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
正面角焊缝(图3.13)受力复杂，截面中的各面均存在正应力和剪应力。由于传力时力线弯折，并且焊根处正好是两焊件接触面的端部，相当于裂缝的尖端，故焊根处存在着很严重的应力集中。与侧面角焊缝相比，正面角焊缝的刚度较大（弹性模量E≈1.5×105 N/mm2），强度较高，但塑性变形要差些。即沿焊缝长度方向分布比较均匀，但应力状态比侧面角焊缝复杂，两焊脚边均有拉、压应力和 ，在焊缝根部存在应力集中，裂纹首先在此处产生，断裂面可近似地假定在有效截面。
第三章 连接 返回
§3-2 对接焊缝的构造和计算
对接焊缝包括焊透的对接焊缝和T形对接与角接组合焊接（以下简称对接焊缝），以及部分焊透的对接焊缝和T形对接与角接组合焊缝。由于部分焊透的对接焊缝的受力与角焊缝相似，将在下节中介绍。
3.2.1对接焊缝的构造
对接焊缝（butt welds）的焊件常需做成坡口，故又叫坡口焊缝（groove welds）。坡口形式与焊件厚度有关。当焊件厚度很小（手工焊6mm，埋弧焊10mm）时，可用直边缝。对于一般厚度的焊件可采用具有斜坡口的单边V形或V形焊缝。斜坡口和根部间隙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（图 3.2.1）。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《手工电弧焊焊接接头的基本形式与尺寸》和《埋弧焊焊接接头的基本型式与尺寸》的要求进行。
在对接焊缝的拼接处，当焊件的宽度不同或厚度相差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（3.2.2），以使截面过渡和缓，减小应力集中。
在焊缝的起灭弧处，常会出现弧坑等缺陷，这些缺陷对承载力影响极大，故焊接时一般应设置引弧板和引出板（图3.2.3），焊后将它割除。对受静力荷载的结构设置引弧（出）板有困难时，允许不设置引弧（出）板，此时，可令焊缝计算长度等于实际长度减2t（此处t为较薄焊件厚度）。
3.2.2对接焊缝的计算
对接焊缝的强度与所用钢材的牌号、焊条型号及焊缝质量的检验标准等因素有关。
如果焊缝中不存在任何缺陷，焊缝金属的强度是高于母材的。全由于焊接技术问题，焊缝中可能有气孔、夹渣、咬边、未焊透等缺陷。实验证明，焊接缺陷对受压、受剪的对接焊缝影响不大，故可认为受压、受剪的对接焊缝与母材强 度相等，但受拉的对接焊缝对缺陷甚为敏感。当缺陷面积与焊件截面积之比超过5%时，对接焊缝的抗拉强度将明显下降。由于三级检验的焊缝允许存在的缺陷较多，故其抗拉强度为母材强度的85%，而一、二级检验的焊缝的抗拉强度可认为与母材强度相等。
对接焊缝的构造（下）
对接焊缝施焊时应在焊缝的两端设置引弧板和引出板，如图6-14所示，其材质和坡口形式应与焊件相同。引弧和引出的焊缝长度，对埋弧焊应大于50mm ,对于手工电弧焊和气体保护焊应大于20mm。焊接完毕用气割将引弧板切除，并将焊件边缘修磨平整。此时对接焊缝的有效长度与焊件尺寸相同。当焊缝为焊透时，焊缝的有效厚度与焊件厚度相同。对受静力荷载的结构设置引弧(出)板有困难时，允许不设置引弧(出)板，此时，焊缝计算长度等于实际长度减2t(此处t为较薄焊件厚度)。当采用对接焊缝拼接钢板时，纵横两方向的对接焊缝:可采用十字形交叉或T形交叉，如图6-15所示。当采用T形交叉时，交叉点应分散，其间距不得小于200mm。当厚度较大的板件相互间用对接焊缝连接时，如连接受力不大，规范容许采用部分焊透的对接焊缝，以减小焊缝的截面而获得经济，如图6-16所示。例如，当用四块较厚的钢板焊成箱形截面轴心受压柱时，由于焊缝主要起联系作用，可以用部分焊透的对接焊(图6-16(b))。
规范规定在承受动力荷载的结构中，由于考虑部分焊透处易应力集中，垂直于受力的对接焊缝不宜采用这种部分焊透的对接焊缝。
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
正面角焊缝(图3.13)受力复杂，截面中的各面均存在正应力和剪应力。由于传力时力线弯折，并且焊根处正好是两焊件接触面的端部，相当于裂缝的尖端，故焊根处存在着很严重的应力集中。与侧面角焊缝相比，正面角焊缝的刚度较大（弹性模量E≈1.5×105 N/mm2），强度较高，但塑性变形要差些。即沿焊缝长度方向分布比较均匀，但应力状态比侧面角焊缝复杂，两焊脚边均有拉、压应力和 ，在焊缝根部存在应力集中，裂纹首先在此处产生，断裂面可近似地假定在有效截面。
