坡口的制备情况和焊接部位所处的位置等；考虑焊接设备情况；考虑改善焊接工艺和环保；考虑成本。 异种钢材和复合钢板选择焊条主要考虑以下几类焊接情况： 一般碳钢和低合金钢间的焊接；低合金钢和奥氏体不锈钢之间的焊接；不锈钢复合钢板的焊接。 焊条和焊丝的选择参数查阅机械设计手册中焊条和焊丝等章节和焊条分类及型号（GB 980-76）、焊条的性能和用途（GB 980～984-76）等有关国家标准。 ###15CrMoR的换热器的热处理工艺 ***当板厚超过筒体内径的3％时，卷板后壳体须整体热处理。 *** 15CrMoR焊接性能良好。手工焊用E5515-B2（热307）焊条，焊前预热至200-250℃（小口径薄壁管可不预热），焊后650-700℃回火处理。自动焊丝用H13CrMoA和焊剂250等。 ###压力容器用钢的基本要求 压力容器用钢的基本要求：较高的强度,良好的塑性、韧性、制造性能和与相容性。 改善钢材性能的途径：化学成分的设计,组织结构的改变,零件表面改性。 本节对压力容器用钢的基本要求作进一步分析。 一、化学成分 钢材化学成分对其性能和热处理有较大的影响。 1、碳:碳含量增加时，钢的强度增大，可焊性下降，焊接时易在热影响区出现裂纹。 因此压力容器用钢的含碳量一般不应大于0.25%。 2、钒、钛、铌等：在钢中加入钒、钛、铌等元素，可提高钢的强度和韧性。
焊接线能量的范围与计算方法
焊接线能量的范围与计算方法 q = IU/υ式中：I电弧电压V υ线能量 J/cm 例如，板厚12mm，进行双面开Ⅰ形坡口埋弧焊，焊丝 ф4mm，I=650A，U=38V，υ=0、9cm/s。，则焊接线能量q为: q= IU/υ=65038/0、9 =27444 J/cm 线能量综合了焊接电流、电弧电压和焊接速度三大焊接工艺参数对焊接热循环的影响。线能量增大时，热影响区的宽度增大，加热到高温的区域增宽，在高温的停留时间增长，同时冷却速度减慢，决定焊接线能量的主要参数就是焊接速度，焊接电流，和电弧电压，所以从这个意义上讲，只要你确定了合理的焊接规范参数，就已经确定了合理的焊接线能量，所以并没有一个专门的定量的的焊接线能量的测定，除非有特别要求，工程技术上也不可能给一个线能量的具体数值来控制，而是由焊接规范控制的，不过焊接线能量可以通过电流和电压和焊速来计算。但是没一种焊接方法，还有根据实际应用情况线能量都不同，所以这种计算必要性不大，只要你利用合理的焊接规范，一般就没什么问题个人认为理论上应该乘以热效率系数，但是从工程上来说这些都不是实用的东西焊接线能量熔焊时，由焊接热源输入给单位长度焊缝的能量。焊接线能量的计算过程如下：有效热功率：P＝ηPo＝ηUI其中：Po电弧功率（J/s）U电弧电压（V）I焊接电流（A）η 功率有效系数，焊条电弧焊为0、74～0、
87、埋弧焊为0、77～0、 90、交流钨极氩弧焊为0、68～0、 85、直流钨极氩弧焊为0、78～0、85。无特别说明时，取中间值。焊接线能量：E＝P/v其中：v焊接速度（cm/min）列： Q345E板焊接线能量经验数值小于等于39J/cm。当今，他们在计算熔焊热输入时，不管电极是摆动还是不摆动，都使用同一公式，这是不适宜的。在摆动焊时，焊道宽、焊速慢，用传统公式计算出的线能量就会比实际值大。建议在计算摆动焊接的线能量时添加折减系数；或者，重新定义热输入。
钢结构计算题(焊接)
*、某节点钢板厚12mm ，用对接和角接组合焊缝焊于端板上，承受静力荷载标准值F k =250kN ，其中20%为永久荷载，80%为可变荷载,如下图所示。采用Q235钢，手工焊，焊条为E43型，焊缝强度设计值为2185/w t f N mm =，未用引弧板施焊。试验算此焊缝强度是否满足设计要求。 解：（组合焊缝的计算和对接焊缝的一样） 拉力设计值 1.20.2250 1.40.8250340G GK Q QK F F F kN γγ???=?=+=+ 该拉力为偏心力,与x 轴的间距为偏心距e=100,焊缝所受的弯矩为 353401010034010M Fe N mm ==??=?? 焊缝的有效厚度为节点板厚t ; 由于未用引弧板，焊缝有效长度为l w =b -2t 节点板和焊缝所受的力是轴向力+弯矩,焊缝应力分布如下图所示。 最大正应力(拉)为 max 2 35 2 2 /6 340103401012(400212)12(400212)/675.4120.2195.6185/w w w t F M F M A W tl tl f N mm σ=+=+??=+?-??-?=+=>= 焊缝强度不满足要求。 端板
