钢结构设计时为什么要限制最大焊脚尺寸?

老兵65915


规定最小是为了控制强度,最大是为了避免以其他相关件互相接触从而影响装配

尺寸。

角焊缝的焊角尺寸过小,不能满足设计强度要求;焊角尺寸过大,既浪费焊材,又容易产生较大的焊接应力,使接头提前失效。所以角焊缝的焊角尺寸必须控制在合理的范围,并应圆滑过渡。

在相互搭接或T形连接焊件的边缘,焊成的焊缝成为角焊缝,角焊缝是沿着被连接焊件之一的边缘施焊而成的。焊件施焊的边缘不必开坡口,焊缝金属直接填充在由被连接板件形成的直角或斜角区域内。


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(1)最大焊脚尺寸

    为了避免烧穿较薄的焊件,减少焊接应力和焊接变形,且扩大热影响区,角焊缝的焊脚尺寸不宜太大。规范规定:除了直接焊接钢管结构的焊脚尺寸hf不宜大于支管壁厚的2倍之外,hf不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍。

    在板件边缘的角焊缝,当板件厚度t>6mm时,hf ≤t;当t>6mm时,hf ≤t-(1-2)mm。圆孔或槽孔内的角焊缝尺寸尚不宜大于圆孔直径或槽孔短径的1/3。

(2)最小焊脚尺寸

    焊脚尺寸不宜太小,以保证焊缝的最小承载能力,并防止焊缝因冷却过快而产生裂纹。规范规定:角焊缝的焊脚尺寸hf不得小于 1.5     ,t为较厚焊件厚度(单位:mm);自动焊熔深大,最小焊脚尺寸可减少1mm,对T形连接的单面角焊缝,应增加1mm,当焊件厚度等于或小于4mm时,则最小焊脚尺寸与焊件厚度相同。

(3)侧面角焊缝的最大计算长度

    侧面角焊缝的计算长度不宜大于60 hf,当大于上述数值时,其超过部分在计算中不予考虑。这是因为侧焊缝应力沿长度分布不均匀,两端较中间大,且焊缝越长差别越大。当焊缝太长时,虽然仍有因塑性变形产生的内力重分布,但两端应力可首先达到强度极限而破坏。若内力沿侧面角焊缝全长分布时,比如焊接梁翼缘板与腹板的连接焊缝,计算长度可不受上述限制。

(4)角焊缝的最小计算长度

    角焊缝的焊脚尺寸大而长度较小时,焊件的局部加热严重,焊缝起灭弧所引起的缺陷相距太近,以及焊缝中可能产生的其他缺陷,使焊缝不够可靠。对搭接连接的侧面角焊缝而言,如果焊缝长度过小,由于传力线弯折大,也会造成严重应力集中。因此,为了使焊缝能够有一定的承载能力,根据使用经验,侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度均不得小于8 hf和40mm,也就是说,其实际焊接长度应较前述数值还要大2 t(单位:mm)。

(5)搭接连接的构造要求

    当板件端部仅有两条侧面角焊缝连接时(图3.21),试验结果表明,连接的承载力与b/lW有关。b为两侧焊缝的距离,Lw为侧焊缝长度。当 b/lW>1时,连接的承载力随着 比值的增大而明显下降。这主要是因应力传递的过分弯折使构件中应力分布不均匀造成的。为使连接强度不致过分降低,应使每条侧焊缝的长度不宜小于两侧面角焊缝之间的距离,即b/lW≤1。两侧面角焊缝之间的距离b也不宜大于16t(t>12mm)或200mm(t≤12mm),t为较薄焊件的厚度,以免因焊缝横向收缩,引起板件发生较大拱曲。

    在搭接连接中,当仅采用正面角焊缝时(图3.22),其搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍,也不得小于25mm,以免焊缝受偏心弯矩影响太大而破坏。在转角处不能灭弧和起弧。杆件与节点板的连接焊缝宜采用两面侧焊,也可用三面围焊,对角钢杆件可采用L形围焊(图3.23),所有围焊的转角处也必须连续施焊。



