角焊缝的焊接既计算
第三章 连接 返回
§3-3 角焊缝的构造和计算
3.3.1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3.3.1）和斜角角焊缝（图3.3.2）。
直角角焊缝通常做成表面微凸的等腰直角三角形截面（图3.3.1a ）。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3.3.1（b ）所示的坦式，侧面角焊缝的截面则作成凹面式（图3.3.1c ）。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3.3.2）。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3.3.3b）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3.3.4）。低合金钢的试验结果也有类似情况。由图3.3.4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1.2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3.3.5），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3.3.6），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3.3.5）。
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3.3.7），所有围焊的转角处也必须连续施焊。
3.3.2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。
角焊缝的有效截面为焊缝有效厚度（喉部尺寸）与计算长度的乘积，而有效厚度h e=0.7h f为焊缝横截面的内接等腰三角形的最短距离，即不考虑熔深和凸度（图3.3.8）。
试验表明，直角角焊缝的破坏常发生在喉部，故长期以来对角焊缝的研究均着重于这一部位。通常认为直角角焊缝是以45°方向的最小截面（即有效厚度也称计算厚度与焊缝计算长度的乘积）作为有效计算截面。作用于焊缝有效截面上的应力
国家标准化组织（ISO）推荐用式（3.3.1）来确定角焊缝的极限强度：
我国规范采用了折算应力公式（3.3.2）。引入抗力分项系数后，得角焊缝的计算式：
3.3.3角焊缝的计算
一、承受轴心力作用时角焊缝连接的计算
1、用盖板的对接连接
当焊件受轴心力，且轴心力通过连接焊缝中心时，可认为焊缝应力是均匀分布的。图3.3.11用盖板的对接连接中，当只有侧面角焊缝时，按式（3.3.8）计算；当只有正面角焊缝时，按式（3.3.7）计算正面角焊缝承担的内力：
2、承受斜向轴心力的角焊缝
图3.3.12所示受斜向轴心力的角焊缝连接，有两种计算方法。
3、承受轴力的角钢端部连接
在钢桁架中，角钢腹杆与节点板的连接焊缝一般采用两面侧焊，也可采用三面围焊，特殊情况也允许采用L形围焊（图3.3.13）。腹杆受轴心力作用，为了避免焊缝偏心受力，焊缝所传递的合力的作用线应与角钢杆件的轴线重合。
对于三面围焊（图3.3.13b）可先假定正面角焊缝的焊脚尺寸h f3，求出正面角焊缝所分担的轴心力N3。当腹杆为双角钢组成的T形截面，且肢宽为b时，
对于两面侧焊（图3.3.13a），因N3=0，得：
求得各条焊缝所受的内力后，按构造要求（角焊缝的尺寸限制）假定肢背和肢尖焊缝的焊脚尺寸，即可求出焊缝的计算长度。例如对双角钢截面：
考虑到每条焊缝两端的起灭弧缺陷，实际焊缝长度应为计算长度加2h f；对于采用绕角焊的侧面角焊缝实际长度等于计算长度（绕角焊缝长度2h f不进入计算）。
当杆件受力很小时，可采用L形围焊（图3.3.13c）。由于只有正面角焊缝和角钢肢背上的侧面角焊缝，令式（3.3.14）中的N2=0，得：
角钢肢背上的角焊缝计算长度可按式（3.3.17）计算，角钢端部的正面角焊缝的长度已知，可按下式计算其焊脚尺寸：
[例题3-2]试设计用拼接盖板的对接连接（图3.3.14）。已知钢板宽B=270mm，厚度t1=28mm，拼接盖板厚度
t2=16mm。该连接承受的静态轴心力N=1400kN（设计值），钢材为Q235-B，手工焊，焊条为E43型。
[解]
设计拼接盖板的对接连接有两种方法。一种方法是假定焊脚尺寸求得焊缝长度，再由焊缝长度确定拼接盖板的尺寸；另一方法是先假定焊脚尺寸和拼接盖板的尺寸，然后验算焊缝的承载力。如果假定的焊缝尺寸不能满足承载力要求时，则应调整焊脚尺寸，再行验算，直到满足承载力要求为止。
角焊缝的焊脚尺寸h f应根据板件厚度确定：
由于此处的焊缝在板件边缘施焊，且拼接盖板厚度t2=16mm＞6mm，t2＜t1，则：
[例题3-3] 试确定图3.3.15所示承受静态轴心力的三面围焊连接的承载力及肢尖焊缝的长度。已知角钢2∟125×10，与厚度为8mm的节点板连接，其搭接长度为300mm，焊脚尺寸hf=8mm，钢材为Q235-B，手工焊，焊条为E43型。