*、某节点钢板用角焊缝焊于端板上，承受静力荷载设计值F =340kN ，。采用Q235钢，手工焊，焊条为E43型，焊脚厚度h f =10mm ，焊缝强度设计值为2160/w f f N mm =。试验算此焊缝强度是否满足设计要求。 解: 偏心拉力与x 轴的间距为偏心距e=100,焊缝所受的弯矩为 353401010034010M Fe N mm ==??=?? 焊缝有两条，每条焊缝的有效厚度为0.7h f ; 由于焊缝两端都无绕角焊，每条焊缝有效长度为l w =b -2h f 。 节点板和焊缝所受的力是轴向力+弯矩,焊缝应力分布如下图所示。 最大正应力(拉)为 max 23522 20.720.7/6 340103401020.710(40020)20.710(40020)/663.9100.9164.8 1.22160195.2/f w f w w f f F M A W F M h l h l f N mm σβ= +=+????=+ ???-???-=+=<=?= 焊缝强度满足要求。
焊缝计算公式
一、箱形柱的现场拼接焊缝（等壁厚箱形柱对接） C=4tan +?+βt b A1=βtan 212t ? ；A2=e C ??3 2 ；A3=b t ? A=A1+A2+A3=3 22tan 2e C t b t ?+?+?β 二、箱形柱的现场拼接焊缝（不等壁厚箱形柱对接） C=4tan 1+?+βt b A=ββcot 2 1 32tan 212211b e C t b t +?+?+?
三、人孔补强板与柱的现场焊接 C=()4tan 2+-+βt b A =()Ce t b t 3 2tan 221 2+-+?β 四、 工字形梁翼缘的现场焊接 C=42 tan )(2+-+β p t b =?-+15tan )2(214t A=e C t t b ?+??????-?+?3 2 2tan ) 2(2 1 22 β =e C t t ?+-+3 2 2tan )2(10β
L1=(t-2)/3×tan60°+2 L2=2(t-2)/3×tan45°+2 C1= 442 2 1 +?? ? ??+t L C2= 442 2 2+?? ? ??+t L A1=t ×b A2=? ???? ??-?60tan 32212 t A3=4 211t L ?? A4=e C ??134 A5=? ??? ? ??-?45tan 3)2(2212 t A6=4212t L ?? A7=e C ??234 A= A1+ A2+ A3+ A4+ A5+ A6+ A7
C=42 tan 222+?-? +β t b =()62 tan 2+?-β t A=e b t b t ???+?? ????? ????? ??-??+?C 32 22tan 22142β =()e t t ??+-+C 3 42tan 221 22β 七、 工字型柱翼缘的现场焊接 C=()4tan 2+-+βt b =βtan )2(9-+t A = e C t t b ?+-+?32 tan )2(212β =Ce t t 32tan )2(2152+-+β
焊接结构习题库
