焊接强度计算
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刀片焊接强度计算
刀片焊接强度计算
刀片焊接强度计算是一种常用的机械加工方法，用于将刀片与刀杆焊接在一起。
在进行刀片焊接时，需要考虑焊接强度是否足够，以确保焊接部位能够承受加工时的负荷。
刀片焊接强度计算是通过计算焊接接头的强度来评估焊接质量是否符合要求。
刀片焊接强度计算的关键在于确定焊接接头的几何形状和材料
性质。
通常，焊接接头的几何形状分为直角焊缝、V型焊缝、U型焊缝等。
不同的焊缝形状对焊接强度的影响也不同。
材料性质包括焊接材料的强度、韧性和塑性等。
计算刀片焊接强度时，需要考虑多个因素，包括焊接接头的长度、宽度和厚度，焊接材料的强度和韧性等。
常用的计算方法包括拉力试验、弯曲试验和剪切试验等。
通过这些试验，可以得出焊接接头的抗拉强度、抗弯强度和剪切强度。
刀片焊接强度计算是一项重要的工程技术，对于确保机械加工质量和生产效率具有重要意义。
在进行刀片焊接时，需要根据实际情况选择合适的焊接接头形状和材料，并进行严谨的计算和测试，以确保焊接接头的强度符合要求。
- 1 -。
焊接强度计算知识
各种焊接接头都有不同程度的应力集中，当母材具有足够的塑性时，结构在静开车破坏之前就有显著的塑性变形，应力集中对其强度无影响。
例如，侧面搭接接头在加载时，如果母材和焊缝金属都有较好的塑性，其切应力的分布是不均匀的，见图29。
继续加载，焊缝的两端点达到屈服点σs，则该处应力停止上升，而焊缝中段各点的应力因尚未达到σs，故应力随加载继续上升，到达屈服点的区域逐渐扩大，应力分布曲线变平，最后各点都达到σs。
如再加载，直至使焊缝全长同时达到强度极限，最后导致破坏。
36 什么是工作焊缝？什么是联系焊缝？焊接结构上的焊缝，根据其载荷的传递情况，可分为两种：一种焊缝与被连接的元件是串联的，承担着传递全部载荷的作用，一旦断裂，结构就立即失效，这种焊缝称为工作焊缝，见图30a、图30b，其应力称为工作应力。
另一种焊缝与被连接的元件是并联的，仅传递很小的载荷，主要起元件之间相互联系的作用，焊缝一旦断裂，结构不会立即失效，这种焊缝称为联系焊缝，见图30c、图30d，其应力称为联系应力。
设计时，不需计算联系焊缝的强度，只计算工作焊缝的强度。
37 举例说明对接接头爱拉（压）时的静载强度计算。
全焊透对接接头的各种受力情况见图31。
图中F为接头所受的拉（压）力，Q为切力，M1为平面内弯矩，M2为垂平面弯矩。
受拉时的强度计算公式为Fσt＝───≤〔σ′t 〕Lδ1F受压时的强度计算公式为σα＝───≤〔σ′α 〕Lδ1式中F——接头所受的拉力或压力（N）；L——焊缝长度（cm）；δ1——接头中较薄板的厚度（cm）；σ——接头受拉（σt）或受压（σα）时焊缝中所承受的应力（N/cm2）㈠〔σ′t 〕——焊缝受拉时的许用应力（N/cm2）〔σ′α〕——焊缝受压时的许用应力（N/cm2）计算例题两块板厚为5mm、宽为500mm的钢板对接焊在一起，两端受28400N的拉力，材料为Q235-A钢，试校核其焊缝强度。
解：查表得〔σ′t 〕=14200 N/cm2。
焊接强度计算公式
焊接强度计算公式焊接强度计算公式是用来计算焊接件的强度，也就是焊接件在一定力作用下能够承受的最大拉力值。
这个公式通常采用负荷分配原理，做出的假设是：当焊接件受到一定的拉力时，上下两端的焊缝处会产生一定的应力，并且应力随着有效焊缝长度的增加而增加，而焊缝的应力分布是等差的。
