1、7.4 角焊缝的构造和计算第1页，共36页。一、构造w种类:根据受力方向和焊缝的位置分正面角焊缝（见图7.26）和侧面角焊缝（见图7.24）根据焊角边的夹角分直角角焊缝和斜角角焊缝（见图7.23）w焊缝截面形式（见图7.23）第2页，共36页。正面角焊缝第3页，共36页。第4页，共36页。侧面角焊缝第5页，共36页。he=0.7hf角焊缝的截面形式a）普通形；b）等边凹形；c）平坡凸形(b)(a)he=0.7hfhfhfhfhf按he=0.7hf斜角角焊缝按he=0.7hf(c)(a)hfhe=0.7hfhf1.5hfhfhfhfhfa）锐角角焊缝；b）钝角角焊缝(b)按he=hf coshf
2、hfhfhf2按he=hf cos2第6页，共36页。第7页，共36页。应力分布w侧面角焊缝（见图7.24）w正面角焊缝（见图7.26）w有效厚度截面：he=0.7hf第8页，共36页。侧面角焊缝应力分布 第9页，共36页。正面角焊缝应力分布第10页，共36页。4.角焊缝的尺寸限制w 焊脚尺寸对于手工焊角焊缝应满足hf1.5 ，其中t为较厚焊件厚度（单位：mm）；当焊件厚度等于或小于4mm时，则hf等于焊件厚度。w 最大焊脚尺寸不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍（钢管结构除外）。对板边缘的角焊缝，则应满足hf t1（t1 6mm）或hf t1-(12)mm（t1 6mm）。t第11页，共36页。w
3、 侧面角焊缝和正面角焊缝的计算长度不得小于8 hf和40mm w 侧面角焊缝的计算长度也不宜大于60mm。注：1、当大于上述数值时，其超过部分在计算中不予考虑。2、内力沿侧面角焊缝全长均匀分布时，其计算长度不受此限。第12页，共36页。杆件与节点板的焊接w 一般采用两面侧焊，也可用三面围焊，角钢焊件也可用L形围焊，所有围焊的转角必须连续施焊。当角焊缝的端部在构件的转角处时，宜连续绕转角加焊一段长度，此长度为2hf。图8.2.11 杆件与节点板的焊缝连接a-两面侧焊；b-三面围焊；c-L形围焊a）b）c）第13页，共36页。第14页，共36页。第15页，共36页。6.当节点仅有两条侧面角焊缝连接
4、时w 当构件用两条侧面角焊缝连接时，每条侧缝长度不宜小于两侧缝之间的距离，同时两侧缝之间的距离不宜大于16t（当t12mm）或200mm（当t12mm），t为较薄焊件的厚度。不满足要求时，应加正面角焊缝、塞焊、槽焊（见图7.29）。第16页，共36页。第17页，共36页。7.搭接连接w 不能只用一条正面角焊缝连接。（见图7.30）第18页，共36页。第19页，共36页。二、计算公式w 以直角角焊缝、外力与焊缝长度方向有一定的夹角为例进行公式推导。w 将外力在破坏截面上进行分解，求出分力，然后求出破坏截面上的应力状态，代入材料力学中“第三强度理论”，可推导出式7.6。w 对式7.6进行讨论，可得
5、出侧面角焊缝（式7.7）、正面角焊缝（式7.11）、斜向角焊缝（式7.9）。第20页，共36页。三.实际应用w拼接板连接受轴心力作用（见图7.42）w角钢与节点板的连接（见图7.43）w在剪力、轴力作用下（见图23）w弯矩作用下角焊缝计算（见图7.44）w扭矩作用下角焊缝计算（见图7.42）w在弯矩、剪力、轴力作用下（见图7.42）w在扭矩、剪力、轴力作用下（见图7.42）第21页，共36页。第22页，共36页。w 被连接板截面为14350，拼接盖板宽度b=300，厚度t2=8。承受轴心力设计值N=930kN（静力荷载），钢材为Q235，采用E43系列焊条，手工焊，采用三面围焊。试设计此连接。
6、第23页，共36页。w 计算三面围焊的角钢连接，角钢为2L1409010，连接板厚度t=12mm，承受静荷载设计值N=1000kN。钢材为Q235B，焊条E43型，手工焊。焊脚尺寸为hf=8mm，焊缝强度设计值ffw =160N/mm2。求角钢所需焊缝长度。NNt=12140*90*10l140第24页，共36页。第25页，共36页。w 采用如下假定：被连接构件是绝对刚性的，而角焊缝则是弹性的；被连接构件绕角焊缝有效截面形心O旋转，角焊缝上任意一点的应力方向垂直该点与形心的连线，且应力大小与其距离r的大小成正比。注：在扭矩和弯矩作用下，焊缝截面的应力是不均匀的，计算时找出受力最大的点进行截面验算，而其他部位没有充分发挥作用，计算是偏于保守的。第26页，共36页。第27页，共36页。第28页，共36页。7.5 焊接残余应力和焊接残余变形w什么是焊接残余应力？w焊接残余应力的分类：纵向残余应力、横向残余应力、沿厚度方向的残余应力。w焊接残余应力的影响：对静力强度的影响；对结构刚度的影响；对压杆稳定的影响；低温冷脆的影响；对疲劳强度的影响w焊接残余变形：焊接工艺和设计方面第29页，共36页。第30页，共36页。第31页，共36页。第32页，共36页。第33页，共36页。第34页，共36页。第35页，共36页。第36页，共36页。
