联接设计：焊接

焊接是利用局部加热、加压使两个以上的金属件在联接处形成原子或分子间的结合而构成的不可拆联接。焊接具有强度高、紧密性好、工艺简单、操作方便、重量轻和劳动强度低等优点，广泛用于金属构架、壳体及机架等结构的制造。

焊接方法可以归纳为三个基本类型：熔化焊、压力焊和钎焊。熔化焊是最基本的焊接工艺方法，在焊接生产中占主导地位。压力焊及钎焊具有成本低、易于实现机械化自动化操作等特点。熔化焊又分为电弧焊、电渣焊、气焊等，在机械制造中最常用的是电弧焊。电弧焊是利用焊条与焊件间产生电弧热将金属加热并熔化的焊接方法。本节只概略介绍有关电弧焊结构的基本知识。

(1) 焊缝的式样及强度计算

根据被焊件在空间的相互位置，焊接接头基本上可分为对接接头、搭接接头和正交接头（T型和L型）三种类型。焊缝式样见表1。现简述几种如下：

① 对接焊缝

对接焊缝主要用于对接接头以联接位于同一平面内的被焊件。

对接焊缝受力较均匀。被焊件厚度不大时可不开坡口（图1a），厚度较大时，为了保证焊透，要预先做出各种形式的坡口，坡口的基本形式和尺寸可参见GB985－88。图1b 所示为V型坡口。

图1

对接焊缝承受拉力或压力时（图1c），其平均应力及强度条件为

图2

③ 塞焊缝

塞焊缝的型式见表15.10。这种焊缝一般只用作辅助焊缝以补主焊缝强度的不足或用来使被焊件互相贴紧。

(2) 焊接材料和许用应力

焊接结构件广泛地使用各种型材、板材及管材。常用材料为Q215～Q295、15～20号钢、低碳合金钢以及可焊性好的其它材料。焊条的材料最好与被焊件的材料相同。焊条的种类很多，应针对具体要求从手册中选取。

焊缝的许用应力取决于焊接工艺、焊条及被焊件材料和载荷性质。焊缝静强度的许用应力值列于表15.11中，以供参考。建筑结构、船舶和锅炉制造等行业都有专门的设计规范，设计时必须按这类规范选取许用应力。

表2  焊缝静强度的许用应力 　Mpa

注：　⑴ E43表示焊条型号，E后的数字表示熔积金属的最低拉伸强度极限，E43系列> 43kgf/mm2（420MPa）；
⑵ 对单面焊接的角钢构件，表中数值应降低25％；
⑶ 受变载荷时许用应力应乘一降低系数（查有关手册）。