根据上述假设，焊接强度计算公式可以表示为：Fw = (π/4)K(t0/L)2σb其中：Fw——焊接件的最大拉力；K——负荷分配因子，一般取值在1.5~2之间；t0——焊缝的有效厚度；L——焊缝的有效长度；σb——焊缝的最大应力强度。
根据此公式可以得出，焊接件的强度主要取决于三个因素：负荷分配因子K、焊缝的有效厚度t0和有效长度L。
负荷分配因子K是用来衡量焊缝上下端处应力分布的等差性，例如，K=1.5表示焊缝上下端处的应力分布是等差的，K=2表示焊缝上下端处的应力分布是等比的，K=1表示焊缝上下端处的应力分布是均匀的。
焊缝的有效厚度t0是指焊缝内部的有效截面积，一般情况下，t0取决于焊缝的实际厚度和焊材的性能，例如，当焊缝的实际厚度为6mm时，t0可以计算出在该厚度下焊材的有效截面积，而对于不同的焊材，其有效截面积是不同的，因此t0的取值也不同。
焊缝的有效长度L是指焊缝内部的受力长度，一般情况下，L取决于焊接件的设计尺寸，例如，当焊接件的设计尺寸为100mm时，L可以计算出在该尺寸下焊缝的受力长度。
焊缝的最大应力强度σb是指焊缝内部的最大应力强度，一般情况下，σb取决于焊接件的材料性能及焊材的性能，例如，当焊接件为钢材时，σb可以计算出在该材料下焊材的最大应力强度，而对于不同的焊材，其最大应力强度是不同的，因此σb的取值也不同。
总之，焊接强度计算公式是用来计算焊接件的强度，它的最终结果主要取决于负荷分配因子K、焊缝的有效厚度t0和有效长度L以及焊缝的最大应力强度σb。
焊缝强度计算例题
焊缝强度计算例题焊缝强度计算是确定焊接接头的机械性能的重要手段之一，它可以帮助工程师评估焊接接头的耐久性和可靠性。
下面将给出一些与焊缝强度计算相关的参考内容。
1. 焊接接头的分类：焊接接头一般可分为角焊缝、对接焊缝、搭接焊缝、搭接对接复合焊缝等。
不同类型的焊缝在强度计算时需要采用不同的方法。
2. 焊缝的强度评估标准：针对不同类型的焊缝，有不同的强度评估标准。
例如，对于角焊缝，可以采用焊缝拉伸强度来评估其强度；对于对接焊缝，可以通过计算焊脚强度来评估其强度。
3. 强度计算公式：焊缝强度计算通常采用经验公式或者规范提供的计算方法。
例如，对于角焊缝的强度计算，可以使用以下公式：强度= A × σ式中，A为焊缝的截面面积，σ为焊缝材料的抗拉强度。
4. 材料力学性能参数的确定：焊缝强度计算中需要用到材料的力学性能参数，如抗拉强度、屈服强度等。
这些参数可以通过材料试验或者参考相关材料标准来获得。
5. 影响焊缝强度的因素：焊缝强度不仅与焊接材料的性能有关，还受到焊接工艺和焊接质量的影响。
因此，在焊缝强度计算时，还需要考虑焊接质量、焊缝形状和尺寸等因素。
6. 焊缝强度的安全系数：在焊缝强度计算中，一般会引入安全系数来考虑计算误差和不确定性因素。
不同的应用场景和材料要求可能有不同的安全系数。
7. 相关焊缝标准和规范：在焊缝强度计算过程中，参考相关的焊缝标准和规范是非常重要的。
例如，美国焊接学会（American Welding Society，AWS）和国际焊接工程师协会（International Institute of Welding，IIW）等都提供了相关的标准和规范。
总之，焊缝强度计算是保证焊接接头质量和可靠性的重要环节。
通过参考适当的标准和规范，结合实际工程要求和材料性能，合理计算焊缝强度，可以确保焊接接头的安全性和稳定性。
各类焊缝连接的强度计算
各类焊缝连接的强度计算焊缝是一种将金属材料通过熔化和凝固来连接的工艺。
焊接连接的强度是判断焊缝质量的重要指标之一，也是确保焊接结构安全可靠的关键因素之一、下面将介绍不同类型焊缝连接的强度计算方法。