焊接结构 一、焊接结构的特点 焊接结构的特点包括： （1）焊接结构的应力集中变化范围比铆接结构大。 因为焊接结构中焊缝与基本金属组成一个整体，并在外力作用下与它一起变形。因此焊缝的形状和布置必然影响应力的分布，使应力集中在较大的范围内变化。从而严重影响结构的脆断和疲劳。 （2）焊接结构有较大的残余应力和变形 绝大多数焊接方法采用局部加热，故不可避免会产生内应力和变形。焊接应力和变形不但容易引起工艺缺陷，而且影响结构的承载能力，此外还影响结构的加工精度和尺寸稳定性。 （3）焊接结构具有较大的性能不稳定性 由于焊缝金属的成分和组织与基本金属不同，以及焊接接头所经受的不同热循环和热塑性应变循环，焊接接头不同区域具有不同性能，形成一个不均匀体。（4）焊接接头的整体性 这是区别于铆接结构的一个重要特性，一方面赋予焊接结构高密封性和高刚度，另一方面由带来了问题，例如止裂性能差。 二、影响脆性断裂的因素 （一）应力状态的影响 （1）不同的应力状态：如果最大正应力首先达到正断抗力，则发生脆性断裂，如果剪应力先达到屈服极限，则产生塑性变形，形成塑性断裂，达到剪断抗力时，产生剪断。 （2）不同材料同一应力状态。 （3）缺口效应：虽然整个结构件处于单轴拉伸状态，但由于其局部设计不佳或存在缺陷导致出现三轴应力状态的缺口效应。 （二）温度的影响 随着温度的降低，出现脆性断裂的倾向变大。脆性转变温度越低，可使用温度范围越大，材料抗脆断能力好。 （三）加载速率的影响 提高加载速率会促使材料脆性破坏。当有缺口时，由于缺口处有应力、应变集中，缺口扩展速率增大，导致脆性断裂的发生。 （四）材料状态的影响 （1）厚度的影响：厚度增大，脆断倾向增大。 原因：a、厚板在缺口处易形成三轴拉应力，因为厚度方向的收缩和变形受到限制，形成所谓的平面应变状态，使材料变脆。 b、冶金因素：厚板轧制次数少，终轧温度高，组织疏松，内外层均匀性差。 （2）晶粒度影响：晶粒越细，脆性—延性转变温度越低。 （3）晶格结构：面心立方晶格较好。 （4）化学成分：C、N、O、H、S、P增加脆性，Mn、Ni、Cr、V适量加入有助于减少脆性。
焊接计算
焊接工艺问答（强度及结构） 2008-01-10文字选择： 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。
钢结构计算题(焊接、螺栓连接、稳定性)
Q235 用。由于翼缘处的剪应力很小，假定剪力全部由腹板的竖向焊缝均匀承受，而弯矩由整个T 形焊缝截面承受。分别计算a 点与b 点的弯矩应力、腹板焊缝的剪应力及b 点的折算应力，按照各自应满足的强度条件，可以得到相应情况下焊缝能承受的力F i ，最后，取其最小的F 值即为所求。 1．确定对接焊缝计算截面的几何特性 (1)确定中和轴的位置 ()()()()80 10 102401020160)10115(1010240510201601≈?-+?-+??-+??-= y mm 160802402=-=y mm (2)焊缝计算截面的几何特性 ()6232 31068.22)160115(230101014012 151602301014023010121mm I x ?=-??+??++-??+??= 腹板焊缝计算截面的面积： 230010230=?=w A mm 2 2．确定焊缝所能承受的最大荷载设计值F 。 将力F 向焊缝截面形心简化得： F Fe M 160==（KN·mm） F V =（KN ）
查表得：215=w c f N/mm 2，185=w t f N/mm 2，125=w v f N/mm 2 点a 的拉应力M a σ，且要求M a σ≤w t f 18552.010 226880101604 31===???==w t x M a f F F I My σ N/mm 2 解得：278≈F KN 点b 的压应力M b σ，且要求M b σ≤w c f 215129.110 2268160101604 32===???==w c x M b f F F I My σ N/mm 2 解得：5.190≈F KN 由F V =产生的剪应力V τ，且要求V τ≤w V f 125435.010 23102 3===??=w V V f F F τ N/mm 2 解得：7.290≈F KN 点b 的折算应力，且要求起步大于1.1w t f () ()()w t V M b f F F 1.1435.03129.132 22 2=?+= +τσ 解得：168≈F KN
