梁式构件焊接时所需夹紧力的确定

梁式结构易出现的焊接变形是纵向弯曲变形、扭曲变形和翼缘因焊缝横向收缩形成的角变形。

如图2-8(d)所示的T形梁，焊后出现纵向弯曲，它是因焊缝纵向收缩产生的弯矩作用而形成的。该弯矩可用下式表达

图2-8　焊接T形梁的纵向弯曲

Mw=Fwe

式中　Fw——焊缝纵向收缩力，N，单面焊时，Fw=1.7DK2，双面焊时Fw=1.15×1.7DK2；

K——焊脚尺寸,mm，见图2-8(e)；

D——工艺折算值，埋弧焊时D=3000N/mm2，焊条电弧焊时D=4000N/mm2；

e——梁中性轴至焊缝截面重心的距离,mm，见图2-8(e)和图2-7。

如图2-7所示，T形梁中性轴尺寸由平面几何知识得出：

图2-7　T形梁模型L—T形梁中性轴；K—焊脚高

由平面几何知识得知：此类等腰直角三角形焊缝截面重心离翼板上端面的距离为K/3。因此可以求出

(2-14)

梁在弯矩Mw作用下，呈现圆弧形弯曲，其弯曲半径为

(2-15)

梁中心所形成的挠度为

(2-16)

为了防止焊缝纵向收缩而形成梁的纵向弯曲变形，在大多数梁用焊接夹具中都装有成列的相同夹紧机构，其夹紧作用如同焊接梁上作用着均布载荷q[图2-8(a)]，使梁产生与焊接变形相反的挠度f以抵消fw，f的大小可用下式表示

(2-17)

根据式(2-16)和式(2-17)以及考虑到f应等于fw，则可求出均布载荷q，也即防止梁焊接弯曲变形所需的夹紧力，即

(2-18)