1.纵向接头焊缝强度计算方法纵向接头焊缝是指在连接件的纵向方向上进行焊接。
若焊缝的宽度为b，其强度计算方法如下所示：强度=焊缝截面积×焊缝的强度焊缝截面积=焊缝宽度×连接件的长度焊缝的强度可以通过实验得出，一般根据焊缝的类型和焊接材料的强度来确定。
2.横向接头焊缝强度计算方法横向接头焊缝是指在连接件的横向方向上进行焊接。
横向接头焊缝的强度计算方法与纵向接头焊缝类似，只是焊缝的宽度和连接件的长度需要根据具体情况来确定。
3.对接焊缝强度计算方法对接焊缝是将两个平行连接件通过焊接进行连接。
对接焊缝的强度计算方法一般采用连接件的孔边有效长度来进行计算。
孔边有效长度是指连接件孔边与焊缝的距离。
对于不同类型的对接焊缝，可以根据实验得到的结果或者理论计算的方法来确定焊缝的强度。
4.角接焊缝强度计算方法角接焊缝是将两个连接件按照一定的角度进行焊接。
角接焊缝的强度计算方法与对接焊缝类似，也是采用连接件的孔边有效长度来进行计算。
需要注意的是，上述计算方法是根据焊缝的形状和连接件的尺寸来确定的，对于具体的焊缝强度计算，还需要考虑材料的物理性质、焊接工艺参数等因素。
此外，还可以通过有限元分析等数值模拟方法来计算焊缝连接的强度。
这种方法可以更真实地模拟焊接过程和焊缝的行为，得到更准确的强度预测结果。
综上所述，焊缝连接的强度计算需要考虑多个因素，包括焊缝形状、连接件尺寸、焊接材料的强度、物理性质和焊接工艺参数等。
正确的强度计算方法可以确保焊接结构的安全性和可靠性。
S3焊接接头的强度计算
焊缝位置
焊缝位置应避免在应力集中区域， 如开孔、转角等处，以减小焊接 过程中和焊后产生的应力，提高 接头强度。
焊缝尺寸
焊缝尺寸过小可能无法满足接头 承载要求，过大则可能造成材料 浪费和性能下降。应根据实际需 求选择合适的焊缝尺寸。
材料特性
母材成分
母材的化学成分直接影响其可焊性和焊接接头的性能。对 于高碳钢、合金钢等材料，需采用特殊的焊接工艺和焊材， 以确保接头强度。
焊接电压
焊接电压对焊缝的宽度和深度有一定影响，进而影响接头 强度。电压过低，焊缝窄而深；电压过高，焊缝宽而浅， 均可能降低接头强度。
预热和后热处理
对于某些高强度钢材，预热和后热处理可以减小焊接过程 中的应力，防止裂纹产生，提高接头强度。
接头设计
坡口形式
合理的坡口设计可以减小焊接难 度，提高焊缝质量，进而影响接 头强度。坡口角度、深度和间隙 等参数应根据材料特性和焊接工 艺进行选择。
总结词
实验法是通过实验测试来获取焊接接头的实际强度，通过对比实验数据和理论计算结果来验证理论模型的准确性。
详细描述
实验法是通过制作焊接接头试样，在试验机上进行拉伸、压缩、弯曲等实验，测量焊接接头的实际承载能力。实 验结果可以与理论计算结果进行对比，以验证理论模型的准确性。实验法适用于各种复杂的焊接接头形式，但需 要耗费大量时间和资源，因此在实际工程中应用较少。
S3焊接接头的强度计算
目录
• S3焊接接头的基本概念 • S3焊接接头的强度计算方法 • S3焊接接头强度的影响因素 • S3焊接接头强度的标准与规范 • S3焊接接头强度计算的案例分析
01 S3焊接接头的基本概念
S3焊接接头的定义
01
S3焊接接头是指使用S3材料进行 焊接形成的连接部位，通常用于 机械、建筑、船舶等领域的结构 连接。
工字钢焊接强度验算
工字钢焊接强度验算M max ——使截面达到材料设计强度的计算截面弯矩2、三级焊缝达到设计强度的弯矩计算三级的抗拉对接焊缝强度设计值为2/185mm N f w t =2/185mm N W M==σM=185N/mm 2×325×103mm 3=60.125KN.m 3、加强钢板截面尺寸计算焊缝对截面抵抗的削弱在腹板处和翼缘板处，由于施工中对翼缘板处平整的要求，一般不在翼缘板处加强，因此在腹板两边添加加强钢板来弥补焊缝对截面的削弱。