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角焊缝的焊脚尺寸过大或者过小,焊缝收缩时将产生较大或者较小的焊接残余应力和残余变形,且热影响区变大或者变小易产生脆裂,较薄焊件易烧穿。

最小焊脚尺寸减小1mm;对于T形连接的单面角焊缝则应增加1mm。当焊件厚度等于或小于4mm时,则hf(min)应与焊件同厚。

当贴着板边缘施焊是,hf(max)尚应满足下列要求:但焊件边缘厚度t<=6mm时,取hf(max)=t;但焊件边缘厚度t6mm时,取hf=1.2-(1~2mm)。

扩展资料:

尺寸计算方式:

在角焊缝横截面中画出的最大等腰直角三角形中直角边的长度。

那么在钢结构设计说明中要求的焊脚尺寸不小于最薄件厚度。角焊缝有效截面:横截面上焊缝表面曲线最低点处的切线与母材交线的三角形截面。 角焊缝有效计算厚度:角焊缝根部到切线的垂直距离。

通常,设计计算得出有效计算厚度he,工程检验时,he是假想的,测量he很难,转而测量焊角尺寸L。如果角焊缝表面是平直的,或凸的,等腰三角形,则按几何关系可求出:he=0.7L。


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答:除钢管结构外,焊脚尺寸不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍,是为了避免焊缝区的基本金属过烧,减小焊件的焊接残余应力和残余变形。焊脚尺寸也不能过小,否则焊缝因输入能量过小,而焊件厚度较大,以致施焊时冷却速度过快,产生淬硬组织,导致母材开裂,规范规定焊脚尺寸不得小于1.5,t为较厚焊件的厚度。


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(1)最大焊脚尺寸

    为了避免烧穿较薄的焊件,减少焊接应力和焊接变形,且扩大热影响区,角焊缝的焊脚尺寸不宜太大。规范规定:除了直接焊接钢管结构的焊脚尺寸hf不宜大于支管壁厚的2倍之外,hf不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍。

    在板件边缘的角焊缝,当板件厚度t>6mm时,hf ≤t;当t>6mm时,hf ≤t-(1-2)mm。圆孔或槽孔内的角焊缝尺寸尚不宜大于圆孔直径或槽孔短径的1/3。

(2)最小焊脚尺寸

    焊脚尺寸不宜太小,以保证焊缝的最小承载能力,并防止焊缝因冷却过快而产生裂纹。规范规定:角焊缝的焊脚尺寸hf不得小于 1.5     ,t为较厚焊件厚度(单位:mm);自动焊熔深大,最小焊脚尺寸可减少1mm,对T形连接的单面角焊缝,应增加1mm,当焊件厚度等于或小于4mm时,则最小焊脚尺寸与焊件厚度相同。

(3)侧面角焊缝的最大计算长度

    侧面角焊缝的计算长度不宜大于60 hf,当大于上述数值时,其超过部分在计算中不予考虑。这是因为侧焊缝应力沿长度分布不均匀,两端较中间大,且焊缝越长差别越大。当焊缝太长时,虽然仍有因塑性变形产生的内力重分布,但两端应力可首先达到强度极限而破坏。若内力沿侧面角焊缝全长分布时,比如焊接梁翼缘板与腹板的连接焊缝,计算长度可不受上述限制。

(4)角焊缝的最小计算长度

    角焊缝的焊脚尺寸大而长度较小时,焊件的局部加热严重,焊缝起灭弧所引起的缺陷相距太近,以及焊缝中可能产生的其他缺陷,使焊缝不够可靠。对搭接连接的侧面角焊缝而言,如果焊缝长度过小,由于传力线弯折大,也会造成严重应力集中。因此,为了使焊缝能够有一定的承载能力,根据使用经验,侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度均不得小于8 hf和40mm,也就是说,其实际焊接长度应较前述数值还要大2 t(单位:mm)。