二、复杂受力时角焊缝连接计算
当焊缝非轴心受力时，可以将外力的作用分解为轴力、弯矩、扭矩、剪力等简单受力情况，分别求出具各自的焊缝应力，然后利用叠加原理，找出焊缝中受力最大的几个点，利用公式（3.3.6）进行验算。
1、承受轴力、弯矩、剪力的联合作用时角焊缝的计算
图3.3.16所示的双面角焊缝连接承受偏心斜拉力N作用，计算时，可将作用力N分解为N X和N y两个分力。角焊缝同时承受轴心力N X、剪力N y和弯矩M=N X?e的共同作用。焊缝计算截面上的应力分布如图3.3.16（b）所示，图中A点应力最大为控制设计点。此处垂直于焊缝长度方向的应力由两部分组成，即由轴心拉力N X产生的应力：
这两部分应力由于在A点处的方向相同，可直接叠加，故A点垂直于焊缝长度方向的应力为：
对于工字梁（或牛腿）与钢柱翼缘的角焊缝连接（图3.3.17），通常只承受弯矩M和剪力V的联合作用。由于翼缘的竖向刚度较差，在剪力作用下，如果没有腹板焊缝存在，翼缘将发生明显挠曲。这就说明，翼缘板的抗剪能力极差。因此，计算时通常假设腹板焊缝承受全部剪力，而弯矩则由全部焊缝承受。
为了焊缝分布较合理，宜在每个翼缘的上下两侧均匀布置焊缝，弯曲应力沿梁高度呈三角形分布，最大应力发生在翼缘焊缝的最外纤维1处，由于翼缘焊缝只承受垂直于焊缝长度方向的弯曲应力，为了保证此焊缝的正常工作，应使翼缘焊缝最外纤维处的应力满足角焊缝的强度条件，即：
腹板焊缝承受两种应力的联合作用，即垂直于焊缝长度方向、且沿梁高度呈三角形分布的弯曲应力和平行于焊缝长度方向、且沿焊缝截面均匀分布的剪应力的作用，设计控制点为翼缘焊缝与腹板焊缝2的交点处，此处的弯曲应力和剪应力分别按下式计算：
则腹板焊缝2的端点应按下式验算强度
工字梁（或牛腿）与钢柱翼缘角焊缝的连接的另一种计算方法是使焊缝传递应力与母材所承受应力相协调，即假设腹板焊缝只承受剪力；翼缘焊缝承担全部弯矩，并将弯矩M化为一对水平力H=M/h1。则
翼缘焊缝的强度计算式为：
腹板焊缝的强度计算式为：
2、三面围焊承受扭矩剪力联合作用时角焊缝的计算
图3.3.19为三面围焊承受偏心力F。此偏心力产生轴心力F和扭矩T=F?e。最危险点为A或A’点。
计算时按弹性理论假定：①被连接件是绝对刚性的，它有绕焊缝形心O旋转的趋势，而角焊缝本身是弹性的；②角焊缝群上任一点的应力方向垂直于该点与形心的连线，且应力大小与连线长度r成正比。图3.3.19中，A点与A’点距
形心O点最远，故A点和A’点由扭矩T引起的剪应力τT最大，焊缝群其他各处由扭矩T引起的剪应力τT均小于A点和A’点的剪应力，故A点和A’点为设计控制点。
3.3.4 斜角角焊缝的部分焊透的对接焊缝的计算
一、斜角角焊缝的计算
两焊脚边的夹角不是90°的角焊缝为斜角角焊缝（obligue fillet welds），如图3.3.20所示。这种焊缝往往用于料仓壁板、管形构件等的端部T形接头连接中。
斜角角焊缝的计算方法与直角焊缝相同，应按公式（3.3.6）至公式（3.3.8）计算，只是应注意以下两点：
（1）不考虑应力方向，任何情况都取βf（或βfθ）=1.0。
这是因为以前对角焊缝的试验研究一般都是针对直角角焊缝进行的，对斜角角焊缝研究很少。而且，我国采用的计算公式也是根据直角角焊缝简化而成，不能用于斜角角焊缝。
二、部分焊透的对接焊缝的计算[/B]
部分焊透的对接焊缝（partial penetration butt welds）常用于外部需要平整的箱形柱和T形连接，以及其他不需要焊透之处（图3.3.22）。
箱形柱的纵向焊缝通常只承受剪力，采用对接焊缝时往往不需要焊透全厚度。但在与横梁刚性连接处有可能要求焊透。
板厚和受力大的T形连接，当采用焊缝的焊脚步尺寸很大时，可将竖直板开坡口做成带坡口的角焊缝（图3.3.22e），与普通角焊缝相比，在相同的h e情况下，可以大大节约焊条。此种焊缝国外常归入角焊缝的范畴，而我国却定名为不焊透的对接焊缝。
坡口形式有V形（全V形和半V形）、U形和J形三种。在转角处采用半V形和J形坡口时，宜在板的厚度上开坡口（图3.3.22c、e），这样可避免焊缝收缩的板厚度方向产生裂纹。
部分焊透的对接焊缝，在焊件之间存在缝隙，焊根处有较大的应力集中，受力性能接近于角焊缝。故部分焊透的对接焊缝（图3.3.22a、b、d、e）和T形对接与角接组合焊缝（图3.3.22c）的强度，应按角焊缝的计算公式（3.3.6）至公式（3.3.8）计算，在垂直于焊缝长度方向的压力作用下，取βf=1.22，其他受力情况取βf=1.0。
有效厚度h e采用坡口根部至焊缝表面（不考虑凸度）的最短距离s。但对坡口角α<60°的V形坡口焊缝，考虑到焊缝根部不易焊满，取h e=0.75s。规范规定h e的具值取值如下：
s为坡口深度，即根部至焊缝表面（不考虑余高）的最短距离（mm）；α为V形、单边V形或K形坡口角度。
当熔合线处焊缝截面边长等于或接近于最短距离s时（图3.3.22b、c、e），抗剪强度设计值应按角焊缝的强度设计值乘以0.9。