由于截面的弯矩抵抗力主要是由截面尺寸来提供，所以计算选取在腹板处焊接两片170mm 高，8mm 厚的钢板来加强。
截面几何性质计算：431.4225212178.03570cm I x =⨯⨯+=3max 1.384111.4225cm y I W x x ===2/185mm N W M==σ当焊接加强钢板后抵抗弯矩：M=185N/mm 2×384.1×103mm 3=71.058KN.m 对接焊缝使母材抵抗弯矩减小值： 69.875KN.m －60.125KN.m=9.75 KN.m 加强钢板焊接后抵抗弯矩增加值： 71.058KN.m －60.125KN.m=10.93 KN.m所以当腹板增加加强钢板后，截面的抵抗弯矩增大了10.93KN.m ，大于由对接焊缝引起的母材抵抗弯矩减小值9.75 KN.m ，满足截面最大应力的要求并与母材截面强度相同。
4、焊缝强度计算工字钢对接处在弯矩和剪力的组合作用下，使得各处应力值小于焊缝强度设计值来保证焊缝的长度满足要求，当临近焊缝处母材应力达到设计强度时焊缝刚好破坏的临界状态，以确定焊缝最小长度和最小的有效截面面积。
拟采用两块高170mm×长100mm×厚8mm 的Q235钢对I22b 的工字钢进行周边焊，验算焊缝的抗拉强度能否达到抗拉强度设计要求。
正面角焊缝（作用力垂直于焊缝长度方向）2/3.624)52170(57.08.4652)185215(mm N l h N w e f =⨯⨯-⨯⨯⨯-==σ侧面角焊缝（作用力平行于焊缝长度方向）2/8.1104)52100(57.08.4652)185215(mm N l h N w e f =⨯⨯-⨯⨯⨯-==τ在各种力综合作用下，需满足22fff τβσ+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛wf f ≤222222/160/1228.11022.13.62mm N mm N f ff ≤=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛τβσ计算结果满足要求。
对接焊缝的强度计算方法和焊接强度计算方法是一样的
焊接强度计算方法概述
焊接强度计算方法是指在设计和施工中，根据焊接构件的工作条件和材料特性，计算焊接接头的强度的方法。
焊接强度计算方法主要包括对接焊缝和角焊缝的强度计算方法。
对接焊缝的强度计算方法和焊接强度计算方法是一样的。
对接焊缝是指在两个钢板之间通过焊接方式连接的一种结构形式。
对接焊缝的强度计算方法主要包括以下步骤:
1. 确定焊接构件的工作条件，包括工作温度、工作压力、介质等。
2. 根据焊接构件的工作条件，选择合适的材料和焊接方法。
3. 计算焊接接头的截面面积和焊缝长度。
4. 根据材料的力学性能和焊接工艺参数，计算焊接接头的强度。
角焊缝的强度计算方法和对接焊缝的强度计算方法类似。
角焊缝是指在两个钢板之间通过角焊方式连接的一种结构形式。
角焊缝的强度计算方法主要包括以下步骤:
1. 确定焊接构件的工作条件，包括工作温度、工作压力、介质等。
2. 根据焊接构件的工作条件，选择合适的材料和焊接方法。
3. 计算焊接接头的截面面积和焊缝长度。
4. 根据材料的力学性能和焊接工艺参数，计算焊接接头的强度。
在实际应用中，焊接强度计算方法需要考虑许多因素，如材料的强度、塑性、韧性等，以及焊接工艺参数的影响。
焊缝强度、定额计算.
