焊接强度计算

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。

焊缝抗剪强度计算
一、焊缝抗剪强度
焊缝抗剪强度是指沿轴向方向上，将焊缝施加梁顶端的端头载荷，焊缝所承受的最大拉拔应力强度，是衡量焊接结构的剪切强度的重要参数。

焊缝的抗剪强度取决于焊缝的尺寸、形状、材料种类和焊接工艺等。

考虑焊缝的承载力，即焊缝头部弯曲和弯起；焊缝的抗剪强度主要取决于焊接材料的强度，焊缝形状，焊接缝宽和焊道宽度。

（1）焊接接头的抗剪强度为：
σts=K1·K2·K3·σb·[1+(h/2b)·(M/σb–1)]
其中：σts，焊接接头的抗剪强度；K1、K2、K3，焊接接头的规格系数；σb，焊接接头材料单位块的抗拉应力；h，焊接接头的宽度（也称焊道宽度）；b，焊接接头焊缝缝口的宽度；M，焊接接头厚度。

（2）焊接接头的规格系数的计算：
K1=0.6+0.4·（2h/b）
K2=1+0.03·[(h-1)/b]
K3=1-0.01·[(M-2h)/b]
（1）当焊缝头部弯起高度h≤20mm时，焊缝的抗剪强度σts为：σts=K1·K2·K3·σb·[1+(h/2b)·(M/σb–0.6)]
（2）当焊缝头部弯起高度h≥20mm时。

搭接焊接的强度计算公式搭接焊接的强度计算公式主要包括两个方面，焊接接头的抗拉强度和抗剪强度。

在进行搭接焊接时，我们通常需要计算这两种强度以评估焊接接头的可靠性。

首先，让我们来看看搭接焊接接头的抗拉强度计算公式。

抗拉强度是指焊接接头在受拉载荷作用下的最大承载能力。

通常情况下，我们可以使用以下公式来计算搭接焊接接头的抗拉强度：\[ \sigma_t = \frac{F}{A} \]其中，σt表示焊接接头的抗拉强度，F表示受拉载荷，A表示焊接接头的横截面积。

在计算横截面积时，我们需要考虑焊缝的有效截面积以确保计算结果的准确性。

接下来，让我们来看看搭接焊接接头的抗剪强度计算公式。

抗剪强度是指焊接接头在受剪载荷作用下的最大承载能力。

通常情况下，我们可以使用以下公式来计算搭接焊接接头的抗剪强度：\[ \tau = \frac{F}{A} \]其中，τ表示焊接接头的抗剪强度，F表示受剪载荷，A表示焊接接头的横截面积。

与抗拉强度的计算类似，我们需要考虑焊缝的有效截面积以确保计算结果的准确性。

在进行搭接焊接的强度计算时，我们还需要考虑一些其他因素，例如焊接材料的强度、焊接接头的几何形状、焊接工艺的质量等。

这些因素都会对焊接接头的强度产生影响，因此在进行强度计算时需要进行综合考虑。

除了以上介绍的抗拉强度和抗剪强度外，我们还可以通过一些其他方法来评估搭接焊接接头的强度，例如有限元分析、试验验证等。

这些方法可以帮助我们更准确地评估焊接接头的强度，并为焊接工艺的优化提供参考。

总之，搭接焊接的强度计算是焊接工程中非常重要的一环。

通过合理地计算焊接接头的抗拉强度和抗剪强度，我们可以评估焊接接头的可靠性，并为焊接工艺的设计和优化提供指导。

希望本文可以帮助读者更好地理解搭接焊接的强度计算方法，并在实际工程中加以应用。

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。

铁管口焊接计算公式在工程施工中，铁管口焊接是一种常见的焊接方式。

在进行铁管口焊接时，需要根据管道的直径、壁厚、焊接材料等因素进行计算，以确保焊接质量和安全性。

本文将介绍铁管口焊接的计算公式及其应用。

一、焊接强度计算公式。

在进行铁管口焊接时，首先需要计算焊接强度。

焊接强度的计算公式如下：焊接强度 = 0.7 抗拉强度断面积。

其中，抗拉强度是焊接材料的抗拉强度，单位为N/mm²；断面积是焊接截面的有效面积，单位为mm²。

根据计算得到的焊接强度，可以评估焊接的质量和安全性。

二、焊接变形计算公式。

在进行铁管口焊接时，焊接变形是一个重要的考虑因素。

焊接变形的计算公式如下：焊接变形 = α L δ。

其中，α是焊接变形系数，L是焊接长度，δ是焊接变形厚度。

通过计算焊接变形，可以评估焊接后的变形情况，从而确定是否需要进行补偿或调整。

三、焊接温度计算公式。

在进行铁管口焊接时，焊接温度是一个重要的考虑因素。

焊接温度的计算公式如下：焊接温度 = (I² R t) / (K A)。

其中，I是焊接电流，单位为A；R是焊接电阻，单位为Ω；t是焊接时间，单位为s；K是焊接材料的热导率，单位为W/(m·K)；A是焊接截面的面积，单位为m²。

通过计算焊接温度，可以评估焊接时的温度分布情况，从而确定是否需要进行温度控制或调整。

四、焊接弯曲计算公式。

在进行铁管口焊接时，焊接弯曲是一个重要的考虑因素。

焊接弯曲的计算公式如下：焊接弯曲 = (M L) / (E I)。

其中，M是焊接弯矩，单位为N·m；L是焊接长度，单位为m；E是焊接材料的弹性模量，单位为N/mm²；I是焊接截面的惯性矩，单位为mm⁴。

通过计算焊接弯曲，可以评估焊接后的弯曲情况，从而确定是否需要进行弯曲补偿或调整。

五、焊接热影响区计算公式。

在进行铁管口焊接时，焊接热影响区是一个重要的考虑因素。

焊接热影响区的计算公式如下：焊接热影响区 = (Q / (π t ΔT)) 10^6。

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。

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 。