對接焊縫

焊縫是指利用焊接熱源的高温，將焊條和接縫處的金屬熔化連接而成的縫。焊縫金屬冷卻後，即將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。角焊縫常用於搭接連接；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採用；對接焊縫常用於板件和型鋼的拼接，為便於施焊和保證焊縫質量，常將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。

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。一般採用焊透的對接焊縫。

採用對接焊縫連接時，焊縫金屬將成為焊件截面的組成部分。為便於施焊和保證焊縫質量，在焊件較厚時，常將焊件的邊緣加工成各種形狀的坡口。坡口各部分的尺寸標註如圖1所示。其中，

為坡口角度；鈍邊長度為

，可起到托住焊液的作用；間隙寬度為

，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，焊口處易產生內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板或引出板，將起弧點和落弧點移到引弧板或引出板上，焊後將引弧板或引出板割除即可。

當焊接不同寬度和厚度的焊件時，應將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，如厚度差不大於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，斜坡坡度不應大於1:4。 ^[1] 

為了便於施工，保證施工質量，保證對接焊縫充滿母材縫隙，根據鋼板厚度採取不同的坡口形式。

當焊件厚度在10 mm以下時，可採用直邊焊縫坡口；當焊件厚度為10～20mm時，可採用單邊V形或V形坡口；當焊件厚度較厚時可採用K形或X形坡口。當坡口間隙過大時，可加設墊板，墊板在施焊後除去，也可留在焊件上。

當間隙過大（3～6mm）時，可在V形縫及單邊V形縫、形縫下面設一塊墊板（引弧板），防止熔化的金屬流淌，並使根部焊透。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。 ^[1] 

因為對接焊縫的截面和焊件的截面相同，焊縫中的應力分佈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。只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

承受軸向壓力或拉力的對接焊縫按下式計算：

式中

——軸心拉力或軸心壓力；

——焊縫計算長度，有引弧板時取焊縫實際長度，無引弧板時取焊縫實際長度減去

；

——對接接頭中為厚度較小焊件的厚度，

形接頭中為腹板厚度；

——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

矩形截面的對接焊縫在彎矩、剪力的共同作用下，應按下式分別計算正應力和剪應力。

式中

——焊縫截面的截面模量；

——焊縫截面對中和軸的慣性矩；

——計算點在中和軸以外的面積對中和軸的面積矩；

——對接焊縫的抗剪強度設計值。

截面為工字形、

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。

1.1——考慮折算應力只產生在焊縫的局部而將設計強度提高的係數。

(3)彎矩、剪力、軸力共同作用下對接焊縫的計算

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產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

——彎矩產生的應力；

——軸力產生的應力。 ^[2]