焊接达因的计算
计算焊接工作量的单位，也就是焊接当量。国外叫达因，是指直径1英寸的一个焊口为1个焊接当量（1个达因）。10个1英寸的焊口就是10个达因，2个5英寸的焊口也是10个达因，这种统计方法只考虑了焊口直径没有考虑壁厚的影响，所以只适用于壁厚在8毫米以下的焊口；超过8毫米每增加2毫米加乘一个0.1的系数。具体系数还可以商榷。
装置区的焊接工程量可以根据经验公式算：
装置区的焊接工程量=管线总长度×0.127（修正系数）×管线寸口+（弯头数量×管线寸口×2）+（三通数量×管线寸口×3）+（法兰数量×管线寸口）+（大小头数量×管线寸口×2）对于非装置区即管廊区，可以按公式计算：
非装置区的焊接工程量=焊口数（管线总长度/单根管线长度）×管线寸口+（弯头数量×管线寸口×2）+（三通数量×管线寸口×3）+（法兰数量×管线寸口）+（大小头数量×管线寸口×2）
如：管线是3”，焊口数有20个，焊接工程量就是60”。
上式中的管线寸口即管线外径的英制，上面公式只是1种外径规格的管子计算方法，所有规格的管线均按上面公式计算，最后再加起来，就可得到总焊接工程量。
对于厚壁管，可以根据经验乘以一个系数。
还有一种方法，可按经验，根据总单线图的图纸数量，估算总焊口数。
动载焊接结构设计Ⅲ(疲劳强度寿命计算)
****动载焊接结构的设计 1、 焊接结构疲劳强度设计的一般原则 设计过程可分为以下三个步骤： ⑴ 考虑实用性，进行功能设计 根据结构未来的工作情况，合理地提出结构的承载能力、强度、刚度、耐蚀度、使用寿命等比较具体的要求。考虑安全性，这些要求不能太低；考虑经济性，这些要求也不能过高。 ⑵ 进行方案设计 根据上述要求，选择确定结构材料、结构构造形式、传动形式、自动化程度、控制方式、生产制造工艺等综合设计方案，它们互相联系，又互相制约； ⑶ 进行具体的施工图设计 绘图前，进行必要的计算，以便确定结构的重要尺寸。我们要讲的是如何合理选择动载焊接结构、焊接接头的结构形式和怎样进行必要的计算。 设计动载焊接结构必须特别强调两点：① “动载”，对应力集中非常敏感；②焊接接头属于刚性连接形式，对应力集中也比较敏感。而且“焊接结构”难免有焊接残余应力、变形、焊接缺陷等，存在应力集中现象。 因此，设计动载焊接结构时，必须注意以下几点： ⑴ 承受拉伸、弯曲、扭转的构件，截面面积变化时，尽量保持平顺、圆滑的过渡，尽量防止或减小构件截面刚度突然变化，避免造成较大的附加应力和应力集中。 ⑵ 对接、角接、丁字、十字接头等，均应优先采用对接焊缝，少用角焊缝； ⑶ 单面搭接接头角焊缝的焊根、焊趾处，既有偏心弯矩的作用，又有严重的应力集中，承受疲劳载荷的能力很低，必须尽量避免采用这种接头形式； ⑷ 承受疲劳载荷的角焊缝（未焊透的对焊缝，也看作角焊缝），危险点在应力集中比较严重的焊缝根部或焊趾处。应采用如下措施：① 开坡口，加大熔深，减小焊缝根部的应力集中；② 将焊趾处加工成圆滑过渡的形状，减小焊趾的应力集中； ⑸ 处于拉应力场中的焊趾、焊缝端部或其它严重的应力集中处（如裂纹），应设置缓和槽、孔，以便降低应力集中的影响。 总之，应采取一切措施，排除或减小应力集中的影响。 2、疲劳强度的许用应力设计法 我国钢结构标准，原设计规范基本金属及连接的疲劳计算中，采用疲劳许用应力。 ⑴ 许用应力的确定 先通过实验测定材料、结构的疲劳强度或疲劳极限，再按存活率（一般结构97.7％，特重要结构99.99％）和疲劳循环次数（如2×106次）确定疲劳强度r σ；疲劳强度的许用应力 [] n r p r σσ= 式中： n - 安全系数； ⑵ 设计原则 最大疲劳工作应力m ax σ≤许用应力[] p r σ ⑶ 缺点 ① 没有考虑疲劳载荷的累积效应； ② 没有考虑过载峰对疲劳寿命的影响； ③ 没有考虑千变万化的不确定因素。过去把这些不确定因素的影响，涵盖在安全系数里，加以考虑。电站两例 3、 焊接结构的疲劳寿命设计 ⒊1 疲劳裂纹的亚临界扩展 一个初始裂纹0a 的构件，只有载荷应力达到临界值C σ时（图1），亦即当裂纹尖端 图1 亚临界裂纹扩展与 临界尺寸
焊接当量--焊接工程统计方法
焊接当量--焊接工程统计方法
焊接当量——焊接工程统计新方法探讨 （核电专辑） 张宗富1罗来丰2 （1.国家电力公司电源建设部，北京市，100011； 2.山东核电工程公司，深圳，518124） [摘要]本文介绍一种统计焊接工程量的新方法，此方法在岭澳核电站常规岛工程焊接工作量统计中发挥了重要作用。 [关键词] 焊接当量统计 Equivalent Weld----A New Method of Weld project statistics Zhang Zongfu1Luo Laifeng2 （1.State Electric Power Corporation,Beijing,100011 2.Shandong Nuclear Power Construction Company, Shenzhen,518124) 焊接工种是门特殊的工种，焊工是需要经过特殊的专业培训，耗费一定量的钢材，经过严格考试取证，才允许上岗，而真正能承担管道焊接，保证焊接质量的稳定和提高，还需要经过四、五年的实践锻炼和培养。在涉外工程或遇到新钢种时还需要进行额外的培训、考核和取证，因而培养一名优秀的合格焊工成本和代价是很高的，在电建行业属稀缺的人力资源。