焊接相关计算
焊接的有关计算 第一章 基本概念的有关计算 一、焊条药皮质量系数 概念：焊条药皮质量系数即焊条与药芯（不包括无药皮的夹持端）的质量比。 b l m K 100%m = ? 式中：Kb ——药皮质量系数（%）； m o ——药皮质量（Kg ）； m l ——焊芯质量（Kg ）。 二、焊条药皮厚度分类 （1）薄药皮焊条 1.2≤焊条直径焊芯直径 （2）厚药皮焊条 1.2 1.5<≤焊条直径焊芯直径 （3）特厚药皮焊条 1.8<焊条直径 焊芯直径 三、熔敷系数 熔敷系数指熔焊过程中，单位电流、单位时间内，焊芯（或焊丝）熔敷在焊件上的金属量。 H o l p m It m m It αα= -= 式中：H α——熔敷系数（g/Ah ）； m ——熔敷焊缝金属质量（g ）； I ——焊接电流（A ）； t ——焊接时间（h ）。 四、熔化系数 熔化系数指熔焊过程中，单位电流，单位时间内，焊芯（或焊丝）的熔化量。 o l p m m It α-= 式中 ：p α——熔化系数（g/Ah ）； o m ——焊芯原质量（g ）； l m ——焊后剩下焊芯质量（g ）； 五、熔化速度 熔化速度指熔焊过程中，熔化电极在单位时间内熔化的长度或质量。
O p L L v t -= 式中 p v —— 熔化速度（mm/min ）； O L ——焊条原长（mm ） ； L ——余下焊条头长度（mm ）； T ——焊接时间（min ）。 例：某焊条长320mm ，经过5min 的焊接，剩下40mm 的焊条头，求该焊条的熔化速度。 解：O p L L v t -= =（320mm-40mm ）/5min=56mm/min 答：该焊条的熔化速度为56mm/min 。 六、熔敷速度 熔敷速度指熔焊过程中，单位时间内熔敷在焊件上的金属量。 p m m v t -= 式中：p v ——熔敷速度（kg/h ）； M ——焊后焊件的质量（kg ）； 0m ——焊前焊件的质量（kg ） ； t ——焊接时间（h ）。 七、热输入 热输入指熔焊时，由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热能。 q U I /v η= 式中：q ——热输入（J/mm ）； U ——电弧电压（V ）； I ——焊接电流（A ）； V ——焊接速度（mm/s ）； η——热效率（焊条电弧焊η=0.7～0.8；埋弧焊η=0.8～0.95；TIG 焊η=0.5）。 例1：用焊条电弧焊焊接Q390（原15MnTi ）钢时，为防止和减小焊接热影响区的过热区脆化倾向，要求焊接时热输入不超过30kj/cm 。如果选择焊接电流为180A,电弧电压为28V ，试计算焊接速度应为多少？ 已知：I=180A ；q=30kJ/cm ；U=28V 求：v=？ 解：由 q UI/v η= 取η=0.7 得：v=UI/q=0.728180/30000cm/s=0.118cm/s η?? 答：应选用的焊接速度为0.118cm/s 。 例2：已知某钢材焊接过程中焊条电弧焊的电弧电压为26V ，焊接电流为200A ，焊接速度为0.2cm/s ，试求其焊接热输入（η取0.8）。 已知：I=200A ；v=0.2cm/s ；U=26V ；η=0.8
焊接变形计算公式
焊接变形收缩始终是一个比较复杂的问题，对接焊缝的收缩变形与对接焊缝的坡口形式、对接间隙、焊接线的能量、钢板的厚度和焊缝的横截面积等因素有关，坡口大、对接间隙大，焊缝截面积大，焊接能量也大，则变形也大。 为了给设计人员提供一定的参考，贴几个公式： 1、单V对接焊缝横向收缩近似值及公式： y = *e^（） y＝收缩近似值 e＝ x＝板厚 2、script id=text173432>双V对接焊缝横向收缩近似值及公式： y = *e^（） y＝收缩近似值
e＝ x＝板厚 3、 4、
5、 6、
