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1、（4）角焊缝截面型式按两焊脚边的夹角分,图3-8 角焊缝的型式,d),e),f),g), 直角焊缝：=900 又分：普通焊缝（a图）、平焊缝（b图）、凹焊缝（c图）。,图中， hf焊脚尺寸， he焊缝有效厚度。 并有， he =0.7hf，he总是450斜面上的最小高度。,普通焊缝：两焊脚尺寸都等于hf ，常用。但应力集中较严重（a、b处材料突变严重）。,平焊缝：是在一侧焊脚处将焊缝宽度加宽至1.5hf而成。易焊，应力集中介于普通焊缝与凹焊缝之间。,凹焊缝：两边的焊缝宽度被加宽成凹面，应力集中小，用于受动荷的结构中可提高疲劳强度，但手工焊费工。,2、焊缝的施焊方位平焊、立焊、横焊、仰焊。, 斜
2、角焊缝： 600 1200斜角焊缝除用于焊接管道外， 不作受力焊缝使用。,d),直角焊缝最常用。,平焊俯焊，环境轻松，施焊质量易保证。 横、立、仰焊工地施焊难以避免，施焊环境差，质量较难保证。仰焊最突出，应尽量避免。,3、焊接的连接型式对接（图310a、b）、搭接（图c、d）、 T型连接（图e、f）。,对接焊缝对接特 点：传力简捷、受力性 能好、静力和疲劳强度 高、省材料。工艺较复 杂、加工费时。,对接又分对接焊缝 对接（a图）和双层盖 板对接（b图）。,双层盖板对接特点：允许下料尺寸有较大偏差，制造省工。缺点是费钢费焊条，传力经过盖板应力集中严重，因而静力和疲劳强度较低。,搭接连接的特点和加
3、盖板的对接连接相同。,优点：是省工省料。缺点：是焊件截面有突变，应力集中严重、疲劳强度低。适合于在不直接承受动力荷载的结构中使用。,T型连接的基本形式如e图，由双面焊缝组成。,为了减轻应力集中，提高疲劳强度，改进为K型坡口的对接焊缝（f图），从而可用于重级和特重级工作制吊车梁上翼缘和腹板的连接。,前面讲了焊缝型式：对接焊缝、角焊缝。连接型式：由两类焊缝（对接焊缝、角焊缝）组成的三种连接（对接连接、搭接连接、T型连接）。,后面，要讲焊缝的验算。包括两个方面：焊缝的承载能力（设计强度）；荷载效应（各种荷载时焊缝有效截面的应力及其计算）。,下面就介绍焊缝设计强度问题。,4、焊缝的强度设计值焊缝强度与
4、焊接方法、焊条型号、被焊接构件钢材的钢号、焊缝型式、焊接质量以及焊缝受力状态有关。规范给出了各种情况的焊缝强度设计值，表。,3.3 角焊缝及其连接的构造和计算,侧焊缝（a图）：外力与焊缝轴线平行，端焊缝（b图）：外力与焊缝轴线垂直，斜焊缝（c图）：外力与焊缝轴线斜交。,按照作用力和焊缝关系（图311），直角角焊缝分为：,焊缝是一块体，应力状态复杂，计算时把直角三角形以外的部分去掉，按有效厚度he确定最危险截面（顺着焊缝方向的平面），通常称为有效截面，对有效截面进行验算。有效截面焊缝两焊脚面交线（aa）与有效厚度he组成的截面（图313中adda）。,1、应力分析（1）侧焊缝有效截面上只有与焊缝
5、长度方向平行的剪应力 。,图312,这些剪应力实际分布不均。试验表明两头大中间小。考虑到出现塑性后应力重分布，规范规定在焊缝长度范围内按均匀分布计算。,（2）端（正面）焊缝,有效截面上与焊缝长度方向垂直的正应力和剪应力 。,（3）一般受力的焊缝,作用在T字型焊缝上的一般方向的力N，分解为平行于焊缝方向的力V和垂直于的焊缝方向力F。,分解为： 和。,V产生 ；,F产生，,有效截面上有： 、 、 。,（4）各种受力情况下焊缝有效截面应力归纳,有效截面应力,、 、,、 ,2、强度验算公式,角焊缝强度验算，针对有效截面cddc进行。 因为：理论上，过cc线的所有平面中这块面积最小；试验表明，角焊缝破坏
6、发生在有效截面（cddc）面上。,图313,（1）有效截面上的应力状态前面已经说明：最一般情况（同时有端焊缝，侧焊缝性质的一般受力焊缝），有效截面上有三个应力、 、 。 正应力，与焊缝长度方向（x）面外垂直 剪应应，与焊缝长度方向（x）面内平行 剪应力，与焊缝长度方向（x）面内垂直,图314,承受的轴向力N与 焊缝长度方向平行。焊缝有效截面上=0 ， =0 （a) 只有平行与力N的剪应力（图314a），为两焊件间角 焊缝有效面积之和， 每条焊缝计算长度lw取实际长度减10mm。,（3）受轴心力作用的角焊缝设计验算基本公式 侧焊缝,图314a, 端焊缝承受的轴向力 N与焊缝长度方向 垂直。在焊缝