[B]3.3.5 喇叭形焊缝的计算
在冷弯薄壁型钢结构中，经常遇到如图3.3.23至图3.3.25所示的喇叭形焊缝（flare groove welds）。从外形看，与斜角角焊缝有点相似。试验研究证明，当被连板件的厚度t≤4.5mm时，沿焊缝的横向和纵向传递剪力的连接的
破坏模式均为沿焊缝轮廓线处的薄板撕裂。
喇叭形焊缝纵向受剪时（图3.3.24）有两种可能的破坏形式：当焊脚高度h f（见图3.3.25）和被连板厚t满足t≤0.7h f ＜2t，或当卷边高度小于焊缝长度时，卷边部分传力甚少，薄板为单剪破坏；当焊肢0.7h f≥2t，或卷边高度大于焊缝长度时，卷边部分也可传递较大的剪力，能在焊缝的两侧发生薄板的双剪破坏，承载力成倍增长。考虑到喇叭形焊缝在我国的研究和应用尚不充分，在我国《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018）中规定，暂不考虑双剪破坏的承载力提高，一律按单剪计算。
喇叭形焊缝的强度按下列公式计算：
（1）当连接板件的最小厚度小于或等于4mm时，轴力N垂直于焊缝轴线方向作用的焊缝（图3.3.23）的抗剪强度应按下式计算：
轴力N平行于焊缝轴线方向作用的焊缝（图3.3.24）的抗剪强度应按下式计算：
钢构焊缝计算(受力)要点
钢结构的焊接连接 钢结构的连接方法可分为焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。焊接连接是现代钢结构最主要的连接方法。它的优点是：（1）焊件间可直接相连，构造简单，制作加工方便；（2）不削弱截面，用料经济；（3）连接的密闭性好，结构刚度大；（4）可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。缺点是：（1）在焊缝附近的热影响区内，钢材的材质变脆；（2）焊接残余应力和变形使受压构件承载力降低；（3）焊接结构对裂纹很敏感，低温时冷脆的问题较为突出。 一、焊缝的形式 1．角焊缝 图 1 直角角焊缝截面 图 2 斜角角焊缝截面 角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。两焊脚边的夹角为90°的焊缝称为直角角焊缝，直角边边长h f 称为角焊缝的焊脚尺寸，h e ＝0.7h f 为直角角焊缝的计算厚度。斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。对于夹角大于135°或小于60°的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝（钢管结构除外）。 2．对接焊缝 对接焊缝的焊件常需加工成坡口，故又叫坡口焊缝。焊缝金属填充在坡口内，所以对接焊缝是被连接件的组成部分。 坡口形式与焊件厚度有关。当焊件厚度很小（手工焊≤t 6mm ，埋弧焊≤t 10mm ）时，可用直边缝。对于一般厚度（t=10～20mm ）的焊件可采用具有斜坡口的单边V 形或V 形焊缝。斜坡口和离缝c 共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；钝边p 有托
住熔化金属的作用。对于较厚的焊件（t＞20mm），则采用U形、K形和X形坡口。对于V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。对接焊缝坡口形式的选用，应根据板厚和施工条件按现行标准《建筑结构焊接规程》的要求进行。 凡T形，十字形或角接接头的对接焊缝称之为对接与角接组合焊缝。 图3 对接焊缝的坡口形式 3．焊缝质量检验 《钢结构工程施工质量验收规范》规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准；一级、二级焊缝则除外观检查外，还要求一定数量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。焊缝质量的外观检验检查外观缺陷和几何尺寸，内部无损检验检查内部缺陷。 二、直角角焊缝的构造与计算 角焊缝按其与作用力的关系可分为正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝。正面角焊缝的焊缝长度方向与作用力垂直，侧面角焊缝的焊缝长度方向与作用力平行，斜焊缝的焊缝长度方向与作用力倾斜，由正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝组成的混合，通常称作围焊缝。 侧面角焊缝主要承受剪力，塑性较好，强度较低。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，应力分布不均匀性越显著。 正面角焊缝受力复杂，其破坏强度高于侧面角焊缝，但塑性变形能力差。斜焊缝的受力性能和强度值介于正面角焊缝和侧面角焊缝之间。 1．角焊缝的构造要求 （1）最小焊脚尺寸 t（1） h f≥1.5 2 式中t2—较厚焊件厚度，单位为mm。