1、预热处理是为了防止裂纹，同时兼有一定改善接头性能的作用，但是预热也恶化劳动条件，延长生产周期，增加制造成本。过高预热温度反会使接头韧性下降。 预热温度确定取决于钢材的化学成分、焊件结构形状、约束度、环境温度和焊后热处理等。随着钢材碳当量、板厚、结构约束度增大和环境温度下降，焊前预热温度也需相应提高。焊后进行热处理的可以不预热或降低预热温度。 Q345焊接的预热温度板厚≤40mm，可不预热； 板厚＞40mm，预热温度≥100度（以上为理论参考）2、焊接变形收缩始终是一个比较复杂的问题，对接焊缝的收缩变形与对接焊缝的坡口形式、对接间隙、焊接线的能量、钢板的厚度和焊缝的横截面积等因素有关，坡口大、对接间隙大，焊缝截面积大，焊接能量也大，则变形也大。具体经验公式见附件！ 3、低合金钢接头焊接区的清理是一项不可忽视的工作，是建立低氢环境的主要环节之一。 若直接在焊件切割边缘和切割坡口上的焊接接头，则焊前必须清理干净切割面得氧化皮盒熔化金属的毛刺，必要时可用砂轮打磨。
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
焊接结构强度计算题jieda
1、如图搭接接头上板厚10mm ，下板厚15mm ，已知许用应力[σ][τ]分别为15000N/cm2和10000N/cm2,构件受力Q 为60000N ，采用等腰角焊缝。根据焊缝和载荷的几何关系确定搭接焊缝的类型及单边焊缝长度，并判定该长度下焊缝结构是否合理。 答：不等厚板搭接接头，角焊缝焊脚尺寸以薄板计算，本题中取10mm ，焊缝为搭接接头上的侧面角焊缝。 设单边焊缝长度为L ，搭接焊缝为双缝结构，焊缝总长度为2L ，角焊缝按照许用切应力计算。 则有][7.027.0ττ≤??==∑kL Q kL Q ，计算所得L 至少大于42.8mm,取整为43mm 。 按照规定侧面角焊缝的长度不大于50K ，因此根据计算判定，结构合格。 2、一丁字接头，如下图，已知焊缝金属的许用切应力[τ']=100MPa ，试设计角焊缝的焊角尺寸K ，并求焊缝最大承载能力。 τm = (3PL)/0.7Kh 2
已知：P=75kN,L=200mm,h=300mm,代入上式得： τm =（3×75000×200）/0.7×K ×3002=500/0.7K τQ=F/(1.4Kh),将数代入公式： τQ =75000/（1.4K ×300）=250/(1.4K ×300 ） =250/(1.4×K) 3、分析下图构件的焊缝的类型，若要保证结构安全，则焊缝间距有什么要求？若已知该结构的许用应力[σ][τ]分别16000N 为/cm2和10000N/ cm2,构件受力P 为75000N ，单条焊缝长度为50mm ，板料厚度均为10mm ，试通过计算判定其使用时是否安全。 答：焊缝间距不小于4倍板厚 (1)角焊缝按照切应力进行校核。 当]'[7.0ττ≤?=∑K L Q ，则结构安全。 式中Q ＝75000N ，δ=10mm ， L=50mm,设焊脚尺寸K 与板厚δ相同，K ＝10mm ； 代入上式得： τ=75000/(2×50×0.7×10)=1071N/cm 2＜]'[τ=10000N/cm 2 因此，判定结构不合格。（1分） 4、如图一偏心受载的搭接接头，已知焊缝长h=400mm ，l 0=100mm ，采用等腰焊缝，焊角尺寸K=10mm ，外加载荷F=30000N ，梁长L=100cm ，焊缝的许用切应
焊接材料定额换算
焊接材料定额换算中铁宝桥焊接组
一、手工电弧焊角焊缝焊条定额 注：计算公式焊条定额=（K+1）2/2×7.85×1.9÷1000（Kg/m） 二、埋弧自动焊、平角焊、万能焊、ＣＯ２气保护焊焊丝定额 注：计算公式焊条定额=（K+1）2/2×7.85×1.1÷1000（Kg/m） 三、拖拉焊机埋弧焊自动焊角焊缝焊丝定额 注：计算公式焊条定额=π×（φ/2）2×条速/车速×7.85×1.05÷1000（Kg/m）
