角焊缝焊接强度计算

第三章 连接

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§3-3 角焊缝的构造和计算

3.3.1角焊缝的构造 一、角焊缝的形式和强度

角焊缝（fillet welds）是最常用的焊缝。角焊缝按其与作用力的关系可分为：焊缝长度方向与作用力垂直的正面角焊缝；焊缝长度方向与作用力平行的侧面角焊缝以及斜焊缝。按其截面形式可分为直角角焊缝（图3.3.1）和斜角角焊缝（图3.3.2）。

直角角焊缝通常做成表面微凸的等腰直角三角形截面（图3.3.1a）。在直接承受动力荷载的结构中，正面角焊缝的截面常采用图3.3.1（b）所示的坦式，侧面角焊缝的截面则作成凹面式（图3.3.1c）。图中的hf为焊角尺寸。 两焊脚边的夹角α＞90°或α＜90°的焊缝称为斜角角焊缝（图3.3.2）。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。

传力线通过侧面角焊缝时产生弯折，应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈两端大而中间小的状态。焊缝越长，应力分布越不均匀，但在进入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。

正面角焊缝（图3.3.3b）受力较复杂，截面的各面均存在正应

一、角焊缝的形式和构造1、角焊缝的形式(按两焊脚边的夹角分) (1)直角焊缝(a)普通焊缝 (b)平坡焊缝 直角 斜角

(c)深熔(凹)焊缝a) b) c)

一般采用(a)。但(a)应力集中 较严重，在承受动力荷载时采用(b)、 (c)。

B

E

hf

45°

D

A

C

hf

图中， hf—焊脚尺寸， he—焊缝有效厚度。 并有， he =0.7hf, he—总是450斜面上的最小高度。

直角焊缝： =900a) b) c)

a

普通焊缝 b

平坡焊缝

凹焊缝

普通焊缝：两焊脚尺寸都等于hf ,常用。但应力集中较严重 (材料突变严重)。

平坡焊缝：是在一侧焊脚处将焊缝宽度加宽至1.5hf而成。易焊，应力集中介于普通焊缝与凹焊缝之间。 凹焊缝：两边的焊缝宽度被加宽成凹面，应力集中小，用于受 动荷的结构中可提高疲劳强度，但手工焊费工。

(2)斜角角焊缝 (d)斜锐角焊缝d)

(e)斜钝角焊缝e)

(f)斜凹面角焊缝f)

两焊边夹角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α>135°或α<60°斜角角焊缝，除钢管结 构外,不宜用作受力焊缝。

我们主要讨论直角焊缝

按角焊缝

第三章 连接

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§3-3 角焊缝的构造和计算

3.3.1角焊缝的构造 一、角焊缝的形式和强度

角焊缝（fillet welds）是最常用的焊缝。角焊缝按其与作用力的关系可分为：焊缝长度方向与作用力垂直的正面角焊缝；焊缝长度方向与作用力平行的侧面角焊缝以及斜焊缝。按其截面形式可分为直角角焊缝（图3.3.1）和斜角角焊缝（图3.3.2）。

直角角焊缝通常做成表面微凸的等腰直角三角形截面（图3.3.1a）。在直接承受动力荷载的结构中，正面角焊缝的截面常采用图3.3.1（b）所示的坦式，侧面角焊缝的截面则作成凹面式（图3.3.1c）。图中的hf为焊角尺寸。 两焊脚边的夹角α＞90°或α＜90°的焊缝称为斜角角焊缝（图3.3.2）。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。

传力线通过侧面角焊缝时产生弯折，应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈两端大而中间小的状态。焊缝越长，应力分布越不均匀，但在进入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。

正面角焊缝（图3.3.3b）受力较复杂，截面的各面均存在正应

汽车前保险杠焊缝焊接强度检测试验机介绍

汽车前保险杠焊缝焊接强度检测试验机介绍 来源：中国分析仪器网

1、一种汽车前保险杠焊缝焊接强度检测试验机，由主机及夹具组成，其特征是：主机由上横梁、四个立柱和工作台底座组成1个封闭的刚性框架，工作台底面上装有旋转工作台；夹具上的支座及回转板通过支承轴连接在一起，固定在底板上。

2、所属技术领域：本实用新型是一种焊接质量检测装置，是检测汽车前保险杠焊缝焊接强度的检测设备，可用于各种小型汽车前保险杠在承受拉力时焊缝焊接强度的检测。

3、目前企业对汽车前保险杠的焊缝焊接强度主要是通过直接对焊缝进行检测，且每个位置焊缝都要检测，这样做不但周期长，而且误差大，而没有专门的焊缝焊接强度检测设备，给保险杠生产厂家和汽车用户带来很多不便。