焊缝强度(计算书)
完全焊透的对接焊缝和T形连接焊缝设计计算书 Ⅰ.设计依据: 《钢结构设计手册上册》（第三版） 《钢结构设计规范》 GB 50017-2003 Ⅱ.计算公式和相关参数的选取方法 一、焊缝质量等级的确定方法： 焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况，按下述原则分别选用不同的质星等级： 1在需要进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透，其质缝等级为：1）作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T形对接与角接组合焊缝，受拉时应为一级，受压时应为二级； 2）作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级。 2不需要计算疲劳的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝应予焊透，其质量等级当受拉时应不低于二级，受压时宜为二级。 3重级工作制和起重量Q≥50t的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘之间以及吊车衔架上弦杆与节点板之间的T形接头焊缝均要求焊透，焊缝形式一般为对接与角接的组合焊缝.其质量等级不应低于二级。 4不要求焊透的T形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝，以及搭接连接采用的角焊缝，其质量等级为： 1）对直接承受动力荷载且需要验算疲劳的结构和吊车起重量等于或大于50 t的中级工作制吊一车梁，焊缝的外观质量标准应符合二级； 2）对其他结构，焊缝的外观质量标准可为三级。 ——(GB50017—2003 7.1.1) 二、焊缝连接计算公式 1、完全焊透的对接接头和T形接头焊缝计算公式 1）在对接接头和T形接头中，垂直于轴心拉力或轴心压力的对接焊缝或对接与角接组合焊缝，其强度应按下式计算：
拉应力或压应力：c t w f f tl 或≤=σ ( GB 50017-2003 7.1.2 -1) 参数：N ——轴心拉力和轴心压力（N ）； w l ——焊缝计算长度，为设计长度减2t （有引弧板时可不减）（mm ）； t ——对接接头中连接件的较小厚度；T 形接头中为腹板的厚度（mm ）； w c w t f f 、——对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值（查表2-5可得） （N/mm 2 ）； 2）在对接接头和T 形接头中，承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝或对接与角接组合焊缝，其正应力和剪应力应分别进行计算。但在同时受有较大正应力和剪应力处(例如梁腹板横向对接焊缝的端部)，应按下式计算折算应力： w t f 1.13221≤+τσ (GB55017—2003 7.1.1.2-2) 注:1当承受轴心力的板件用斜焊缝对接，焊缝与作用力间的夹角θ符合,当tg θ≤1.5时焊缝的强度可不计算. 2 当对接焊缝和T 形对接焊缝与角接组合焊缝无法采用引弧板和引出板施焊时每条焊缝的长度计算时应减去2t 附表1-1 焊缝的强度设计值
焊缝要求
中文词条名：钢结构设计规范·构造要求·焊缝连接 英文词条名： 8.2.2焊缝金属应与主体金属相适应。当不同强度的钢材连接时，可采用与低强度钢材相适应的焊接材料。 8.2.2在设计中不得任意加大焊缝，避免焊缝立体交叉和在一处集中大量焊缝，同时焊缝的布置应尽可能对称于构件形心轴。 焊件厚度大于20mm的角接接头焊缝，应采用收缩时不易引起层状撕裂的构造。 注:钢板的拼接当采用对接焊缝时，纵横两方向的对接焊缝，可采用十字形交叉或T形交叉；当为T形交叉时，交叉点的间距不得小于200mm。 8.2.3对接焊缝的坡口形式，宜根据板厚和施工条件按有关现行国家标准的要求选用。8.2.4在对接焊缝的拼接处:当焊件的宽度不同或厚度在一侧相差4mm以上时，应分别在宽度方向或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于1：2.5的斜角(图8.2.4）;当厚度不同时，焊缝坡口形式应根据较薄焊件厚度按第8.2.3条的要求取用。 图8.2.4 不同宽度或厚度钢板的拼接 注：直接承受动力荷载且需要进行疲劳计算的结构，本条所指斜角坡度不大于1：4。 8.2.5当采用部分焊透的对接焊缝时，应在设计图中注明坡口的形式和尺寸，其计算厚度h (mm)不得小于`1.5sqrtt`,t(mm)为焊件的较大厚度。在直接承受动力荷载的结构中，垂直于受e 力方向的焊缝不宜采用部分焊透的对接焊缝。