四、拖拉焊机埋弧自动焊对接焊缝焊丝定额（坡口形式同焊接工艺守则） 注：计算公式 同一车速、条速： 焊丝定额=π×（φ/2）2×条速/车速×7.85×1.05焊道数÷1000（Kg/m） 不同车速、条速： 焊丝定额=π×（φ/2）2×条速1/车速1×7.85×1.05×焊道数1÷1000 (Kg/m）+π×（φ/2）2×条速2/车速2×7.85×1.05×焊道数2÷1000（Kg/m） 五、坡口焊缝的埋弧自动焊、CO2气体保护焊丝定额 计算公式：实芯焊丝定额=焊缝截面积×7.85×1.05÷1000（Kg/m）； 药芯焊丝定额=焊缝截面积×7.85×1.1÷1000（Kg/m）。 注：焊缝截面积单位为mm2。 六、坡口焊缝的手工电弧焊焊条定额 计算公式：焊条定额=焊缝截面积×7.85×1.9÷1000（Kg/m） 注：焊缝截面积单位为mm2。 七、埋弧焊剂定额 熔炼焊剂额重=焊丝额重×1.3（Kg） 烧结焊剂额重=焊丝额重（Kg） 八、CO2气体保护焊CO2气体定额
CO2气体额重=焊丝额重×1.821（Kg） 九、定位焊焊条定额 K≥8（或自动对接时）： 定位焊焊条额重=0.3654×焊缝总长（m）÷6（Kg） K＜8时： 定位焊焊条额重=0.1864×焊缝总长（m）÷6（Kg） 十、混合气体额重 ,80%Ar气体时，每公斤焊丝折算0.03924瓶Ar气（每当混合气体的混合量为20%CO 2 气。 瓶Ar气为6000L），0.1185 Kg CO 2 十一、线能量计算公式 Q=36IU/1000v（KJ/cm）, v的单位为m/h。 注：1、表中K表示焊脚尺寸，ф表示焊条（焊丝）直径，单位均为毫米； 2、表中焊丝（焊条）直径未注明的，均为5mm； 3、焊丝（焊条）的定额系数均为单位长度定额（Kg/m）； 4、表格中同一焊脚尺寸（或板厚）有多个规范的，第一个规范为常用规范。 [此文档可自行编辑修改，如有侵权请告知删除，感谢您的支持，我们会努力把内容做得更好]
焊接相关计算
焊接的有关计算 第一章基本概念的有关计算 一、焊条药皮质量系数 概念：焊条药皮质量系数即焊条与药芯（不包括无药皮的夹持端）的质量比。 式中：Kb——药皮质量系数（%）； ——药皮质量（Kg）； m o ——焊芯质量（Kg）。 m l 二、焊条药皮厚度分类 （1）薄药皮焊条 （2）厚药皮焊条 （3）特厚药皮焊条 三、熔敷系数 熔敷系数指熔焊过程中，单位电流、单位时间内，焊芯（或焊丝）熔敷在焊件上的金属量。 ——熔敷系数（g/Ah）； 式中： H m——熔敷焊缝金属质量（g）； I——焊接电流（A）；
t ——焊接时间（h ）。 四、熔化系数 熔化系数指熔焊过程中，单位电流，单位时间内，焊芯（或焊丝）的熔化量。 式中 ：p α——熔化系数（g/Ah ）； o m ——焊芯原质量（g ）； l m ——焊后剩下焊芯质量（g ）； 五、熔化速度 熔化速度指熔焊过程中，熔化电极在单位时间内熔化的长度或质量。 式中 p v —— 熔化速度（mm/min ）； O L ——焊条原长（mm ）； L ——余下焊条头长度（mm ）； T ——焊接时间（min ）。 例：某焊条长320mm ，经过5min 的焊接，剩下40mm 的焊条头，求该焊条的熔化速度。 解：O p L L v t -= =（320mm-40mm ）/5min=56mm/min 答：该焊条的熔化速度为56mm/min 。 六、熔敷速度
熔敷速度指熔焊过程中，单位时间内熔敷在焊件上的金属量。 v——熔敷速度（kg/h）； 式中： p M——焊后焊件的质量（kg）； m——焊前焊件的质量（kg）； t——焊接时间（h）。 七、热输入 热输入指熔焊时，由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热能。 式中：q——热输入（J/mm）； U——电弧电压（V）； I——焊接电流（A）； V——焊接速度（mm/s）； η——热效率（焊条电弧焊η=～；埋弧焊η=～；TIG焊η=）。 例1：用焊条电弧焊焊接Q390（原15MnTi）钢时，为防止和减小焊接热影响区的过热区脆化倾向，要求焊接时热输入不超过30kj/cm。如果选择焊接电流为180A,电弧电压为28V，试计算焊接速度应为多少？ 已知：I=180A；q=30kJ/cm；U=28V 求：v=？
钢结构计算题答案