7、有效截面上， =0 （a) 只有和 ，,将（a）、（b）代入（31）,得,图314b,（b),或 Nffwhelw (32a), =0 （a),（b),将（a）、（b）、（c）代入（31）,得,（33),或 N1.22ffwhelw (33a),端焊缝承载能力高于侧焊缝。因为，应力状态不同。 规范规定：受静荷载与间接动荷载作用时，用式（33）或（33a）计算，受直接动荷载作用时，考虑到端焊缝塑性性能不好，将系数1.22去掉，用式（33b）计算。Nffwhelw (33b),（33),或 N1.22ffwhelw (33a),Nffwhelw (32a), 基本公式的应用实际应用基本公式（32）
8、（35）时，还需解决焊缝长度lw和作用在焊缝上的力素N的计算问题。下面将对此作些说明。a) 对称侧焊缝公式（32a)可写成：Nffwhelw （36）,其中，lw= 2(ab+de-10mm)或 2(bc+ef-10mm),图314e,b) 对称端焊缝公式（33a)或（33b）可写成N1.22ffwhelw （37） 或 Nffwhelw （37a） 式中 lw=2(ab-10mm)或2(cd-10mm)。,a,b,c,d,图314f,c) 对称三围焊缝,设 N=N+NN端焊缝（ab或cd）承担的轴力N侧焊缝（ae、bf或ec、fd）承担的轴力,对端焊缝，有公式（33a）或（33b）， 则 N
9、= f1 ffwhelw1 受静荷载与间接动荷载作用时，f1=1.22；受直接动荷载作用时，f1 = 1.0。 lw1上下两面ab（或cd）的计算长度之和。,另一方面，有 N = N + N 所以 N = ffwhe（ f1 lw1 + f2 lw2 ） （38）,对侧焊缝，把公式（32a）写成： N= f2 ffwhelw2 lw2上下两面ae、bf或ec、fd 的计算长度之和，f2 取1.0 。,d) 不对称侧焊缝,N1、N2与总轴力N之间关系 N分配至N1、N2 k1角钢肢背焊缝轴力分配系数k2角钢肢尖焊缝轴力分配系数k1、k2的取值见书p.239表31。,（39）,可再用公式（32）检
10、算N1、N2 。,角钢肢背、肢尖焊缝长度（lw1、lw2）计算焊缝总长： Nffwhelw （a） 角钢肢背焊缝长： k1Nffwhelw1 （b） 角钢肢尖焊缝长： k2Nffwhelw2 （c） k1 k1Nffwhek1lw （a） (a) k2 k2Nffwhe k2 lw (a) 比较式(b)和(a)，得 lw1 =k1lw （39a） 比较式(c)和(a)，得 lw2 =k2lw （39b）用式(a)计算焊缝总长度lw；用式(39)计算肢背、肢 尖长度lw1和lw2 。,e) 不对称三围焊缝,角钢肢背、肢尖焊缝长度（lw1、lw2）计算端焊缝长： N3f ffwhe b （a) 角
11、钢肢背焊缝长： N1ffwhelw1 （b） 角钢肢尖焊缝长： N2ffwhelw2 （c） 因 N=N1+N2+N3 有 N ffwhe（lw1 + lw2+ f b ） 由此，单面焊缝总长： lw= lw1 + lw2+ f b （d） 从式（310a） N1=k1N-N3/2ffwhelw1 = k1ffwhe (lw1 + lw2+ f b )- f ffwhe b/2 = ffwhek1(lw1 + lw2+ f b )- f b/2 lw1 = k1 lw - f b/2 （310c） 同理， lw2 =k2 lw - f b/2 （310d）,代入式（31），得规范规定：受静荷载
12、与间接动荷载作用时，用式（35）计算，受直接动荷载作用时，考虑到端焊缝塑性性能不好，将系数1.22去掉，用式（35a）计算。式（35）和（35a）是受和共同作用时的角焊缝强度验算公式。外力不一定是带斜角的N，可以是弯矩、剪力、轴力共同作用。,上一讲讲到公式（35）、（35a）如下：,其中、 的意义为：,与焊缝长度方向平行，在有效截面内。 与焊缝长度方向垂直，与有效截面斜交。,（4）角焊缝受弯矩、剪力、轴心力共同作用角焊缝受M、V、N共同作用（图316）。,图316 焊缝受M、V、N作用,剪力V与焊缝轴线平行，构成侧焊缝受轴力作用的状态，在有效截面上产生均匀分布剪应力。轴力N与焊缝轴线垂直，形
13、成垂直于焊缝方向的均匀分布应力N,（311）,在M作用下，有效截面上产生垂直 于焊缝方向且按三角形分布的应力M We角焊缝有效截面绕x轴（图316c）的抵抗矩。,（312）,在1点处，有垂直于焊缝长度方向 的最大应力，且由公式（35）或（35a） 受静荷载与间接动荷载作用受直接动荷载作用在“0”点（截面形心轴上）有最大弯曲剪应力，本应成为验算比较点，但一般说来，此点的换算应力比“1”点小，所以就不计算了。,3、算例例31 验算图例31所示连接的强度。已知板宽400mm，厚18mm ,受轴心力N=1425kN（静荷载），钢材A3F，手工焊，焊条E43型。取hf=8mm。情形一 两块矩形盖板宽340mm，后12mm。 情形二 两块菱形盖板宽340mm，后12mm。,