焊缝的强度、定额计算二 焊缝的强度计算角焊缝的计算断面，在角焊缝截面的最小高度上，其值等于内接三角形高度a （计算高度）。
K Ka7.02= 余高和个量熔深对接头强度没有影响，对埋弧焊CO 2气保护的熔深较大应考虑。
计算断面：δ=（K+P ）cos45° 当K ≤8mm δ可取等于K 当K ＞8mm 可取P=3mm ⑴ 对接接头的静载荷强度计算a 不考虑焊缝的的余高（基本金属的强度即为焊缝的强度，计算公式通用）b 焊缝的计算长度=实际长度c 计算厚度时取薄板一侧d 焊缝金属的许用应力与基本金属相等，不必进行强度计算 A 受拉或受压受拉时 []'≤=t L Ft σδσ1 受压时 []'≤=p L Fp σδσ1F ：接头所受的拉力或压力（N ） L ：焊缝长度(mm)δ1 接头中较薄板的厚度σt 、σp 接头受拉或受压焊缝中所承受的应力（Mpa ） ［σt ′］焊缝受拉或弯曲时的许用应力（Mpa ） ［σp ′］焊缝受压时的许用应力（Mpa ） 例1：两块板厚5mm ，宽为500mm 的钢板，对接在一起，两端受到284000N 拉力，材料为Q235-A ，［σt ′］=142MPa ，试校核其焊缝强度？已知：δ=5mm ，焊缝长度L=500mm ，F=28400N ，［σt ′］=142MPa ，求σt ＜［σt ′］ 解：[]Mpa t Mpa ＜L F t 1426.11355002840001='=⨯==σδσ∴该对接接头焊缝强度满足要求，结构工作是安全的注：1)单位化为mm ；2）应有校核的结论Bτ:接头焊缝中所承受的切应力（Mpa ） Q ： 接头所受的剪切力［τ′］：焊缝许用的剪切应力（Mpa ） 例2两块板厚为10mm 的钢板对接，焊缝受到29300N 的切力，材料为Q235，试设计焊缝的长度？已知：δ1=10mm ，Q=29300N ，［τ′］=98 Mpa 。
冶金钢结构计算规则
冶金钢结构计算规则
冶金钢结构计算规则主要涉及以下几个方面的计算：
1. 重量计算：根据钢结构的体积和密度计算其重量，公式为重量 = 体积× 密度。
2. 承载能力计算：根据钢结构的受力情况，计算其承载能力。
计算公式为承载能力 = 截面积× 抗拉强度× 安全系数。
3. 刚度计算：计算钢结构在受力作用下的变形量，公式为变形量 = 弹性模量× 截面惯性矩 / 长度。
4. 稳定性计算：根据钢结构的稳定性要求，计算其临界承载力和实际承载力之间的关系。
计算公式为稳定性 = 临界承载力 / 实际承载力。
5. 焊接强度计算：根据焊接材料的抗拉强度和焊缝截面积，计算焊接强度。
计算公式为焊接强度 = 抗拉强度× 截面积 / 安全系数。
6. 变形计算：根据钢结构的受力情况和结构特点，计算其变形量。
计算公式为变形量 = 力× 长度 / (截面积× 弹性模量)。
以上是冶金钢结构计算规则的主要内容，具体的计算方法和公式可能因不同的标准和规范而有所不同。
在实际应用中，应根据具体的标准和规范要求进行计算。
《焊接强度计算》课件
确定焊接接头的强度 计算焊接接头的应力 确定焊接接头的变形
确定焊接接头的疲劳寿命 确定焊接接头的失效模式 确定焊接接头的优化设计
焊接强度计算公式的局限性
公式只适用于理想状态，实际焊接过程中存在各种因素影响 公式无法考虑焊接过程中的温度变化和应力分布 公式无法预测焊接过程中的裂纹和变形 公式无法考虑焊接材料的物理和化学性质对焊接强度的影响
焊接强度计算在工程实践中的应用前景
焊接强度计算在结构设计 中的应用
焊接强度计算在材料选择 和优化中的应用
焊接强度计算在焊接工艺 优化中的应用
焊接强度计算在焊接质量 控制中的应用
焊接强度计算在焊接设备 研发中的应用
焊接强度计算在焊接技术 培训中的应用
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汇报人：PPT 汇报时间：20X-XX-XX
