关于焊接接头的选择与坡口设计 电子束焊( 三 )
T形(十字)接头从母材到焊缝过渡剧烈，传力转折点大，力线扭曲，应力分布不均匀，容易产生较大的应力集中 。应力分布如图5 -7所示 。从图5-7a可以看出，由没有倒角的焊缝组成的T形(十字形)接头，即图5 -1a所示的T形接头，在角焊缝根部，如I-I截面A点、II-II截面A点和III-III截面B点，应力最大 。如果坡口全焊，应力分布将大大改善，如图5-7b所示 。t形(十字)接头也是一种典型的熔焊接头，应用广泛 。它占船舶工业所有接头的70%，因此改善其应力分布非常重要 。对于I形坡口角焊缝形成的T形(十字)接头，随着圆角尺寸的增大和θ角的减小(图5-7a)，应力集中减小 。当θ角小于或大于45°时，即图5-3d的不等角焊缝，只有长边顺着力线方向(即θ3(δ-δ1))，坡口也可以从两侧切割 。
②搭接接头的强度计算:图5-10给出了典型的搭接接头和受力情况，这里也列出了塞焊和电铆焊的搭接接头(见图5-10g和H) 。另外，搭接接头都是由角焊缝组成的，就像对接接头强度计算主要是校核对接焊缝的强度，搭接接头强度计算主要是计算角焊缝的强度 。在计算搭接角焊缝时，做出以下假设:
首先，对于这种角焊缝的形状(见图5 -3)，用内接等腰直角三角形的高度，即K0作为计算厚度，不考虑焊缝的凸凹度和熔深的差异，这样，
0 ≈ 0.7k，其中k是焊脚的尺寸 。当熔深较大时，如埋弧焊，K0≈0 。8K甚至等于k都可以考虑 。
二是角焊缝按计算截面计算，即计算厚度(习惯上称为喉厚)的截面受到剪应力破坏 。即使接头承受弯矩，抵抗弯矩产生的应力假定为剪应力，如表5-8、式(5-12)、式(5-15)、式(5-17)等 。
第三，没有考虑正面和侧面角焊缝的应力差以及焊缝上的应力分布不均匀，给计算带来了方便 。由于侧搭接焊缝的应力不均匀性随着焊缝长度的增加而增加，上述计算规则限制了焊缝长度的计算 。
第四，限制最小角焊缝尺寸，一般不小于4mm 。当厚度小于4 mm时，圆角尺寸可以与厚度相同 。图5 -10各种搭接接头的强度计算见表5-8的相关部分 。
③T型接头的强度计算:如图5-7所示，T型接头和十字接头可以由角焊缝(见图5 -7a)组成，角焊缝会产生应力集中，也可以由对接焊缝组成，如K型坡口焊缝(见图5-7b)，对接焊缝的应力集中要小得多 。表5-8包括两种焊缝的强度计算 。可以看出，角焊缝的强度计算与搭接角焊缝相同，后者与对接焊缝相同 。需要指出的是，当T型接头受压时(见图5 -11a)，由于立板可以紧靠盖板，T型接头的承载能力大大提高，其强度可以用公式(5 -20)计算 。在许多情况下，集中力既不平行于焊缝，也不垂直于焊缝，所以可以把力分成两部分，分别计算强度，如图5 -11 d和表5-8 (5 -26)所示 。
2)用极限状态设计法计算焊接接头 。根据GB 50017-2003《钢结构设计规范》，当采用焊接时，对接接头、T形接头、角接接头和搭接接头上的焊缝采用对接焊缝、直角角焊缝(图5 -3)、斜角角焊缝(图5 -13)和对接角焊缝组合(图5-12) 。焊缝应根据结构的重要性、载荷特性、焊缝形式、工作环境和应力状态等进行选择 。是否选择渗透和不同质量等级 。如疲劳承载构件的对接焊缝应全熔透，焊缝质量为I、II级；虽然不算疲劳，但如果要求和母材一样强，也要求全焊，焊缝质量不低于II级；重型吊车梁、起重量> 50t的中型吊车梁、腹板与盖板之间的角焊缝等 。需要坡口穿透 。
表5-8熔焊接头静载强度计算(许用应力法)
焊缝强度的计算公式见表5-9 。
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