對接焊縫

對接焊縫

水工鋼結構學術語
在焊件的坡口面間或一焊件的坡口面與另一焊件端(表)面間焊接的焊縫,稱為對接焊縫,(ASME法規稱坡口焊縫)。 焊件經焊接後所形成的結合部分,即填充金屬與熔化的母材凝固後形成的區域,稱為焊縫。.焊縫型式 分為對接焊縫(坡口焊縫)和角焊縫。
    中文名:對接焊縫 外文名:butt-jointed seam 适用領域: 所屬學科: 别名:坡口焊縫 分類:焊透和未焊透的對接焊縫 應用:闆件和型鋼的拼接 坡口形式:I形、V形、U形、X形坡口等

簡介

焊縫是指利用焊接熱源的高溫,将焊條和接縫處的金屬熔化連接而成的縫。焊縫金屬冷卻後,即将兩個焊件連接成整體。根據焊縫金屬的形狀和焊件相互位置的不同,分對接焊縫、角焊縫、塞焊縫和電鉚焊等。角焊縫常用于搭接連接;塞焊縫和電鉚焊應用較少,僅為了減小焊件搭接長度才考慮采用;對接焊縫常用于闆件和型鋼的拼接,為便于施焊和保證焊縫質量,常将焊件的邊緣加工成各種形狀的坡口,故對接焊縫又稱坡口焊縫。

構造

對接焊縫按焊縫是否被焊透,分為焊透的對接焊縫和未焊透的對接焊縫兩種。一般采用焊透的對接焊縫。

n采用對接焊縫連接時,焊縫金屬将成為焊件截面的組成部分。為便于施焊和保證焊縫質量,在焊件較厚時,常将焊件的邊緣加工成各種形狀的坡口。坡口各部分的尺寸标注如圖1所示。其中, a為坡口角度;鈍邊長度為p ,可起到托住焊液的作用;間隙寬度為c ,與坡口一起為焊條提供施焊空間。

對接焊縫的起弧點和落弧點常因不易焊透而出現凹陷的焊口,焊口處易産生内裂紋和應力集中現象。為消除焊口缺陷,施焊時可在焊縫的兩端加設引弧闆或引出闆,将起弧點和落弧點移到引弧闆或引出闆上,焊後将引弧闆或引出闆割除即可。

當焊接不同寬度和厚度的焊件時,應将焊件的一側或兩側加工成坡度為1:2.5的坡,以使焊件過渡平緩。當焊件厚度差不大,如厚度差不大于4 mm時,亦可不做斜坡而直接焊接。對直接承受動力荷載且需要進行疲勞驗算的結構,斜坡坡度不應大于1:4。

應用

為了便于施工,保證施工質量,保證對接焊縫充滿母材縫隙,根據鋼闆厚度采取不同的坡口形式。

當焊件厚度在10 mm以下時,可采用直邊焊縫坡口;當焊件厚度為10~20mm時,可采用單邊V形或V形坡口;當焊件厚度較厚時可采用K形或X形坡口。當坡口間隙過大時,可加設墊闆,墊闆在施焊後除去,也可留在焊件上。n當間隙過大(3~6mm)時,可在V形縫及單邊V形縫、形縫下面設一塊墊闆(引弧闆),防止熔化的金屬流淌,并使根部焊透。為保證焊接質量,防止焊縫兩端凹槽,減少應力集中對動荷載的影響,焊縫成型後,若不影響其使用,兩端可留在焊件上,否則焊接完成後應切去。

類别區分

角焊縫: 兩焊件結合面構成直交或接近直交所焊接的焊縫,稱為角焊縫。連接闆件闆邊不必精加工,闆件無縫隙,焊縫金屬直接填充在兩焊件形成的直角或斜角的區域内。 如果一個焊接接頭即有對接焊縫,又有角焊縫,這樣的焊縫稱為組合焊縫對接接頭的焊縫形式可以是對接焊縫,也可以是角焊縫或組合焊縫,但以對接焊縫居多 。

焊縫的計算

因為對接焊縫的截面和焊件的截面相同,焊縫中的應力分布情況與焊件基本相同。所以可按計算焊件的方法計算對接焊縫。對焊透的一、二級焊縫,因為其強度與焊件鋼材的強度相同,所以不必另行計算。隻有三級焊縫才需進行強度驗算。1)軸力作用下對接焊縫的計算nn承受軸向壓力或拉力的對接焊縫按下式計算:式中N ——軸心拉力或軸心壓力;nlw ——焊縫計算長度,有引弧闆時取焊縫實際長度,無引弧闆時取焊縫實際長度減去 ;t ——對接接頭中為厚度較小焊件的厚度, 形接頭中為腹闆厚度;nftw 、fcw——對接焊縫的抗拉、抗壓強度設計值。2)彎矩、剪力共同作用下對接焊縫的計算n矩形截面的對接焊縫在彎矩、剪力的共同作用下,應按下式分别計算正應力和剪應力。式中Ww——焊縫截面的截面模量;Iw——焊縫截面對中和軸的慣性矩;nSw——計算點在中和軸以外的面積對中和軸的面積矩;nfvw—對接焊縫的抗剪強度設計值。截面為工字形、T形等截面形式時,除應按上述方法計算正應力和剪應力外,對同時承受較大正應力和剪應力處。還應按下式進行折算應力的驗算:式中 、——驗算點處焊縫的正應力、剪應力。n1.1——考慮折算應力隻産生在焊縫的局部而将設計強度提高的系數。3)彎矩、剪力、軸力共同作用下對接焊縫的計算n對接焊縫在彎矩、剪力、軸力的共同作用下,應驗算由彎矩和軸力産生的正應力和剪應力,折算應力按驗算,式中的按下式計算:式中M ——彎矩産生的應力;nN—軸力産生的應力

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