8.2.6角焊缝两焊脚边的夹角a一般为90。“(直角角焊缝)。夹角a＞135。或a＜60。的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝(钢管结构除外)。 8.2.7角焊缝的尺寸应符合下列要求: 1角焊缝的焊脚尺寸h1(mm)不得小于1.5`sqrtt`,t(mm)为较厚焊件厚度(当采用低氢型碱性焊条施焊时，t可采用较薄焊件的厚度)。但对埋弧自动焊，最小焊脚尺寸可减小1mm；对T 形连接的单面角焊缝，应增加1mm。当焊件厚度等于或小于4mm时，则最小焊脚尺寸应与焊件厚度相同。 2角焊缝的焊脚尺寸不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍(钢管结构除外)，但板件(厚度为t)边缘的角焊缝最大焊脚尺寸，尚应符合下列要求: 1)当t≤6mm时，h f≤t； 2)当t＞6mm时，h f≤t-(l~2 )mm。 圆孔或槽孔内的角焊缝焊脚尺寸尚不宜大于圆孔直径或槽孔短径的1/3。 3角焊缝的两焊脚尺寸一般为相等。当焊件的厚度相差较大且等焊脚尺寸不能符合本条第1、2款要求时，可采用不等焊脚尺寸，与较薄焊件接触的焊脚边应符合本条第2款的要求；与较厚 焊件接触的焊脚边应符合本条第1款的要求。 4侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度不得小于8h f，和4Omm。 5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。若内力沿侧面角焊缝全长分布时，其计算长度不受此限。 8.2.8在直接承受动力荷载的结构中，角焊缝表面应做成直线形或凹形。焊脚尺寸的比例:对正面角焊缝宜为1:1.5长边顺内力方向)；对侧面角焊缝可为1:1。 8.2.9在次要构件或次要焊缝连接中，可采用断续角焊缝。断续角焊缝焊段的长度不得小于10h1，或50mm，其净距不应大于15t(对受压构件)或30t(对受拉构件),t为较薄焊件的厚度。 8.2.1O当板件的端部仪有两侧面角焊缝连接时，每条侧面角焊缝长度不宜小于两侧面角焊缝之间的距离；同时两侧面角焊缝之间的距离不宜大于16t(当t＞12mm)或190mm(当t≤12m
直角角焊缝连接的构造和计算
§3.3 直角角焊缝连接的构造和计算 一．定义 侧焊缝——焊缝轴线平行于力线； 端焊缝——焊缝轴线垂直于力线； 斜焊缝——焊缝轴线倾斜于力线。 二．直角角焊缝应力分析 大量试验结果表明，侧面角焊缝主要承受剪应力。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。 试验证明： 1．侧焊缝以45°“咽喉截面”破坏居多； 2．端焊缝的强度是侧焊缝强度的1.35～1.55倍。 规范规定：在焊缝计算时以侧焊缝强度为基准（w f f ）,端焊缝强度为1.22w f f ，斜焊缝强度为 。3 θ sin 12 w f -f 三．直角角焊缝的构造 t 1-(1~2) t 1 h f ≤1.2t min h f ≤ (当t 1＞6) (当t 1≤6)h f h f t 2 t 1 t 1 t 2 1．最小焊缝高度：fmin h =11.5t ，1t —较厚板件的厚度； 2．最大焊缝高度：2fmax 1.2t h =，2t —较薄板件的厚度； 对于贴边焊
当t ≤6mm 时，fmax h =t ； 当t >6mm 时，fmax h =t －（1～2）mm 要求：fmin h ≤f h ≤fmax h 3．最大焊缝长度：fmax l =60f h （静荷） fmax l =40f h （动荷） 若内力沿角焊缝全长分布，则计算长度不受此限； 4．最小焊缝长度：fmin l =8f h ≮40mm 要求：fmin l ≤f l ≤fmax l 5．搭接连接的构造要求 试验结果表明，连接的承载力与b/lw 有关。 要求： w b l ≤ 和 16 (1190 (12)t t m m b m m t m m >?
角焊缝的构造和计算
第三章连接 §3-3角焊缝的构造和计算 3.3.1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3.3.1）和斜角角焊缝（图3.3.2）。 直角角焊缝通常做成表面微凸的等腰直角三角形截面（图3.3.1a）。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3.3.1（b）所示的坦式，侧面角焊缝的截面则作成凹面式（图3.3.1c）。图中的hf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3.3.2）。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3.3.3b）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3.3.4）。低合金钢的试验结果也有类似情况。由图3.3.4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
角焊缝强度计算.
