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正面角焊缝接头的静力强度与尺寸设计研究
作者：聂春戈 马思群 孙彦彬 兆文忠 来源：《河北科技大学学报》2015年第05期
摘要：为提高现代薄板焊接结构中角焊缝的尺寸设计精度，首先分析了传统角焊缝剪切强度计算公式的不足，在对正面角焊缝受力状态进行详细分析的基础上，给出了正确反映焊缝内部应力状态的新的焊缝剪切强度计算公式。然后分别基于焊缝承载能力和等强度准则，推导了载荷已知和载荷未知条件下的正面角焊缝尺寸设计计算公式。最后结合试验数据对正面角焊缝接头与焊脚尺寸之间的关系进行了分析，结果表明合适的焊脚尺寸和焊接工艺可以使接头达到母材强度，而过大的焊脚尺寸和焊接热输入不但会引起严重的焊接变形，也会导致接头静力强度的降低。
关键词：焊接工艺与设备；正面角焊缝；剪切强度；接头试验；尺寸设计；静力强度 中图分类号：TG407文献标志码：A
Abstract：In order to improve the weld sizing precision of modern thinwalled welded
structures， disadvantages of conventional shear strength definition for fillet welds are analyzed. With detailed investigation on stress state of transverse fillet weld， a new equation which could depict correctly stress state in weld is proposed. Then， based on load capacity of weld and rule of equal strength respectively， weld sizing equation of transverse fillet weld is derived with known load and unknown load. At last， the relationship between strength of transverse welded joints and weld leg size is investigated according to test results. The results indicate that， strength of welded joints with appropriate weld size and welding procedure can be equal to that of base material， and oversized weld can not only lead excessive welded distortion， but also reduce joints’ strength.
Keywords：welding technology and equipment； transverse fillet weld； shear strength； joint test； size design； static strength
为减轻结构自重， 提高结构性能， 高强度薄板材料在现代工程结构中得到了广泛应用。然而， 这也导致焊接变形控制成为制造领域急需解决的关键问题之一[1]。 为有效解决这一问题，研究人员从工艺角度进行了大量研究， 如采用新的焊接方法[2]、优化焊接参数[3]以及优化焊序[4]等， 有力促进了焊接水平的提高。然而， 有些文献表明[5]，薄板结构中焊接变形和屈曲现象在很大程度上是由于结构中过大的焊缝尺寸，这也称为“过焊接”（overwelding）现象。过焊接问题主要产生于2个环节，一是制造环节，焊接人员为保守起见，结构的实际焊缝尺寸往往比设计值大；另一个是设计环节，当前接头设计准则往往是基于大量试验数据的经验公式[6]，甚至一些工程师进行焊缝尺寸设计时，仅依据个人经验，这导致了保守的焊缝尺寸
正面角焊缝接头的静力强度与尺寸设计研究