不锈钢的焊接方法：TIG焊、 MIG焊、激光焊等
不锈钢的焊接强度计算方法： 采用有限元分析、实验测试
等方法进行计算
不锈钢的焊接强度影响因素： 材料、焊接方法、焊接参数、
焊接环境等
不锈钢的焊接强度提高方法： 优化焊接工艺、选用合适的
焊接材料等
实例三：铝及其合金的焊接强度计算
铝及其合金的物理特性
铝及其合金的焊接方法
焊接强度计算概述
焊接强度的概念
焊接强度：焊接 接头在载荷作用 下抵抗破坏的能 力
影响因素：材料、 焊接工艺、焊接 参数等
重要性：保证焊 接结构的安全性 和可靠性
计算方法：理论 计算、实验测定、 数值模拟等
焊接强度计算的意义
确保焊接结构的安全性和 可靠性
提高焊接结构的使用寿命 和性能
降低焊接结构的制造成本 和维护费用
焊接接头的设计与强度计算
焊接接头的设计与强度计算焊接接头作为一种常用的联接方式，在结构设计和强度计算中具有重要的地位。
本文将探讨焊接接头的设计原则以及强度计算的方法。
一、焊接接头的设计原则焊接接头的设计应遵循以下原则：1.材料的选择焊接接头所使用的材料应根据工程要求进行选择。
在选择材料时需考虑到接头所处环境的工作温度、腐蚀性等因素，以确保接头的耐久性和可靠性。
2.结构形式的选择根据工程需求，选择适合的焊接接头结构形式。
常见的焊接接头结构包括对接接头、搭接接头、角接接头等。
需要根据结构的受力情况选择合适的结构形式。
3.焊接参数的确定焊接参数的选择对焊接接头的质量和强度具有重要影响。
应根据材料的性质、焊接方法以及工作环境等因素来确定焊接参数，以保证焊接接头的强度和耐久性。
4.几何尺寸的设计焊接接头的几何尺寸设计应符合设计要求。
包括接头的长度、宽度、厚度等尺寸的确定，需要根据接头所承受的受力情况和应力分布进行合理的设计。
5.焊接缺陷的控制焊接接头的质量受到焊接缺陷的影响。
因此，在设计焊接接头时，要合理控制焊接缺陷的产生，采取相应的措施来减少焊接缺陷对接头强度的影响。
二、焊接接头强度计算的方法焊接接头的强度计算需要考虑以下几个方面的因素：1.焊缝的强度焊缝的强度是焊接接头强度计算的重要指标。
焊缝的强度与焊接方法、焊缝形状以及材料的物理性质等因素相关。
常见的焊缝强度计算方法包括应力分析法、变形分析法和有限元分析法等。
2.爆破力的计算焊接接头在受到外力作用时会产生爆破力，爆破力的大小影响着接头的强度。
爆破力的计算需要考虑材料的弹性模量、接触面积以及受力情况等因素。
3.承载能力的估计焊接接头的承载能力即接头在工作条件下所能承受的最大荷载。
承载能力的估计需要考虑接头的几何形状、材料的物理性质以及焊接质量等因素。
4.疲劳寿命的计算焊接接头在长时间工作条件下会受到循环载荷的作用，容易产生疲劳破坏。
疲劳寿命的计算需要根据接头的几何形状、材料的疲劳性能以及工作条件等因素进行评估。
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受扭矩的接头强度计算
① 矩形截面构件的接头 若开坡口四周全焊，接头的 最大切应力按下式计算：
τ max
Mn = 2 ⋅ Z ⋅ (h − Z )( B − Z )
若不开坡口四周全部角焊， 接头的最大切应力为：
τ max
Mn = 2 × 0.7 ⋅ K (h + 0.7 K )( B + 0.7 K )
受弯矩联接接头的强度计算
① 若构件同时承受弯矩M和轴向力N时，焊缝中应 力分别求出和，由于两者方向相同，所以合成应 力： τ 合 = τ N + τ M ② 若构件同时承受横向力P和轴力N时，则要同时 考虑弯矩M=P·L和轴向力N及剪切力Q=P的作用。 由于构件承受切力Q时，只是腹板承受的，故切 力只由联接腹板的焊缝承受，并设切应力沿焊缝 均匀分布。计算联接的焊缝强度时，应验算两个 位置的合应力： 一个是盖板外侧受拉 M N y max + ≤ [τ ' ] 的焊缝的合成应力： τ 合 = Ix 0 .7 K ⋅ L 另一个是腹板立焊缝 M h N τ合 = ( ⋅ + ) 2 + τ θ2 ≤ [τ ' ] 端点的合成应力： I x 2 0.7 K ⋅ l