4、为了解决汽车前保险杠焊缝焊接强度的综合检测问题，缩短检验周期，提高工作效率。本实用新型的汽车前保险杠焊缝焊接强度检测试验机，是模拟前保险杠在现实状态下承受拉力时的综合检测设备，可用于各种小型车辆（包括轿车和小型货车）的前保险杠的焊缝焊接强度检测。

5、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：主机采用四立柱结构，由立柱、底座和上横梁组成一个封闭的受力框架，采用丝杠丝母加载，横梁采用变截面

汽车前保险杠焊缝焊接强度检测试验机介绍

汽车前保险杠焊缝焊接强度检测试验机介绍 来源：中国分析仪器网

1、一种汽车前保险杠焊缝焊接强度检测试验机，由主机及夹具组成，其特征是：主机由上横梁、四个立柱和工作台底座组成1个封闭的刚性框架，工作台底面上装有旋转工作台；夹具上的支座及回转板通过支承轴连接在一起，固定在底板上。

2、所属技术领域：本实用新型是一种焊接质量检测装置，是检测汽车前保险杠焊缝焊接强度的检测设备，可用于各种小型汽车前保险杠在承受拉力时焊缝焊接强度的检测。

3、目前企业对汽车前保险杠的焊缝焊接强度主要是通过直接对焊缝进行检测，且每个位置焊缝都要检测，这样做不但周期长，而且误差大，而没有专门的焊缝焊接强度检测设备，给保险杠生产厂家和汽车用户带来很多不便。

4、为了解决汽车前保险杠焊缝焊接强度的综合检测问题，缩短检验周期，提高工作效率。本实用新型的汽车前保险杠焊缝焊接强度检测试验机，是模拟前保险杠在现实状态下承受拉力时的综合检测设备，可用于各种小型车辆（包括轿车和小型货车）的前保险杠的焊缝焊接强度检测。

5、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：主机采用四立柱结构，由立柱、底座和上横梁组成一个封闭的受力框架，采用丝杠丝母加载，横梁采用变截面

钢结构

3.5 对 接 焊 缝的构造和计算 3.5.1对 接 焊 缝的 构 造：坡口形式板厚 t = 10 ~ 20 mm 板厚 t < 10 mm3 钢 结 构 的 连 接 设 计

直边缝

单边V形缝板厚 t > 20 mm

双边V形缝

U形缝

K形缝

X形缝

钢结构

3.5.2其它构造

3 钢 结 构 的 连 接 设 计

不同宽度

可不设斜坡

引弧板

不同厚度

钢结构

3.5.3 焊缝截面 焊缝截面厚度--焊缝所连接板件的较薄厚度；3 钢 结 构 的 连 接 设 计

焊缝截面计算长度--采用引弧板时，焊缝全长有效； 未采用引弧板时，计算焊缝长度=焊缝长度减去2t。 t为对接接头中为连接件的较小厚度；在T形接头中为腹 板厚度; 3.4.4 传力特性 (1)焊缝传递焊件拼接处所承受的构件内力

(2)力线没有转折(或基本没有转折)

钢结构

3.5.4 焊缝强度设计值焊接方法 和焊条型号 牌号

构件钢材 抗压

对接焊缝 焊缝质量为下列等级时， 抗剪 抗拉 一级、二级

角焊缝 抗拉、 抗压 和抗弯

厚度或直径 (mm)

f

w c

ftw三级 185 175 170 160 265 250 225 210 300 285 270 250 320 305 290 275

f

w v

f fw

≤16

钢结构

3.5 对 接 焊 缝的构造和计算 3.5.1对 接 焊 缝的 构 造：坡口形式板厚 t = 10 ~ 20 mm 板厚 t < 10 mm3 钢 结 构 的 连 接 设 计

直边缝

单边V形缝板厚 t > 20 mm

双边V形缝

U形缝

K形缝

X形缝

钢结构

3.5.2其它构造

3 钢 结 构 的 连 接 设 计

不同宽度

可不设斜坡

引弧板

不同厚度

钢结构

3.5.3 焊缝截面 焊缝截面厚度--焊缝所连接板件的较薄厚度；3 钢 结 构 的 连 接 设 计

焊缝截面计算长度--采用引弧板时，焊缝全长有效； 未采用引弧板时，计算焊缝长度=焊缝长度减去2t。 t为对接接头中为连接件的较小厚度；在T形接头中为腹 板厚度; 3.4.4 传力特性 (1)焊缝传递焊件拼接处所承受的构件内力

