第20-1-1章 對(duì)接焊縫連接概述

1、青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理青海大學(xué)土木工程學(xué)院教授班級(jí)：交通2011(1、2)青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理l章節(jié)內(nèi)容章節(jié)內(nèi)容1、焊縫連接2、普通螺栓連接3、高強(qiáng)螺栓連接20 鋼結(jié)構(gòu)的連接青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理20 鋼結(jié)構(gòu)的連接章節(jié)重點(diǎn)章節(jié)重點(diǎn)1、掌握鋼結(jié)構(gòu)常用的連接方法、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍；2、了解對(duì)接焊縫和角焊縫的工作性能，掌握對(duì)接焊縫的計(jì)算方法和各構(gòu)造尺寸限制的意義；3、了解焊接應(yīng)力、焊接變形的形成原因及防治措施；4、了解普通螺栓連接和高強(qiáng)螺栓的工作性能、破壞形態(tài)，掌握普通螺栓和高強(qiáng)螺栓連接的計(jì)算方法；青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2、原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理20 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法鋼結(jié)構(gòu)的連接方法有焊接、鉚釘連接和螺栓連接焊接、鉚釘連接和螺栓連接(a) 焊接；焊接； (b) 鉚接；鉚接； (c) 栓接栓接 青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)連接的種類及其特點(diǎn)應(yīng)用最多發(fā)展快，應(yīng)用增多基本已被取代焊縫連接連接方法 螺栓連接鉚釘連接20 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理方法：以手工焊或自動(dòng)、半自動(dòng)埋弧焊作為連接手段并用金屬焊條或焊絲作為材料將鋼構(gòu)件和部件連接成整體1.分類2.優(yōu)缺點(diǎn)3.缺陷及質(zhì)量檢驗(yàn)4.型式及焊縫形式5.代號(hào)20.1 焊縫連接20.1.1 焊接連接的分類電阻焊1）手工電弧焊2）自動(dòng)半自動(dòng)

3、埋弧焊氣體保護(hù)焊（1）手工電弧焊原理：利用電弧產(chǎn)生熱量熔化涂有焊藥的焊條和母材形成焊縫。 焊機(jī)導(dǎo)線熔池焊條焊鉗保護(hù)氣體焊件電弧優(yōu)點(diǎn)：方便，適應(yīng)性強(qiáng)，特別適用于在高空和野外作業(yè)，小型焊接，應(yīng)用最廣泛。缺點(diǎn)：質(zhì)量波動(dòng)大，要求焊工等級(jí)高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。 電渣焊電弧焊青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理20.1.1 焊接連接的分類A、焊條的選擇： 焊條應(yīng)與焊件鋼材（主體金屬）相適應(yīng)。Q390、Q420鋼選擇E55型焊條(E5500-E5518)Q345鋼選擇E50型焊條 (E5001-E5048)Q235鋼選擇E43型焊條（E4300-E4328)B、焊條的表示方法：E焊條(Electr

4、ode)第1、2位數(shù)字為熔敷金屬的最小抗拉強(qiáng)度（kgf/mm2)第3、4表示適用焊接位置、電流及藥皮的類型。不同鋼種的鋼材焊接，宜采用與低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊條。青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理（2）埋弧焊（自動(dòng)或半自動(dòng)）l 光焊絲埋在焊劑下，通電后電弧使焊絲、焊件、焊劑熔化形成焊縫。l 焊劑溶化后形成焊渣浮在溶化金屬表面，隔絕空氣接觸，供給必要的合金元素。、焊絲轉(zhuǎn)盤送絲器焊劑漏斗焊劑熔渣焊件優(yōu)點(diǎn)：自動(dòng)化程度高，焊接速度快，勞動(dòng)強(qiáng)度低，焊縫質(zhì)量好。缺點(diǎn)：設(shè)備投資大，施工位置受限。青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理（3）氣體保護(hù)焊 利用焊槍噴出的CO2或其他惰性氣體代替焊劑的電弧溶焊

5、方法。直接依靠保護(hù)氣體在電弧周圍形成保護(hù)層，以防止有害氣體的侵入。 優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有熔渣，焊接速度快，焊接質(zhì)量好。缺點(diǎn)：施工條件受限制，不適用于在風(fēng)較大的地方施焊。青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理（5）電渣焊 利用電流通過(guò)熔渣所產(chǎn)生的電阻來(lái)熔化金屬，焊絲作為電極伸入并穿過(guò)渣池，使渣池產(chǎn)生電阻熱將焊件金屬及焊絲熔化，沉積于焊池中，形成焊縫。電渣焊一般在立焊位置進(jìn)行。 （4）電阻焊 利用電流通過(guò)焊件接觸點(diǎn)表面的電阻所產(chǎn)生的熱量來(lái)溶化金屬，再通過(guò)壓力使其焊合。適用于板疊厚度不大于12mm的焊接。 青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理20.1.2 焊接連接的優(yōu)缺點(diǎn)1.不需要在鋼材上打孔鉆眼，既省