锅炉角焊缝强度计算方法 JB/T 6734-1993 中华人民共和国机械行业标准 JB/C 6734-1993 锅炉角焊缝强度计算方法 主题内容与适用范围 本标准规定了锅炉角焊缝强度计算方法 本标准适用于额定蒸汽压力大于2.5MYa固定式蒸汽锅炉锅筒,集箱和管道」_各种骨接 头连接焊缝和焊接到锅炉受压元件土受力构件的连接焊缝以及在制造,安装与运输过程中所 用受力构件的连接焊缝. 2名词术语及符号说明 2.1名词术语 2.1.1对接接头 两焊件端面相对平行的接头 2.1.2角接接头 两焊件端面问构成大于300,小于135'夹角的接头 2.1.3'r形接头 一焊件之端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头_飞 2.1.4搭接接头 两焊件部分重叠构成的接头, 2.1.5圆钢连接接头 两圆形焊件表面连接或一圆形焊件与一非国形焊件连接的接头) 2.1.6对接焊缝 在焊件的坡口面间或一焊件的坡口面与另一焊件表面间焊接的焊缝. 2.1.7角焊缝 沿两直交或近直交焊件的交线所焊接的焊缝 2.1.8正面角焊缝 焊缝轴线与焊件受力方向相垂直的角焊缝,见图2-1 2.1.9侧面角焊缝 焊缝轴线与焊件受力方向相平行的角焊缝,见图2-2 2.1.10纵向焊缝 沿焊件长度方向分布的焊缝. 2.1.11横向焊缝 垂直于焊件长度方向的焊缝. 机械工业部1993-08-21批准1993-10-01实施 1962 2.1.12环形焊缝 沿筒形焊件分布的头尾相接的封闭焊缝. 图2-1正面角焊缝图2-2侧面角焊缝 2.1.13承载焊缝 焊件上用作承受荷载的焊缝 2.1.14非承载焊缝
焊件上不CL接承受荷载,只起连接作用的焊缝,习惯上称联系焊缝. 2.1.15坡口深度 焊件开坡口时,焊件端部沿焊件厚度方向加_r掉的尺寸 2.1.16焊脚尺寸 在角焊缝横截面中画出的最大直角三角形中直角边的长度. 2.1.17焊缝计算厚度 设计焊缝时使用的焊缝厚度. 2.1.18焊缝计算长度 计算焊缝强度时使用的焊缝长度.封闭焊缝的计算长度取实际长度;不封闭焊缝的计算 长度,对每条焊缝取其实际长度减去l Omm 2.1.19焊缝计算厚度截面积 焊缝计算厚度与焊缝计算长度的乘积. 2.1.20全焊透型焊缝 焊缝在其连接部位的全厚度上,用熔敷金属充分连接,无未焊透的部位,见图2-3必 要时,全焊透型焊缝可用角焊缝进行加强 2.1.21部分焊透型焊缝 焊件在其连接部位的部分厚度上用熔敷金属连接,尚有未焊透的部位,见图2-4必要 时,部分焊透焊缝可用角焊缝进行加强. 2.2符号说明 G焊缝计算厚度,二; A—焊缝计算厚度截面积,例n2; b—耳板宽度,mm; bI—搭接焊横向焊缝长度,mm; b2—搭接焊纵向焊接长度,圆钢与钢板连接焊焊缝长度,二; b3.佑—弯头耳板尺寸,mm; F3,13,,B2- 'F形接头焊缝长度,mm; 1963 图2-3全焊透型焊缝 图2-4部分焊透型焊缝 .—横向耳板与集箱及耳板与弯头连接焊缝圆弧部分的弦长,mm; d—管接头装配前筒体上的开孔直径,二; 试)—管接头外径,mm; d,—管接头内径,mm; d,,d2—大,小圆钢直径,二; D;—筒体内径,mm; .—耳板与弯头连接焊缝直段部分的长度,,; 厂—管接头,T形接头坡口深度,二; F-集中力,N; FFy.,凡-.r , y,二方向上的集中力,N; h—耳板孔中心沿耳板高度方向到连接焊缝的距离,mm; hi, h2—耳板孔中心沿耳板高度方向至连接焊缝的最大和最小距离,二;
角焊缝的焊接既计算
第三章 连接 返回 §3-3 角焊缝的构造和计算 3.3.1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3.3.1）和斜角角焊缝（图3.3.2）。 直角角焊缝通常做成表面微凸的等腰直角三角形截面（图3.3.1a ）。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3.3.1（b ）所示的坦式，侧面角焊缝的截面则作成凹面式（图3.3.1c ）。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3.3.2）。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3.3.3b）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3.3.4）。低合金钢的试验结果也有类似情况。由图3.3.4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1.2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