(2)力线没有转折(或基本没有转折)

钢结构

3.5.4 焊缝强度设计值焊接方法 和焊条型号 牌号

构件钢材 抗压

对接焊缝 焊缝质量为下列等级时， 抗剪 抗拉 一级、二级

角焊缝 抗拉、 抗压 和抗弯

厚度或直径 (mm)

f

w c

ftw三级 185 175 170 160 265 250 225 210 300 285 270 250 320 305 290 275

f

w v

f fw

≤16

第二章 焊接接头及其静载强度在焊件需连接的部位，用焊接方法制造而 成的接头称为焊接接头，一般简称接头。焊接 接头本身的力学性能不均匀、焊接接头部位所 受工作应力分布不均匀，是造成接头破坏的主 要原因。 第一节 焊接接头的类型 第二节 电弧焊接头的工作应力 第三节 焊接头头的静载强度计算

第一节 焊接接头的类型

一、焊接接头的组成 二、焊缝的基本形式 三、焊接接头的基本形式

一、焊接接头的组成焊接接头由焊缝金属、熔合区、热影响区组成

图2-1 熔焊焊接接头的组成

对接接头的断面图

搭接接头的断面图

影响焊接接头性能的主要因素焊接接头是一个成分、组织和性能都不均匀的连接体。此外， 焊接接头因焊缝的形状和布置的不同，将会产生不同程度的应力 集中。所以，不均匀性和应力集中是焊接接头的两个基本属性。 影响焊接接头性能的主要因素有以下两个方面： 力学方面因素：接头形状的不连续性(余高、接头错边)、焊 接缺陷(未焊透、裂纹)、残余应力和残余变形等。 材质方面因素：焊接热循环所引起的组织变化、焊接材料引 起的焊缝化学成分的变化、焊后热处理所引起的组织变化以及矫 正变形所引起的加工硬化等。

影响焊接接头性能的主要因素残余应力组织成分不同 焊趾及咬边

应力集中 角变形

第二章 焊接接头及其静载强度在焊件需连接的部位，用焊接方法制造而 成的接头称为焊接接头，一般简称接头。焊接 接头本身的力学性能不均匀、焊接接头部位所 受工作应力分布不均匀，是造成接头破坏的主 要原因。 第一节 焊接接头的类型 第二节 电弧焊接头的工作应力 第三节 焊接头头的静载强度计算

第一节 焊接接头的类型

一、焊接接头的组成 二、焊缝的基本形式 三、焊接接头的基本形式

一、焊接接头的组成焊接接头由焊缝金属、熔合区、热影响区组成

图2-1 熔焊焊接接头的组成

对接接头的断面图

搭接接头的断面图

影响焊接接头性能的主要因素焊接接头是一个成分、组织和性能都不均匀的连接体。此外， 焊接接头因焊缝的形状和布置的不同，将会产生不同程度的应力 集中。所以，不均匀性和应力集中是焊接接头的两个基本属性。 影响焊接接头性能的主要因素有以下两个方面： 力学方面因素：接头形状的不连续性(余高、接头错边)、焊 接缺陷(未焊透、裂纹)、残余应力和残余变形等。 材质方面因素：焊接热循环所引起的组织变化、焊接材料引 起的焊缝化学成分的变化、焊后热处理所引起的组织变化以及矫 正变形所引起的加工硬化等。

影响焊接接头性能的主要因素残余应力组织成分不同 焊趾及咬边

应力集中 角变形

毕业设计论文

学 院： 机械工程学院

专 业： 机械设计制造及其自动化 题 目： 焊缝自动跟踪系统设计 -焊接小车车身设计

2010年6月

摘要

随着制造业的不断发展，传统的手工焊接已不能满足现代高技术产品制造的质量、数量要求，提高焊接自动化程度已成为现代焊接工艺发展的关键问题。焊接机器人的发明使焊接自动化产生革命性的进步，它的出现极大地提高了焊接生产的自动化水平，使焊接工艺的生产效率和生产质量产生了质的飞跃。本文设计了一种能够完成焊缝自动跟踪系统的全位置爬行式焊接机器人系统。

首先，本文从整体上介绍了一种采用履带式爬行机构的全位置焊接机器人系统，详细地阐述了系统的组成和工作原理。该系统由爬行机构、焊接系统、视觉跟踪系统及控制系统组成。

其次，本文介绍了焊接机器人焊接小车部分及焊枪摆动机构的设计情况，对小车车体组成和各部分结构功能进行了说明和