焊縫設計原則.第一頁，共16頁。工作焊縫必須進行焊縫強度計算；聯系焊縫則需考慮經濟性而減小、減短焊縫；具有雙重性的焊縫，既有工作應力又有聯系應力，則只計算工作應力，而不考慮聯系應力；聯系焊縫：焊縫與被連接件是并聯的，它傳遞很小的載荷，主要起元件之間的相互聯系的作用，焊縫一旦斷裂，結構不會立即失效，其應力稱為聯系應力。焊縫設計原則第二頁，共16頁。2、焊接接頭形式選擇焊接接頭形式可以分為：對接接頭；搭接接頭；T形接頭；角接接頭。焊縫設計原則不同的接頭形式承載能力和應力分布情況不同。第三頁，共16頁。(1)對接接頭：兩焊件同在一個平面上焊接而成的接頭。特點：應力集中相對較小，能承受較大的靜載荷和較高的疲勞交變載荷。注意：板厚不同,應將厚板削薄后對接。L≥3（δ2-δ1）Lδ2δ1δ2δ1L/2×√焊縫設計原則第四頁，共16頁。(2)搭接接頭：兩焊件相互錯疊，在焊件端頭進行焊接的接頭。特點：應力分布不均勻，疲勞強度較低；焊前準備和裝配工作比對接接頭簡單；橫向收縮量比對接接頭小；適用于被焊結構的狹小處以及密閉的焊接結構。焊縫設計原則第五頁，共16頁。(3)T形接頭：兩焊件相互垂直，在交角處進行焊接的接頭。特點：應力分布不均勻，雖然承載能力低，但能承受各種方向的力和力矩，是比較理想的焊接接頭形式。注意：T形接頭應避免采用單面角焊縫。焊縫設計原則第六頁，共16頁。(4)角接接頭：兩焊件邊緣相互垂直，在頂端邊緣上進行焊接的接頭。角接接頭常用于箱形結構，常用的角接頭如下圖：特點：承載能力低，但能承受各種方向的力和力矩。焊縫設計原則第七頁，共16頁。(1)坡口作用：主要是增大熔深，提高焊縫截面的有效厚度。3、坡口的設計以對接Y形坡口為例：坡口角度α：35～60°，α太大增加加工余量、焊接成本和變形；鈍邊高度p：需要熔透時一般為1～3mm；根部間隙b：保證鈍邊熔透，一般2～4mm，過大容易形成虛焊；坡口深度H：根據需要的焊縫厚度來設定。焊縫設計原則第八頁，共16頁。(2)坡口形式：對接焊縫的焊接邊緣可分為卷邊、平對或加工成V形、X形、K形和U形等。方形對接：無間隙適合于板厚小于3mm；有間隙或帶墊板的對接適合于厚小于16mm。加工的經濟性最好。單面V型：適合于板厚在16mm左右；雙面V型：適合于板厚在在32mm以下；單面U型：加工難度增加，但比單V型坡口節省焊接材料；雙面U型：加工難度增加，但比雙V型坡口節省焊接材料；卷邊焊縫I形坡口焊縫設計原則第九頁，共16頁。角焊縫的坡口形式主要有以下3種：根據受力情況決定是否需要焊透：圖a為不開坡口的焊縫，加工的經濟性最好；對于較厚的板，可采用圖b所示K形坡口，這樣做比不開坡口用大尺寸的角焊縫經濟，而且疲勞強度高；對要求完全焊透的丁字接頭，采用半V形坡口從一面焊，焊后清根焊滿，如圖c，比采用K形坡口施焊可靠。abc焊縫設計原則第十頁，共16頁。經濟性原則：在滿足強度要求的前提下，選擇合理的接頭和坡口，減少焊材的填充量，提高焊接效率。考慮坡口加工：優先選擇便于加工的坡口，如V形、X形。U形和雙U形坡口，加工相對困難。避免焊接缺陷：采用不適當的坡口形式容易產生焊接缺陷。比如：坡口角度過大，致使焊接熱輸入大，工件變形；鈍邊過高，不能完全熔透，殘留的鈍邊即成了缺陷源。焊縫設計原則(3)坡口設計原則：第十一頁，共16頁。(1)對接焊縫的有效厚度S如下圖：4、焊縫大小的的設計S根據焊縫強度要求設計，同時考慮經濟性；重要焊縫應當采取等強原則，S=δ(較薄板厚)

。焊縫設計原則第十二頁，共16頁。(2)角焊縫的焊腳尺寸K的設計說明：隨著h/k比率的增加，焊縫承受橫向應力的能力相應增加，直到比率為2.75為止。等邊角焊縫：a=0.707K非等邊角焊縫：根據有效截面大小選擇焊腳尺寸。焊腳尺寸K與焊縫有效截面大小a的關系如下圖：焊縫設計原則第十三頁，共16頁。焊腳尺寸K與板厚δ：如圖雙面等邊角焊縫：若δ1＜δ2，則a1+a2≥δ1即0.707(K1+K2)≥δ1美國鋼結構學會AISC-1.17.6規定：厚度小于1/4寸（6.35mm）的材料，沿端邊起最大K可以與材料厚度相等；厚度等于或大于1/4寸的材料，沿端邊起最大垂直K比材料厚度要小1/16寸（1.6mm），在圖紙上特別規定要求焊縫獲得全厚度焊縫高的除外。焊縫設計原則第十四頁，共16頁。焊縫設計原則最小焊腳尺寸母材厚度(mm)最小焊腳尺寸(mm)≤63mm6～125mm12