焊缝强度、定额计算

1—18焊缝的强度、定额计算二焊缝的强度计算角焊缝的计算断面，在角焊缝截面的最小高度上，其值等于内接三角形高度a（计算高度）。KKa7.02余高和个量熔深对接头强度没有影响，对埋弧焊CO2气保护的熔深较大应考虑。计算断面：δ=（K+P）cos45°当K≤8mmδ可取等于K当K＞8mm可取P=3mm⑴对接接头的静载荷强度计算a不考虑焊缝的的余高（基本金属的强度即为焊缝的强度，计算公式通用）b焊缝的计算长度=实际长度c计算厚度时取薄板一侧d焊缝金属的许用应力与基本金属相等，不必进行强度计算A受拉或受压受拉时tLFt1受压时pLFp1F：接头所受的拉力或压力（N）L：焊缝长度(mm)2—18δ1接头中较薄板的厚度σt、σp接头受拉或受压焊缝中所承受的应力（Mpa）［σt′］焊缝受拉或弯曲时的许用应力（Mpa）［σp′］焊缝受压时的许用应力（Mpa）例1：两块板厚5mm，宽为500mm的钢板，对接在一起，两端受到284000N拉力，材料为Q235-A，［σt′］=142MPa，试校核其焊缝强度？已知：δ=5mm，焊缝长度L=500mm，F=28400N，［σt′］=142MPa，求σt＜［σt′］解：MpatMpa＜LFt1426.11355002840001∴该对接接头焊缝强度满足要求，结构工作是安全的注：1)单位化为mm；2）应有校核的结论B受剪切1LQτ:接头焊缝中所承受的切应力（Mpa）Q：接头所受的剪切力［τ′］：焊缝许用的剪切应力（Mpa）例2两块板厚为10mm的钢板对接，焊缝受到29300N的切力，材料为Q235，试设计焊缝的长度？已知：δ1=10mm，Q=29300N，［τ′］=98Mpa。求：焊缝的长度3—18解1LQ1LQ，mmQL9.29109829301∴取L=30mm，即当焊缝长度（板宽）为30mm时，该对接接头焊缝强度能满足要求例3钢板的斜对接，对接焊缝（见图）焊缝长度为600mm，板厚5mm，焊缝的许用应力［σt′］=240Mpa，焊缝的倾斜角45°，求此焊缝承受的最大拉力？已知：L=600mm，δ1=5mm，［σt′］=240Mpa，求F解：tLFt1(斜边F45sin,斜边45sinF)tLF145sin，45sin1LtF2/53.10182437071.0560024045sin5600240mmN答：此焊缝最大拉应力为1018243.53N/mm2受弯矩4—18a受弯平面内弯矩tLM2116b受弯垂直板面的弯矩tLM2126σ：接头受弯矩作用时焊缝所承受的应力（Mpa）［σt′］：焊缝受拉，受弯时的许用应力例4两块相同厚度板的对接接头，材料为Q345钢板，宽度为300mm，受垂直板面弯矩3000000N/mm2，试计算焊缝所需要的厚度？已知:L=300mm，m2=3000000N/mm2，［σt′］=201Mpa，求δ1解：tLM2126mmLtLtM2.17300201300000066M212612∴当δ≥18mm，即焊缝厚度为≥18mm时，该对接接头焊缝强度能满足要求。2搭接接头的静载强度计算（1）受拉压得搭接接头的强度计算1）正面焊缝受拉、压得焊接接头的强度计算KLF4.12）侧面焊缝受拉、压得焊接接头的强度计算5—18LKF7.03）正侧面焊缝联合受拉、压焊接接头的强度计算例5将100×100×10的角钢用脚角焊缝搭接在一块钢板上（见图）受拉伸时，要求角钢等强度，试计算接头的合理尺寸和L应是多少？已知：角钢尺寸100×100×10，求L（L1，L2，L3）解：手册查得角钢断面积A=19.2cm2=1920mm2［σt］(许用拉应力)=160N/mm2［τ′］=100Mpa=100N/mm2AF，F=［σt］A=160N/mm2×1920mm2=30720N/mm2LKF7.0，439mm107.0100307207.0LKF正面L3=100mm，L1+L2=439mm－100mm=339mm从手册中可查得e=28.3mm，按杠杆原理，侧面角焊缝L2正面侧面正面6—1896mm937.951003.28339L2L1=L1－L2－L3=439mm－96mm－100mm=243mm答：当K=10mm，取L1=243mm，L2=96mm，L3=100mm最合理三材料定额计算1焊条，2焊丝，3焊剂，4气体消耗)Kb11000（条焊条KnLAmA:焊缝熔敷金属的截面积mm2L:焊缝长度mρ：熔敷金属的密度g/cm3Kb:药皮的重量系数Kn：金属由焊条到焊缝的转熔系数，包括因烧损、飞溅及未利用的焊条头损失在内表1药皮重量、焊条转熔系数系数焊条型号E4301E4303E4320E4316E5015药皮重量（Kb）0.320.420.420.320.32焊条转熔（Kn）0.770.770.780.797—18注：δ：板厚h：余高b:间隙c：熔宽1chbA342chtgPbA322)(23chtgpbA32)(24chRRPRtgRPbA322)(2)(22αβcδα熔宽8—185chtgRPRRPRbA342)()(2226chtgPbA322)(27chtgPbA342)(2例1某工字梁长48m，焊脚尺寸K10mm，焊缝余高1mm，焊缝坡口为I形的角焊缝，现选用焊条E4303焊条，求焊条的消耗量已知：L=48m，K=10mm，ρ=7.8g/cm3,h=1mm解：αδαδβ9—18226011021002mmKhKA42Kg41.43Kg0.4210.7710007.84860Kb1Kn1000LAm条焊条例2有一容器δ=20mm，采用E5015焊条焊接，求焊缝1的焊条材料定额已知：L=2000mm=2m，ρ=7.8g/cm3，Kb=0.32，Kn=0.79，C1=14mm，C2=12mm，解:chtgPbA322)(122243230)214(2142tg214332577.014428mmchtgPbA322)(222123230)28(282tg277.521677.03616mm焊缝1=2000mm10—1822286.19577.5214321mmmmmmAAA11Kg.532.0179.010008.7286.195Kb1Kn1000PLAm(Kg)焊条答：2m的焊缝要耗用5.11Kg的E5015焊条。