角焊缝的构造和计算
3.3 角焊缝的构造和计算 3.3.1 角焊缝的形式和强度 角焊缝按其与作用力的关系可分为：正面角焊缝、侧面角焊缝、斜焊缝； 正面角焊缝：焊缝长度方向与作用力垂直； 侧面角焊缝：焊缝长度方向与作用力平行。 按其截面形式分：直角角焊缝(图3.10)、斜角角焊缝(图3.11)。 直角角焊缝通常焊成表面微凸的等腰直角三角形截面[图3.10(a)]。在直接承受动力荷载的结构中，为了减少应力集中，提高构件的抗疲劳强度，侧面角焊缝以凹形为最好。但手工焊成凹形极为费事，因此采用手工焊时，焊缝做成直线性较为合适[图3.10(a)]。当用自动焊时，由于电流较大，金属熔化速度快、熔深大，焊缝金属冷却后的收缩自然形成凹形表面[图3.10(c)]。为此规定在直接承受动力荷载的结构（如吊车梁）中，侧面角焊缝做成凹形或直线形均可。对正面角焊缝，因其刚度较大，受动力荷载时应焊成平坡式[图3.10(b)]，直角边的比例通常为1:1.5（长边顺内力方向）。 两焊脚边的夹角α>90°或α<90°的焊缝称为斜角角焊缝，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。 大量试验结果表明： 侧面角焊缝(图3.12)主要承受剪应力，塑性较好，弹性模量低（E=0.7×105～1×105N/mm2），强度也较低。由于传力线通过侧面角焊缝时产生弯折，因而应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈两端大中间小的状态，焊缝越长，应力分布不均匀性越显著。但在在接近塑性工作阶段时，产生应力重分布，可使应力分布的不均匀现象渐趋缓和。即分布不均匀，且不均匀程度随的增大而增加，破坏常在两端开始，再出现裂纹后很快沿焊缝有效截面迅速断裂
角焊缝的构造要求参考模板
角焊缝的构造要求 1焊接金属应与基本金属相适应，两种不同强度材料焊接时，可采用和低强度材料相适应的焊材。 2设计不能任意加大焊缝，避免在一处集中焊缝，同时焊缝的分布应尽可能对称于构件或杆件的重心，尽可能使焊缝和重心重合，否则要考虑其偏心的影响。 3钢板拼接时，纵横两方向的焊缝可采用十字交叉和T形交叉。当采用T形交叉时，交叉点不得小于200mm。4不同宽度或厚度的钢板对接，当一侧宽度或厚度相差4mm以上时，应从一侧或两侧制作成不大于1∶2.5的斜角。 5不焊透的对接缝，设计图中应注明坡口形式和尺寸，其有效厚度不小于1.5√t，t为较厚的焊件厚度。承受动荷载的结构，垂直于受力方向的焊缝不宜采用部分镕透的焊缝。 6角焊缝两焊脚边的夹角一般为90度，夹角大于135度或小于60度的斜角焊缝不宜作受力焊缝，钢管除外。 7角焊缝尺寸应符合以下要求： （1）hf(mm)不小于1.5√t，t为较厚的焊件厚度(mm);但对于自动焊可减小1mm，对T形连接的单面焊缝应增加1mm。 焊件厚度等于或小于4mm时，则最小焊脚尺寸应和焊件相同 角焊缝常用最小焊脚尺寸 (2)角焊缝的焊脚尺寸，除钢管外，不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍；板件边缘的角焊缝焊脚尺寸，尚应符合以下要求： ① t小于等于6mm时，hf小于等于t;
② t小于等于4mm时，hf小于等于t-(1~2mm.)； 与圆孔或槽孔内的角焊缝焊脚高尚不宜大于孔径或槽孔短径的1/3。 （3）角焊缝两焊脚尺寸一般应相等，当焊件厚度相差较大且不能符合本条（1）、（2）项要求时，可采用不同的焊脚高。此时与较薄焊件接触的焊脚边应符合（2）；而与较厚焊件相接触的焊脚边应符合（1）的要求。 （4）侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度不得小于8hf和40mm; (5) 侧面角焊缝的计算长度，对承受静荷载或间接承受动力荷载的连接，不宜大于60hf; 对承受动力荷载的连结，不宜大于40hf; 当超过上述数值时，其超过部分在计算中不予考虑。若内力沿侧面角缝全长分布时，其计算长度不受此限制。 8在直接承受动力荷载的结构中，角焊缝表面应做成直线或凹形；焊脚尺寸比例：对正面角焊缝宜为1∶1.5（长边顺内力方向）；对侧面焊缝可为1∶1。 9在次要结构或次要焊缝连接中，可采用断续角焊缝，断续角焊缝间的净距，对受压构件不应大于15t，对受拉构件不应大于30t。t为较薄构件厚度。 10当板件端部仅有侧面角缝连接时，每条侧角缝长度L W不宜小于两侧角缝间的距离b，同时b尚应符合以下要求： （1）当t大于12mm时，b小于16t; （2）当t大小于等于12mm时，b小于190。 t为较薄焊件厚度。当b不能满足上述要求时，可增加正面焊缝或槽焊、塞焊。 11设计直角槽焊缝和塞焊缝时，可根据下图所示的要求决定其孔径、间距和计算长度。 直角槽焊缝 （a）直角槽焊缝计算长度：lw=2l+2π (R-hf/4); （b）直角槽焊缝的孔径、间距：d≥3hf；且≥1.5t；
