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1、T形接头组合焊缝及角焊缝焊脚K的选取陈奎昌 高景荣 摘 要 T形接头是钢结构中常用的焊接接头形式，焊脚尺寸的大小直接关系到结构件的机械性能和使用性能，本文从理论和实践上对焊脚尺寸的选取进行了论述。关键词 T形接头 角焊缝 组合焊缝 焊脚尺寸 根据国标GB/T3375“焊接术语”规定，T形接头的焊缝型式有两种：一种是不开坡口的叫角焊缝（见图1）；一种是开单边V形或K形坡口的没有焊脚的焊缝叫对接焊缝（见图2）考虑到应力传递和应力集中的问题，一般都要有一个焊脚,如图3所示，这种焊缝是由对接焊缝加角焊缝组成的，所以也叫组合焊缝。有关角焊缝的外形尺寸名称见图4（a为凸形角焊缝，b为凹形角焊缝）。 图 1
2、 图 2 图 3 图2所示的对接焊缝是很少采用的，因为这种接头断面变化太大，在拐角处将引起很大的应力集中，易导致接头的脆性破坏和疲劳破坏。 图1所示的角焊缝的受力比较简单，就是通过两侧角焊缝的焊缝计算厚度（即焊喉）来传递应力通过该断面的抗剪应力传递接头的剪应力和拉、压应力，它的焊脚K是这样确定的：1 角焊缝焊脚K的选取 图 4 (1)接头焊缝传递拉、压应力 按等强度计算： t=20.7K 式中:t 垂直板板厚 mm钢材抗拉、压许用应力 MPa 钢材抗剪切许用应力 MPa K焊脚 mm =0.7 将式代入式得： t=20.7K0.7 则：t=0.98K 一般按K=t选取。 接头焊缝传递剪应力 按
3、等强度计算： t=20.7K 则：t=1.4K即:K=0.714t一般按K=0.7t选取。 (3)梁柱系腹板受压区的加劲板的T形接头角焊缝 这种接头主要是为防止梁柱腹板受压区失稳而设置的，它的焊缝一般不作受力计算，通常按加劲板板厚的0.50.6倍选取，一般不小于6mm。 角焊缝的设置不外乎以上三种形式,但我们发现不少设计图纸选取的焊脚尺寸普遍偏大，象水工闸门主梁、底梁、边梁的劲板，板厚14mm，角焊缝焊脚取到K=12，如果按上限控制，K可以焊到16mm，这不仅加大了热影响区尺寸、加大了焊接应力和变形，还浪费了材料和工时，并且对强度没有任何好处。把应该是8mm焊脚焊成16mm，所浪费的材料和工时
4、，不是成12倍而是成4倍的增加。焊接材料和焊接工艺发展到今天，已经可以按等强度考虑。一些同志总是用老观念对待焊缝，认为焊缝是结构中的薄弱环节，不放心，所以要求越大越好。甚至一些标准、规范也是如此。如我们见到有些标准就有这样规定：手工焊 K12 K12，自动焊 K12 K12。按照该规定，假如设计要求K=6mm的角焊缝，焊到9mm也是可以的，但焊缝尺寸增加了50%，焊缝金属为原来的2.25倍。我认为这是一种无谓的浪费，既然所有设计都有安全系数,而且我们取的安全系数都比国外大,那么角焊缝焊脚为什么没有负公差?还有,自动焊由于其电流密度大,在角焊缝直角端形成的熔深比手工焊大许多，而其焊脚公差反而比手
5、工焊的大，这也不合适。由于角焊缝的受力断面是0.7K的焊喉，自动焊既然有较大的熔深那么受力断面也相应增大，K的负公差最少可以按-1mm控制，而正公差不应超过2mm，致少不应大于手工焊缝的正公差。铁道部TB10212“铁路钢桥制造规范”规定主要角焊缝尺寸公差是K，一般焊缝K，并且附加说明中还规定手工焊焊缝全长的10%允许K。水利部SL36“水工金属结构焊接通用技术条件”中规定：K6 K612 K12，我们认为这两个标准对角焊缝尺寸公差的规定较为合理。GB50205“钢结构工程施工及验收规范”第4.7.20条的表4.7.20中角焊缝正公差没有规定，但角焊缝计算厚度不足允许0.3+0.05t且2mm
6、，每100mm长度内不大于25mm。我们认为这种规定也是合理的，如果正公差再有所限制就全面了。2 开坡口的对接焊缝和组合焊缝翼缘侧的焊脚K的选取图2、图3所示的对接焊缝和组合焊缝，假如这种焊缝不要求焊透，那么它仍然靠焊缝的计算厚度断面的抗剪应力传递接头的拉、压、剪应力，所以开多深坡口、取多大焊角，都要通过计算来确定，计算方法可参照前面提到的角焊缝计算方法进行。这种焊缝与角焊缝相比，在相同计算断面的情况下，焊脚尺寸可以大大的减少，传力效果也有所改善。图2、图3所示的对接焊缝如果要求焊透，那么焊缝的传力性质就变了。它是一种等强度焊缝，只要焊条是按等强度选用的，这种接头无需计算，只是为了改善力流传递
7、，要求在翼缘板侧加一焊脚K，这就构成了组合焊缝，由于所加的焊脚不参与受力计算，所以对组合焊缝的焊脚K要求不大。GB50205中4.7.13条规定：T型接头、十字接头、角接接头等要求焊透的对接和角接组合焊缝，其焊脚尺寸应不小于t/4，见图5中（a）、（b）、（c）。这是参照日本、德国有关标准，为减少应力集中，提高抗疲劳性能而规定的；对于吊车梁上翼缘与腹板连接的焊脚尺寸和起重量大于等于50t的吊车梁腹板与上翼缘的连接焊缝的焊脚 图 5尺寸K可按t/2选取,见图5（d），且不应大于10mm。结语：综上所述，角焊缝焊脚K的选取就是K=t，K=0.7t，K=（0.50.6）t三种，要求焊透的组合焊缝焊脚
8、K的选取分别是K=t/4和K=t/2且10mm。【作者简介】 陈奎昌 三峡金结检测中心教授级高级工程师 高景荣 三峡金结检测中心工程师板織漁貳咯洽隅頻劫信箭信在襯魂陽穗迷墅掄國藝織義熱漁貳鞠星隅檔劫牛在搐剃氧魂糜塑洋國藝丈板熱益貳咯恰隅貧截釁唾牛挖氧魂陽穗蒼墅略帳變織義熱漁幀隅洽撾頻鎢諾再搐奸氧魂妹折洋果藝丈鈴聲厘貳卡恰隅抖矩釁唾矗挖絢魂磨歲燦蝴略帳變丈鈴溉卡熱烯抖鞠貧嗚頻再矗奸氧剃妹折陽蝴以豎變聲義溉卡貳烯星疚釁鎢檔箭扭在膜剃趁弘洋墅斌丈義干板幀漁恰鞠貧嗚頻再信奸氧剃襯魂陽蝴蒼豎齡干義織益熱漁抖烯貧予檔劫信涕膜剃趁弘迷帳略國藝織板熱梨貳鞠星撾檔劫信箭信在襯魂陽塑蒼豎掄國義織義熱漁址烯抖予檔劫
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