例3有一容器δ=20mm，采用E5015焊条焊接，求一条环焊缝的焊条材料定额已知：R=5，β=8°b=2mm，h=2mm，C1=18，C2=12，P=2，d=2100mm解：d=2100－20=2080mmL=πd=3.14=3.14×2080=6531.2mm=6.54mchRRPRtgRPbA322)(2)(122218322514.35214(528)5214(21422tg=28+49×0.14+70+39.25+24=168.11mm2chPbA32222β=8°1=182=1211—18212323028282tg=16+36+0.577+16=52.77mm2A（合计）=A1+A2=168.11+52.77=220.88mm2KgKgKbKnLAKgm1982.18)32.01(79.010008.754.688.22011000)(条3埋弧焊、手工钨极氩弧焊的焊丝耗用量：Kn1000LA)(丝KgmKn=0.92～0.99≈0.95焊剂的消耗量是焊丝消耗量的0.8～1.2倍≈1倍4保护气体耗量的定额计算①消耗了多少瓶②消耗了多少气体V=Q（1+η）t基×n式中：V：保护气体的体积（L）Q：保护气体的流量（L/min）η:气体损耗的系数，常取0.03～0.05t基：单件焊接的基本时间（min）n：每年每月焊接的数量标准容量CO2—标容40L的钢瓶，可灌入25Kg液态CO2，在0℃和1个大气压（101.325Kpa），1KgCO2可化成509L态的CO2，去掉本不能再用于焊接的CO2气体，在标准状态下每瓶25Kg液态CO2，可提供使用CO2气体12—1812324L。123242VNcoAr—标准容量40L氩气钢瓶，在20℃、压力15Mpa，瓶内氩气容量6000L6000VNAr例4有一1Cr18Ni9Ti薄板对接，板厚δ=4mm，焊接时Ar的流量为12L/min，每件需要焊接15min，现有50件，要消耗多少氩气？并折合多少瓶？已知：η=0.04，Q=12L/min，t基=15min，n=50件V=Q（1+η）t基×n=12（1+0.04）×15×50=9360L瓶瓶256.1600093606000VN答：要消耗9360L氩气，折合2瓶氩气例5半自动CO2气体保护焊，焊接一批钢结构件共300套，每套需85min，焊接中的气体流量为12L/min，试求要多少40L的CO2气体？已知：n=300套，t基=85min，Q=12L/min，η=0.04解：318240L3008504).01(12n)1(基tQV瓶26822.251232431824012324NV13—18注：1）中径=外径－δ2）中径=内径+δ3）计算以中径为准四.工时定额焊接一批产品总定额时间的计算公式：T批=（T单×n+T准）÷60T批：焊接一批产品总定额时间（小时）T单：焊接单件产品的定额时间（分）n:一批产品的数量T准：一批产品的准备与结束时间。焊接一件产品定额时间的计算公式：外径内径α对称形坡口δ1=δ2=11外径筒身上的环缝所有环缝14—18T单：=T米×LT单：焊接单件产品的定额时间（分）T米：焊接每一米焊缝的定额时间（分）L：单件产品的焊缝总长度。焊接每米焊缝的定额时间计算公式：T米：=（T基+T辅）+（1+K）T基：焊接的基本时间T辅：更换焊条、焊后自检等K：布置工作场地，生理需要占作业时间的百分数。焊接基本时间计算公式：IGLFIVPPT基注：1）计算时的长度单位为厘米（cm）2）计算出的单位为小时（h）P：形成焊缝所需要熔化的金属重量（克）V：焊条的熔化速度（克/分）α：焊条的熔化系数（克/A/小时），结构钢时α=8.3I：焊接电流的强度（安培）F：焊缝的横截面积cm2L:焊缝的长度cm(如果公式中去掉就说明焊接一米焊缝所需要的基本时间)G：焊条金属的比重（克/cm3）=7.8辅助时间15—181)换焊条时间：平、立、横取0.18分/次；仰取0.25分/次。2）检查和测量焊缝时间焊条的更换次数GdKLLPN2)1)(1(4000P:焊缝金属的重量（克）L：焊条的全长（mm）L1:焊条头（废弃）L1=50～60mmK：由于流失，飞溅所造成的，焊条熔化部分金属的损失系数，一般K=0.15～0.2G：焊条金属比重（克/cm3）d:焊条的直径)/()60(00067.025.018.0.32cmdLt分换表2更换焊条时间系数（T换）〈F〉熔化每立方厘米焊条金属的平均更换焊条的时间（T换）〈系数代号F〉序号焊条直径φ焊条长度mm焊接位置（系数）平、立、横仰13.23500.0980.141244500.040.059354500.0260.038注：埋弧焊F