n 第四章轴心受力构件 4.1 验算由2∟63 5 组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。轴心拉力的设计值为 270KN ，只承受静力作用，计算长度为3m 。杆端有一排直径为20mm 的孔眼（图 4.37 ），钢材为Q235 钢。如截面尺寸不够，应改用什么角钢？ 注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。 解：（1 ）强度查表得∟63 5 的面积A=6.14cm 2，i min i x 1.94cm ， A 2 ( A d t) 2 (614 20 5) 1028mm2 ，N=270KN N 270 103 A n 1028 262.6Mpa f 215Mpa ，强度不满足， N 所需净截面面积为A n f 270 103 215 1256 1256 mm2 ， 2 所需截面积为 A A n d t 20 5 728mm ， 2 选63 6 ，面积A=7.29cm 2729 m m2728mm2（2 ）长细比 l o i min 3000 154.6 350 19.4 4.2 一块- 400 20 的钢板用两块拼接板- 400 12 进行拼接。螺栓孔径为22mm ，排列如图4.38 所示。钢板轴心受拉，N=1350KN （设计值）。钢材为Q235 钢，解答下列问题; （1））钢板1-1 截面的强度够否？ （2））是否需要验算2-2 截面的强度？假定N 力在13 个螺栓中平均分配，2-2 截面应如何验算？
2 （3） ）拼接板的强度够否？ 解：（ 1 ）钢板 1-1 截面强度验算： A n1 (b 3 d 0 ) t min (400 3 22) 20 6680mm ， N=1350KN N A n1 1350 103 6680 202.1Mpa f 205Mpa ，强度满足。 （2） ）钢板 2-2 截面强度验算： （a ），种情况，（ a ）是最危险的。 A (l 5 d ) t (400 80 80 2 80 2 5 22) 20 6463mm 2 ， N=1350KN n 2 ( a ) N A n2 1350 103 6463 208.9Mpa f 205Mpa ，但不超过 5% ，强度满足。 对应图（ d ）的验算： A (l 5 d ) t (400 5 22) 20 5800mm 2 ， n 2 (d )
长输管道焊接耗材用量计算
长输管道焊接耗材用量计算 【摘要】对长输管道气体保护金属粉芯焊丝半自动焊和自 保护药芯焊丝半自动焊的焊接材料用量进行了计算，提出了焊材用 量计算的修正公式的，并将计算结果与工程实际用量进行了对比， 两者基本吻合。 【关键词】长输管道；焊接耗材；理论计算值；实际用量 【 Abstract 】 For the combination welding processes of semi-automatic GMAW and FCAW-S which used in in the pipeline construction. The related welding consumables has been Calculated according to the revised formula ， and then compared with the actual consumption ； the value proved that the formula is very accurate. 【Key words 】 long-distance pipeline ； welding consumables； calculation value ； actual value 、八、- 前言随着焊接技术的发展，越来越多的新焊接工艺被开发出来，对于长输管道工程施工行业，项目施工中所用的焊接工艺也随着科学技术的发展而不断革新。例如打底焊接工艺，从最开始的氩弧焊打底焊接，随后出现纤维素焊条下向焊，再到目前使用的半自动熔化极气体保护焊，以及全自动熔化极气体保护焊工艺。可以说技术的革新在