(5)搭接连接的构造要求

    当板件端部仅有两条侧面角焊缝连接时(图3.21),试验结果表明,连接的承载力与b/lW有关。b为两侧焊缝的距离,Lw为侧焊缝长度。当 b/lW>1时,连接的承载力随着 比值的增大而明显下降。这主要是因应力传递的过分弯折使构件中应力分布不均匀造成的。为使连接强度不致过分降低,应使每条侧焊缝的长度不宜小于两侧面角焊缝之间的距离,即b/lW≤1。两侧面角焊缝之间的距离b也不宜大于16t(t>12mm)或200mm(t≤12mm),t为较薄焊件的厚度,以免因焊缝横向收缩,引起板件发生较大拱曲。

    在搭接连接中,当仅采用正面角焊缝时(图3.22),其搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍,也不得小于25mm,以免焊缝受偏心弯矩影响太大而破坏。在转角处不能灭弧和起弧。杆件与节点板的连接焊缝宜采用两面侧焊,也可用三面围焊,对角钢杆件可采用L形围焊(图3.23),所有围焊的转角处也必须连续施焊。




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一般来说类似工程工艺常会涉及到如T形接头、十字接头、角接接头等要求熔透的对接组合焊缝,一般焊脚尺寸不应小于0.25t(t为连接处较薄的板厚)。设计有疲劳验算要求的吊车梁或类似的腹板与上翼缘连接焊缝的焊脚尺寸0.5t, 且不应大于10mm。焊接尺寸的容许偏差为0~4 mm。假如焊脚尺寸不够,或设计有疲劳验算要求的吊车梁或类似构件的腹板与上翼板缘连接焊缝的焊脚尺寸不够,会使焊接的强度和刚度均达不到设计的要求,造成的影响不可估量。


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最小焊脚尺寸减小1mm;对于T形连接的单面角焊缝则应增加1mm。当焊件厚度等于或小于4mm时,则hf(min)应与焊件同厚 2.角焊缝的焊脚尺寸过大,焊缝收缩时将产生较大的 焊接残余应力 和残余变形,且热影响区扩大易产生脆裂,较薄焊件易烧穿。 当贴着板边缘施焊是,hf(max)尚应满足下列要求:但焊件边缘厚度t<=6mm时,取hf(max)=t;但焊







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一般来说类似工程工艺常会涉及到如T形接头、十字接头、角接接头等要求熔透的对接组合焊缝,一般焊脚尺寸不应小于0.25t(t为连接处较薄的板厚)。设计有疲劳验算要求的吊车梁或类似的腹板与上翼缘连接焊缝的焊脚尺寸0.5t, 且不应大于10mm。焊接尺寸的容许偏差为0~4 mm。假如焊脚尺寸不够,或设计有疲劳验算要求的吊车梁或类似构件的腹板与上翼板缘连接焊缝的焊脚尺寸不够,会使焊接的强度和刚度均达不到设计的要求,造成的影响不可估量。


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规定最小是为了控制强度,最大是为了避免以其他相关件互相接触从而影响装配

尺寸。

角焊缝的焊角尺寸过小,不能满足设计强度要求;焊角尺寸过大,既浪费焊材,又容易产生较大的焊接应力,使接头提前失效。所以角焊缝的焊角尺寸必须控制在合理的范围,并应圆滑过渡。

在相互搭接或T形连接焊件的边缘,焊成的焊缝成为角焊缝,角焊缝是沿着被连接焊件之一的边缘施焊而成的。焊件施焊的边缘不必开坡口,焊缝金属直接填充在由被连接板件形成的直角或斜角区域内。


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焊脚尺寸过小,施焊时冷却速度过快而产生淬硬组织;焊脚尺寸过大,会使母材形成过烧现象;规定最小是为了控制强度,最大是为了避免以其他相关件互相接触从而影响装配。


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