熔焊接头的基本类型及工作应力分布
出处：按学科分类—工业技术 河南科学技术出版社《焊接技术手册》第723页（2689字）
1．对接接头
熔焊是应用最普遍的焊接方法，熔焊接头的形式也比较多。其中对焊接头的受力状况较好，应力集中程度较小，焊接材料消耗少，焊接变形也小，因此对接接头是一种比较理想的接头形式。为保证焊接质量往往进行坡口对接焊，如图13－3所示。
图13－3 坡口对接焊接头举例
(a)单边卷边 (b)双边卷边 (c)I形 (d)V形 (e)单边V形 (f)带钝边U形 (g)带钝边J形 (h)双V形 (i)带钝边双U形 (j)带钝边双J形
对接接头的工作应力分布如图13－4所示。应力集中一般出现在焊趾处，应力集中系数K(K=
，σmax：最大应力值；σm：平均应力值)与焊缝宽度C、余高h、焊趾处的θ角和转角半径r有关，如图13－5所示。
图13－4 对接接头中的工作应力分布
图13－5 对接接头的几何尺寸与应力集中系数的关系
(a)余高5mm时 (b)余高2mm时 (c)余高0．5mm时
2．T形接头
T形和十字接头有焊透的和不焊透的，不开坡口的通常不焊透，开坡口的接头是否焊透要视坡口的形状和尺寸而定。开坡口焊透的接头承受动载的能力较强，其强度可按对接接头计算。T形接头及坡口形式如图13－6所示。
图13－6 开坡口的T形及十字接头举例
(a)单边V形 (b)带钝边单边V形 (c)双单边V形 (d)带钝边双单边V形 (e)带钝边J形 (f)带钝边双J形
T形和十字接头的应力分布很不均匀，在角焊缝的根部和焊趾处都有很大的应力集中，如图13－7所示。其应力集中系数随角焊缝的形状和尺寸发生变化，其类似的有限元计算结果见表13－1。对于开坡口焊透的十字接头应力集中大大降低。T形接头的工作应力分布与十字接头相似，但角焊缝焊根和焊趾处的应力集中系数较低。
图13－7 丁字(十字)接头的应力分布
表13－1 十字接头焊根和焊趾处的最大应力集中系数
3．搭接接头
搭接接头由于焊前准备和装配工作简单，而得到广泛应用，其常见形式如图13－8所示。
图13－8 搭接接头举例
(a)正面角焊缝连接
(b)侧面角焊缝连接
(c)联合角焊缝连接
(d)正面角焊缝+塞焊缝连接
(e)正面角焊缝+槽焊缝连接
搭接接头的应力分布很不均匀，在角焊缝的根部和焊趾处都有很大的应力集中，如图13－9所示。其应力集中系数随角焊缝形状、尺寸而变化，见表13－1。
图13－9 搭接焊缝的应力分布
(a)正面角焊缝搭接
(b)侧面角焊缝搭接
(c)联合角焊缝搭接
4．电阻焊接头的基本类型及应力分布
电阻焊的种类很多，一般点焊、凸焊、缝焊都采用搭接接头，如图13－10、图13－11所示。而高频电阻焊多采用对接接头，如图13－12所示，对焊则全是对焊接头的形式，如图13－13所示。
图13－10 电阻点焊接头的类型
(a)单排点焊接头
(b)双排点焊接头
(c)单面盖板点焊接头
(d)双面盖板点焊接头
图13－11 凸焊接头类型及应用举例
图13－12 高频电阻焊适用的接头类型
图13－13 对焊接头形式与应用举例
电阻焊接头的形式很多，载荷情况也不同，因而应力分布情况不同。这里主要介绍点焊的情况。
点焊接头中，焊点附近的母材，沿板厚方向的正应力分布和焊点上的切应力分布都是不均匀的，存在严重的应力集中，如图13－14所示。多点焊时，每个焊点上的应力分布也不同，如图13－15所示。
图13－14 点焊接头的工作应力分布
图13－15 单行多焊点接头中的载荷分配
点焊接头的焊点承受拉力时，在其周围的应力集中极为严重，如图13－16所示。它的抗拉强度特别低，所以一般应避免这种连接形式。
图13－16 点焊焊点受拉时的应力分布
5．钎焊接头的基本类型
钎焊接头的连接形式有多种，可分为4大类，即搭接接头、T形接头、套接接头和舌形与槽形接头，如图13－17所示。