角焊缝强度计算
角焊缝强度计算 锅炉角焊缝强度计算方法JB/T 6734-1993中华人民共和国机械行业标准JB/C 6734-1993锅炉角焊缝强度计算方法主题内容与适用范围本标准规定了锅炉角焊缝强度计算方法本标准适用于额定蒸汽压力大于 2.5MYa 固定式蒸汽锅炉锅筒集箱和管道」_各种骨接头连接焊缝和焊接到锅炉受压元件土受力构件的连接焊缝以及在制造安装与运输过程中所用受力构件的连接焊缝.2 名词术语及符号说明2.1 名词术语2.1.1 对接接头两焊件端面相对平行的接头2.1.2 角接接头两焊件端面问构成大于 300小于 135夹角的接头2.1.3r 形接头一焊件之端面与另一焊件表面构 成直角或近似直角的接头_飞2.1.4 搭接接头两焊件部分重叠构成的接头2.1.5 圆钢连接接头两圆形焊件表面连接或一圆形焊件与一非国形焊件连接的接头2.1.6 对接焊缝在焊件的坡口面间或一焊件的坡口面与另一焊件表面间焊接的焊缝.2.1.7 角焊缝沿两直交或近直交焊件的交线所焊接的焊缝2.1.8 正面角焊缝焊缝轴线与 焊件受力方向相垂直的角焊缝见图 2-12.1.9 侧面角焊缝焊缝轴线与焊件受力方向相平行的角焊缝见图 2-22.1.10 纵向焊缝沿焊件长度方向分布的焊缝.2.1.11 横向焊缝垂直于焊件长度方向的焊缝.机械工业部 1993-08-21 批准 1993-10-01 实施19622.1.12 环形焊缝沿筒形焊件分布的头尾相接的封闭焊缝.图 2-1 正面角焊缝图 2-2 侧面角焊缝2.1.13 承载焊缝焊件上用作承受荷载的焊缝2.1.14 非承载焊缝焊件上不 CL 接承受荷载只起连接作用的焊缝习惯上称联系焊缝.2.1.15 坡口深度焊件开坡口时焊件端部沿焊件厚度方向加_r 掉的尺寸2.1.16 焊脚尺寸在角 焊缝横截面中画出的最大直角三角形中直角边的长度.2.1.17 焊缝计算厚度设计焊缝时使用的焊缝厚度.2.1.18 焊缝计算长度计算焊缝强度时使用的焊缝长度.封闭焊缝的计算长度取实际长度不封闭焊缝的计算长度对每条焊缝取其实际长度减去 l Omm2.1.19 焊缝计算厚度截面积焊缝计算厚度与焊缝计算长度的乘积.2.1.20 全焊
角焊缝的质量等级是如何划分的
角焊缝的质量等级是如何划分的？为什么抗拉，抗压，抗剪强度没有按等级区别开来？ 角焊缝是按受力状态由计算得出所需的高度及长度，无需进行分级。 角焊缝绝大多数情况都是三级焊缝，只有有非常特殊要求时才提高到二级（很少），钢结构规范7.1中有详细说明，角焊缝只受剪力，因此只有一个值 概念上的错误：角焊缝不分质量等级，只有对接焊缝才分质量等级。 因之所以分质量等级，它是为了保证强度。 角焊缝为达到强度，可以通过增加焊脚高度来实现。 一般认为，对接焊缝能达到等强。事实上它是通过控制其质量等级来实现的。一，二级检验的焊缝不但通过外观检查，而且通过X光或r射线检查； 三级只要通过外观检查。 另外，一二级质量的对接焊缝，抗拉弯的强度为200MPA 三级质量等级的为170MPA T型角焊缝（很多梁的端头板）有图纸说明和探伤的通常是坡口焊加角焊缝且背面清根，此焊缝一板为二级，探20% 绝大多数角焊缝都是三级焊缝,只做外观检查.一二级焊缝都需要无损探伤,而角焊
缝因为母材搭接而成,本身就有缝,做无损探伤不现实.故只能做三级焊缝对待.设计上有特殊要求的,如某些端板,或是吊车梁腹板和翼缘板连接处,这些部位受力复杂,故要求完全熔和,故要求一级或二级焊缝质量标准.其实这些部位焊缝已经不能算是角焊缝了,算是对接焊缝还差不多. 严格来讲角焊缝质量等级只能是3级，没有1，2级的说法，只是在某写情况下对其外观要求达到1，2级焊缝标准，是比较而言，不是说角焊缝要求1，2级，更不能说角焊缝质量等级有1，2级。原因如楼上所述！ 从设计强度的角度说：规范将焊缝分为对接焊缝和角焊缝两种，对接焊缝有分为一、二、三级对应不同的设计强度；角焊缝并未分级只有一个设计强度，并且其设计值远远低于同级别的母材，所以楼上这位的观点应该没有根据。 从施工检测的角度说：一、二级焊缝没有本质的区别，仅仅是抽检比例的不同，一级要求100％，二级要求20％；三级不要求探伤。因而较为重要的部位都要求二级焊缝，必须探伤。 规范同时提出角焊缝可根据实际需要选取为二级焊缝，这里我觉得有些矛盾， 角焊缝不存在分级问题，只有全熔透焊缝才存在分级问题。