文档介绍：第三章连接返回§ 3-3 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造一、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 )和斜角角焊缝(图 )。直角角焊缝通常做成表面微凸的等腰直角三角形截面(图 )。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 (b )所示的坦式,侧面角焊缝的截面则作成凹面式(图 )。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 )。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 ) 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 )。低合金钢的试验结果也有类似情况。由图看出, 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 3 、侧面角焊缝的最大计算长度侧面角焊缝的计算长度不宜大于 60h f, 当大于上述数值时, 其超过部分在计算中不予考虑。这是因为侧焊缝应力沿长度分布不均匀,两端较中间大,且焊缝越长差别越大。当焊缝太长时,虽然仍有因塑性变形产生的内力重分布,但两端应力可首先达到强度极限而破坏。若内力沿测面角焊缝全长分布时,比如焊接梁翼缘板与腹板的连接焊缝,计算长度可不受上述限制。 4 、角焊缝的最小计算长度角焊缝的焊脚尺寸大而长度较小时,焊件的局部加热严重,焊缝起灭弧所引起的缺陷相距太近,以及焊缝中可能产生的其他缺陷,使焊缝不够可靠。对搭接连接的侧面角焊缝而言,如果焊缝长度过小,由于力线弯折大,也会造成严重应力集中。因此,为了使焊缝能够有一定的承载能力,根据使用经验,侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度均不得小于 8h f和 40mm ,也就是说,其实际焊接长度应较前述数值还要大 2h f (单位: mm )。 5 、搭接连接的构造要求当板件端部仅有两条侧面角焊缝连接时(图 ), 试验结果表明, 连接的承载力与 b/l w 有关。b 为两侧焊缝的距离, l w 为侧焊缝长度。当 b/l w>1时, 连接的承载力随着 b/l w 比值的增大而明显下降。这主要是因应力传递的过分弯折使构件中应力分布不均匀造成的。为使连接强度不致过分降低,应使每条侧焊缝的长度不宜小于两侧面角焊缝之间的距离, 即 b/l w≤1。两侧面角焊缝之间的距离 b 也不宜大于 16t(t > 12mm) 或 200mm (t≤ 12mm ) ,t 为较薄焊件的厚度,以免因焊缝横向收缩,引起板件发生较大拱曲。在搭接连接中, 当仅采用正面角焊缝时(图 ), 其搭接长度不得小于焊件较小厚度的 5倍, 也不得小于 25mm , 以免焊缝受偏心弯矩影响太大而破坏。杆件端部搭接采用三面围焊时,在转角处截面突变,会产生应力集中,如在此处起灭弧,可能出现弧坑或咬肉等缺陷, 从而加大应力集中的影响。故所有围焊的转角处必须连续施焊。对于非围焊情况, 当角焊缝的端部在构件转角处时, 可连续地作长度为 2hf 的绕角焊(图 )。杆件与节点板的连接焊缝宜采用两面侧焊,也可用三面围焊,对角钢杆件可采用 L 形围焊(图 ),所有围焊的转角处也必须连续施焊。直角角焊缝的基本计算公式当角焊缝的两焊脚边夹角为 90 ° 时,称为直角角焊缝,即一般所指的角焊缝。角焊