② 单面焊的正面、侧面联合 塔接焊缝的强度公式：
P τ= = ≤ [τ ' ] α ⋅ ∑ l 0.7 K ⋅ ∑ l
P
受弯矩的搭接接头计算
2.受弯矩的搭接接头计算 方法有三种： ① 分段计算法：
τ=
M h2 0.7 K [l (h + K ) + ] 6
② 轴惯性矩计算法 最大切应力： M τ max = ⋅ y max ≤ [τ ' ] IX
载荷平行于焊缝丁字接头强度计算
① 由于产生最大应力的危险点在 焊缝的最上端，同时受有两个切 应力的作用，一个是由 M = P ⋅ L 引起的 τ M ，另一个由Q=P引起的， τ M τ θ 和 τ Q 相互垂直 2 2 τ ，所以该点的合成应力为： 合 = τ M + τ Q ≤ [τ ' ] ② 若开坡口并焊透，其强度按对接接头计算，焊缝 金属截面等于母材截面（F= δ · h）,若不开坡口 时，按下式计算：⎧ τ M = S ⋅ P ⋅ L
[注]：对于未焊透的对接接头，上述各式中应将δ 中 [σ [σ 、 减去未焊透深度，l取实际焊缝长度， l' ]、 a' ] [τ ]分别 是焊缝许用拉、压、切应力。
搭接接头的静载强度计算
1.受拉、压的塔接接头 ① 单面焊、正面或侧面塔接 焊缝的强度公式：
P P τ= = ≤ [τ ' ] α ⋅ l 0.7 Kl
焊接接头的强度计算 Intensity calculation of welding joint
重点：1.焊接接头的应力集中 2.焊接接头的应力分布 3.焊缝静载强度计算 难点：1.焊接接头的应力分布 2.焊缝静载强度计算
1.焊接接头的应力集中
1 应力集中的概念 1.1定义 由于焊接的形状和焊缝布置的特点，焊接 接头工作应力的分布是不均匀的，其最大 应力σ max 比平均应力值 σ m高，这种情况称 应力集中。
电弧焊接接头的静载强度计算
M 1 6M 1 = 2 ≤ [σ l' ] 而内弯：σ 1 = W1 δ ⋅ l
M 2 6M 2 垂直弯：σ 2 = = ≤ [σ l' ] W2 δ ⋅ l 2
∴ 综合作用：
σ 合 = σ 2 + 3τ 2 = (σ 1 + σ 2 + σ 3 ) 2 + 3τ 2 ≤ [σ ' ]
⎪ ⎪ ⎨ ⎪τ ⎪ ⎩
Q
0 . 7 Kh 2 P = 1 .4 K ⋅ h
弯矩垂直于板面的丁字头计算
① 如开坡口并焊接，其强度 按对接接头计算，强度计算 公式为： 6M τ = 2 ≤ [τ ' ] δ ⋅l ② 当接头不开坡口，用角焊 缝连接，强度计算公式为：
M τ= ≤ [τ ' ] W l[(δ + 1.4 K ) 3 − δ 3 ] （其中W= ） 6(δ + 1.4 K )
2 2 τ 合 = τ M + τ Q ≤ [τ ' ]
τ [注]：θ 的计算是按全部焊缝计算，还是只考虑水平焊缝或只考 虑垂直焊缝，要按具体情况而定。（如图）可按全部焊缝承 受的剪力θ ， θ 均匀分布于全部焊缝中，其方向同P一致 τ
τ 合 = (τ m cosθ + τ θ ) 2 + (τ M ⋅ sin θ ) 2 ≤ [τ ' ]
复杂截面构件接头的计算
◆ 计算复杂截面构件接头还要考虑以下几个问题： ① 计算时要先分析受载情况： 各载荷引起的应力，确定各应力的方向、性质和位置。 确定危险点，最高合成应力，（若危险点难以确定时，应 选几个高应力点计算合成应力，其中合成应力最高处为危 险点） ② 计算合成应力时，最大正应力和最大切应力虽不在同一 点上，但常以最大正应力和平均切应力计算其合成应力， 偏于安全。 ③ 粗略计算时，有时把正应力作为切应力考虑，也是偏于 安全的简化计算方法。
受弯矩的搭接接头计算
③ 极惯性计算法 最大切应力： M源自τ max = ⋅ rmax ≤ [τ ' ] Ip
