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(二).焊接接头及坡口的设计 1、角焊缝的尺寸应符合下列规定:
①角焊缝的最小计算长度应为其焊脚尺寸(hf)的8倍,且不得小于40mm;焊缝计算长度应为扣除引弧、收弧长度后的焊缝长度;
②角焊缝的有效面积应为焊缝计算长度与计算厚度(he)的乘积。对任何方向的荷载,角焊缝上的应力应视为作用在这一有效面积上;
③断续角焊缝焊段的最小长度应不小于最小计算长度; ④角焊缝最小焊脚尺寸宜按下表取值;
⑤ 当被焊构件中较薄板厚度≥25mm时,宜采用开局部坡口的角焊缝; ⑥ 采用角焊缝焊接接头,不宜将厚板焊接到较薄板上。 角焊缝最小焊脚尺寸(mm)
母材厚度t 角焊缝最小焊脚尺寸
t≤6 3 6≤t≤12 5 12≤t≤20 6 t≥20 8
1. 采用不预热的非低氢焊接方法进行焊接时,t等于焊接接头中较厚件厚度,应使用单道焊;采用预热的非低氢焊接方法或低氢焊接方法进行焊接时,t等于焊接接头中较薄件厚度;
2. 焊缝尺寸无需超过焊接接头中较薄件厚度的情况除外; 3. 承受动荷载的角焊缝最小焊脚尺寸为5mm。
2、不同厚度及宽度的材料对接时,应作平缓过渡并符合下列规定:
(1 )、 不同厚度的板材或管材对接接头受拉时,其允许厚度差值(t1-t2)应符合表1的规定。 当超过表1的规定时应将焊缝焊成斜坡状,其坡度最大允许值应为1:2.5;或将较厚板的一面或两面及管材的内壁或外壁在焊前加工成斜坡,其坡度最大允许值应为1:2.5; 表1
较簿钢板厚度 (mm) 7.5~9 10~12 >12
允许板厚差 (mm) 2 3 4
图5.4.4 对接接头部件厚度、宽度不同时的平缓过渡要求示意
(a)板材厚度不同加工成斜坡状;(b)板材厚度不同焊成斜坡状;(c)管材内径相同壁厚不同;(d)管材外径相同壁厚不同;(e)板材宽度不同 3. 防止板材产生层状撕裂的节点、选材和工艺措施
在T形、十字形及角接接头中,当翼缘板厚度等于、大于20mm时,为防止翼缘板产生层状撕裂,接头设计时应尽可能避免或减少使母材板厚方向承受较大的焊接收缩应力,并宜采取下列节点构造设计:
1 ) 在满足焊透深度要求和焊缝致密性条件下,采用较小的焊接坡口角度及间隙(图5.5.1-1a);
2 ) 在角接接头中,采用对称坡口或偏向于侧板的坡口(图5.5.1-1b); 3 ) 采用双面坡口对称焊接代替单面坡口非对称焊接(图5.5.1-1c); 4 ) 在T形或角接接头中,板厚方向承受焊接拉应力的板材端头伸出接头焊缝区(图5.5.1-1d);
5) 在T形、十字形接头中,采用铸钢或锻钢过渡段,以对接接头取代T形、十字形接头(图5.5.1-1e、f);
不良 良
图5.5.1-1 T形、十字形、角接接头防止层状撕裂的节点构造设计示意
6) 改变厚板接头受力方向,以降低厚度方向的应力(图5.5.1-2);
5.5.1-2 改善厚度方向焊接应力大小的措施
7 )承受静载荷的节点,在满足接头强度计算要求的条件下,用部分焊透的对接与角接组合焊缝焊缝代替完全焊透坡口焊缝(图5.5.1-3)。
5.5.1-3 采用部分焊透对接与角接组合焊缝代替焊透坡口焊缝
4、 对于结构中T形接头、十字接头、角接接头,可采用下述加工工艺和措施
1)焊接结构中母材厚度方向上需承受较大焊接收缩应力时,应选用具有较好厚度方向性能的钢材。
2) 在满足接头强度要求的条件下,尽可能选用具有较好熔敷金属塑性性能的焊接材料;避免使用熔敷金属强度过高的焊接材料;
3) 使用高熔敷率、低氢或超低氢焊接方法和焊接材料进行焊接; 4) 采用塑性较好的焊材在坡口内母材板面上先堆焊塑性过渡层; 5)采用合理的焊接顺序,减少接头的焊接拘束应力。 在翼板厚度方向上含有不同厚度腹板的接头中,先焊具有较大熔敷量和收缩量的较厚接头,后焊较小厚度的接头;
6) 在不产生附加应力的前提下,适当提高接头的预热温度。
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