6、工，又不減損鋼材截面，使材料可以充分利用；2.任何形狀都可以直接相連，不需要輔助零件，構(gòu)造簡(jiǎn)單；3.焊縫連接的密封性好，結(jié)構(gòu)剛度大。1.施焊的高溫作用，形成焊縫附近的熱影響區(qū)，使鋼材的金屬組織和力學(xué)性能發(fā)生變化，材質(zhì)變脆；2.焊接的殘余應(yīng)力使焊接構(gòu)件發(fā)生脆性破壞的可能性增大，殘余變形使尺寸和形狀發(fā)生變化，矯正費(fèi)工；3.局部裂縫容易擴(kuò)展到整體，低溫冷脆問(wèn)題比較突出。優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理1、焊縫缺陷：指焊接過(guò)程中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內(nèi)部的缺陷。常見(jiàn)的缺陷有裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、未焊透等；以及焊縫尺寸不符合要求、焊縫成形不

7、良等。 裂紋焊瘤燒穿弧坑氣孔夾渣咬邊未熔合未焊透20.1.3 焊接連接的缺陷及質(zhì)量檢驗(yàn)青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理裂紋裂紋 最危險(xiǎn)的缺陷，出現(xiàn)在焊縫內(nèi)部或熱影響區(qū)內(nèi)，導(dǎo)致裂紋尖端應(yīng)力集中現(xiàn)象嚴(yán)重，易脆斷。產(chǎn)生原因鋼材化學(xué)成分不當(dāng)，含C量過(guò)高；焊接工藝不合適，電流、速度等；所用焊條不符合要求及施焊次序不恰當(dāng)。氣孔氣孔 氣體在焊縫金屬冷卻前沒(méi)有逸出而形成。降低塑性、密實(shí)性。夾渣夾渣 是在焊縫金屬內(nèi)部或與母材熔合處形成的非金屬夾雜物。危害同氣孔。裂紋氣孔夾渣青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理未熔合未熔合 指母材與熔化金屬之間局部未熔合的現(xiàn)象。削弱連接強(qiáng)度，產(chǎn)生應(yīng)力集中，易脆斷。咬邊

8、未熔合未焊透咬邊咬邊 是在焊縫一側(cè)或兩側(cè)與母材交界處形成的凹坑。減少母材有效面積，造成應(yīng)力集中。未焊透未焊透 削弱連接強(qiáng)度，產(chǎn)生應(yīng)力集中青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2、焊縫質(zhì)量等級(jí)鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50205-2001規(guī)定焊縫按其檢驗(yàn)方法和質(zhì)量要求分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)。三級(jí)焊縫三級(jí)焊縫只要求對(duì)全部焊縫作外觀檢查，檢查焊縫尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求和有無(wú)看得見(jiàn)的裂紋、咬邊等缺陷。二級(jí)焊縫二級(jí)焊縫：外觀檢查+無(wú)損檢驗(yàn)（超聲波探傷）合格，用于受較大拉應(yīng)力的重要連接。一級(jí)焊縫一級(jí)焊縫：外觀檢查+無(wú)損檢驗(yàn)（超聲波探傷、X射線探傷）合格，用于抗動(dòng)力、需要驗(yàn)算疲勞的重要連接。一、二級(jí)對(duì)接焊

9、縫金屬?gòu)?qiáng)度與被焊金屬?gòu)?qiáng)度相等。20.1.3 焊接連接的缺陷及質(zhì)量檢驗(yàn)青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理1、連接型式：分為平接、搭接、T形連接和角部連接。20.1.4 焊接連接型式及焊縫形式青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2、焊縫形式：分為對(duì)接焊縫和角焊縫。 對(duì)接焊縫按受力與焊縫方向分： 1）直對(duì)接焊縫 2）斜對(duì)接焊縫青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2、焊縫形式：分為對(duì)接焊縫和角焊縫。 角焊縫按受力與焊縫方向分： 1）正面角焊縫：作用力方向與焊縫長(zhǎng)度方向垂直。 2）側(cè)面角焊縫：作用力方向與焊縫長(zhǎng)度方向平行。N側(cè)面角焊縫正面角焊縫青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 1）連續(xù)角焊縫：受力性能較好，為主要的角焊縫形式。 2）間斷角焊縫：在起、滅弧處容易引起應(yīng)力集中。 不重要或受力小的構(gòu)件，可采用間斷角焊縫連接3、角焊縫沿長(zhǎng)度方向的布置注意: L不宜過(guò)長(zhǎng) 在受壓構(gòu)件中L15t 在受拉構(gòu)件中L30t （t為較薄焊件的厚度）青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理平焊、立焊、橫焊和仰焊。4、施焊位置施焊方式平焊立焊焊條仰焊橫焊青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理封底焊縫I形焊縫V形焊縫單邊V形焊縫帶鈍邊V形焊縫20.1.5 焊縫代號(hào)青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理對(duì)接焊縫角焊縫角焊縫塞焊縫與槽焊縫點(diǎn)焊縫帶鈍邊U形焊縫青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)