I I p -极惯性矩， p = I x + I y
（又等于相互垂直的两个轴的计算惯性矩之和）
受偏心载荷的搭接接头计算
① 采用分段法或轴惯性矩法计算 τ M，则按下式求合成应力： ② 若采用极惯性矩法计算 τ M， τ sin 将 τ M 分解成水平的（ m， θ ） τ sin 和垂直的（ m ， θ）两个力， 再合成：
受扭矩的接头强度计算
② 圆形截面构件接头 若不开坡口沿圆周全 部角焊接，接头中的 最大切应力按下式计 算： M
τ max =
n
Wn
4 4
Wn =
π [( D + 1.4 K ) − D ]
16 ⋅ ( D + 1.4 K )
4.母材及焊缝的许用应力
• 1. 设计应力小于许用应力。 • 2. 母材和焊缝的许用应力分别用[σ ]和[σ '] 表示。 • 3. 焊缝的许用应力[σ ' ]大小与许多因素有 关，不但与焊缝工艺、材料有关，而且也 与焊接检验方法的精确程度有关。 • 4. 焊缝的许用应力[σ ' ]也可以由母材的许用 应力[σ ]乘以焊缝的强度减弱系数f来估算， 即：[ σ ']=[σ ]× f （取值）
侧面搭接角焊缝
斜向搭接角焊缝
点焊接头的应力分布
• 单排点焊接头的 应力分布（如图） • 多排点焊以两端 焊点受力最大 （如图）
3 焊缝的静载强度计算
焊缝接头强度计算的假设 ① 残余应力对接头强度无影响 ② 应力集中对接头强度无影响 ③ 接头的工作应力是均布的，以平均应力计 ④ 不计正面与侧面焊缝、焊缝的加强与减弱 和不同焊接规范引起的焊缝性能差异，而 用统一的计算截面和许用应力
焊缝接头强度计算的假设
⑤ 角焊缝都是在切应力作用下破坏的。角焊缝的计算断面 在角焊缝截面的最小高度上，取内接三角形高度α 为计算 高度，（如图）。 K 直角等要角焊缝的计算高度： = α = 0.7 K
2
⑥ 尽管加强和小量的熔深对于接头强度没有影响，但埋弧 自动焊和 co2保护焊的熔深较大应予以考虑，其角焊缝计 算断面厚度 α（如图）
σ max 1.2 表达式： T = Κ σm
焊接接头中存在应力集中的影响因素
① 焊接工艺缺陷、冶金缺陷、夹渣、气孔、 咬边、未焊透均会引起应力集中、其中咬 边、未焊透较为严重。 ② 不合理的焊缝外形。不同焊缝形状会引起 不同程度的应力集中。 ③ 接头型式：不同接头型式引起应力集中不 同。 ④ 制造过程中的缺陷。 ⑤ 焊接残余应力。
2.电弧焊焊接接头的应力分布
1 对接接头的应力分布 ① 对接接头的焊缝形状 产生了结构不连续 性，因而引起不同的 应力分布，在焊缝与 母材的过渡处引起应 力集中，最大应力集 中部位在焊趾。 ② 应力集中系数：
h Κ T = 1 + k ⋅ sin θ r
对接接头的应力分布
① 对接接头的焊缝形状 产生了结构不连续 性，因而引起不同的 应力分布，在焊缝与 母材的过渡处引起应 力集中，最大应力集 中部位在焊趾。 ② 应力集中系数：
0
⎧当K ≤ 8mm, α可取K α = ( K + P)COS 45 ⎨ ⎩当K > 8mm, P一般取8mm
电弧焊接接头的静载强度计算
1.对接焊缝强度 计算公式如下：
P σ= ≤ [σ l' ] 受拉时： l ⋅δ
P ' σ= ≤ [σ a ] 受压时： l ⋅δ
Q 受剪时：τ = ≤ [τ ' ] l ⋅δ
h Κ T = 1 + k ⋅ sin θ r
丁字接头（十字接头）的应力分布
十字接头有熔透和未熔 透两种 ① 未熔透的十字接头， 在焊趾和焊根处有较 大的应力集中系数， 其中以焊根处为最大。 ② 熔透的十字接头有较 小的应力集中系数。
搭接接头的应力分布
正面角焊缝:把与力作用 方向垂直的焊缝 ① 焊缝根部A点、焊趾 B点应力集中严重 ② 焊趾B点的应力集中 系数随角焊缝的斜边 的夹角θ 而变 ③ 减小 θ、增大熔深焊 透根部和增大底边焊 脚长度，可使Κ T 减小