1 焊接工程量和焊接定额统计缺乏统一的标准，是造成人力资源浪费或工期延长的主要因素之一 在电力建设安装过程中因种种原因会经常发生焊工数量过多，劳动效率低下，或焊工数量过少，形成工程进度的瓶径效应。如何将焊工人数控制在一个合理的范围，与安装工保持一个最佳的匹配，保证工程进度按计划进行。过去的经验做法是根据安装工程量的大小确定安装工的人数，再按一定的比例确定焊工的人数，由于安装工程焊接工作量的不确定性，有时还会发生焊工过多，造成人力资源的浪费，有时焊工不够，进度难以保证。在工地上经常听到安装队的主任抱怨焊工不够任务完不成，公司领导时常批评焊工任务不足，劳动效率低下。这都是因为对焊接工程量和焊工劳动定额缺乏一个统一的量化指标。 2 当前焊接工程量和焊接定额的统计方法及存在的问题 目前焊接工程量的统计方法有焊口数量统计法、焊缝长度统计法、焊口直径统计法、焊缝体积统计法、焊条消耗统计法、焊接劳动定额等。 (1) 焊口统计法和焊缝长度统计法是按焊口数量或焊缝长度不 考虑管径和厚度的形象统计法，能比较直观地反映焊接工程的形象工作 量，适用于相同直径和相同厚度的焊件焊接工程量的考核，但不能反映 不同管径和不同厚度的实际工程量和劳力消耗状况，以此来指导现场多 规格焊接工作，缺乏现实的指导意义。 (2) 焊接直径统计法是对焊口的直径累加的统计方法，考虑了直 径的变化，对于厚度相同的焊接工作统计和考核，具有直接、简单和方 便的优点，但对于不同厚度的焊接工作，同样缺乏现实的指导意义。 (3) 焊缝体积法是计算焊缝实际体积的一种统计方法，该方法计 算出的焊接工程量准确，但由于计算过程复杂烦琐，考虑的因素和条件 过多，难以推广使用。 (4) 焊条消耗统计法是统计焊工每天消耗焊条的数量的一种方 法，主要用来考核焊工每天完成的工作量，但这样不易保证焊接质量并 容易造成焊材的浪费。 (5) 正是由于以上统计方法存在的弊端，建设安装行业的焊接工 作者，经过长期的生产实践和经验总结，将各类材料、各种规格的焊口
管道达因测算
1、前言 近年来，伴随着国家基建紧缩的政策，施工企业的任务严重不足，建筑安装市场的竞争日益激烈，以原有的“预算让利式”的报价方式已经远远不能满足报价的需要，公司领导提出了“成本加成式”的报价策略，即在测算成本的基础上加上一定比例的利润作为投标标价。这就对各专业的报价人员提出了更高的要求，成本测算成了摆在每个报价人员面前的首要问题。本人也于那时起，结合自己的专业，开始了对管道成本测算的尝试。 2、确定以DIN作为管道估价单位的原因 在中国的习惯是以“米”作为管道计量单位，工程技术人员通常用管道的米数来代表管道施工工程量的大小，然而这样的计量是很不准确的，由于管道的管径、壁厚及管件的含量不同，同样是一千米管道，施工时的工作量相差很大。在管道计价的时候，管道安装费的估算也是以米为单位称为“米单价”，由于米数不能准确反映管道的实际工程量，每米管道的安装费悬殊很大，给管道安装费用的估算带来了很大麻烦。近几年，随着中国建筑市场的对外开放，一批国外的总包公司来到中国（如韩国三星、英国克瓦那、日本的日挥千代田、三井等）他们凭借着在设计、设备采购和管理上的优势在中国占据了部分建安市场，这些总包商公司在管道报价中的计量单位为“达因”。“达因”是国外用以代表管道焊接量的一个通行单位，用“达因”数统计整个项目管道安装所要完成的焊接量，并以此代表整个项目管道安装的工作量。由于“达因”在计算过程中综合了管件和管径对安装费用的影响因素，所以用“达因”作为工程量计量单位进行成本测算，大管道成本测算开辟了一个新思路，给今后的报价和估价工作带来了方便，并且能更大程度上满足对国外总包商报价的需要，提高报价的竞争力。 3、达因的定义和计算规则 “达因”的严格定义为“直径为1英寸的管子周长为1达因”。 “达因”的写法有几种：日本的总包商通常记做“Din—inch”，韩国总包商一般记为“DB”，还有一些总包公司把“达因”记为“Weld--inch”，“Weld--inch”也有简写为“DIN”的。这在总包商提供的报价资料中时常能见到，而且管中各家的“达因”计算规则也基本上相同。现抄录韩国三星公司的“达因”计算规则如下表，本文的测算也建立在这种计算规则之下。（见下表） 管道“达因”数计算规则 4、编制“达因”单价所考虑的内容及编制思路
焊接强度及结构
焊接工艺问答（强度及结构） 焊接工艺问答（强度及结构）
各种焊接接头都有不同程度的应力集中，当母材具有足够的塑性时，结构在静开车破坏之前就有显著的塑性变形，应力集中对 强度无影响。 其强度 强度 例如，侧面搭接接头在加载时，如果母材和焊缝金属都有较好的塑性，其切应力的分布是不均匀的，见图 29。继续加载，焊缝 的两端点达到屈服点 σs，则该处应力停止上升，而焊缝中段各点的应力因尚未达到 σs，故应力随加载继续上升，到达屈服点 的区域逐渐扩大，应力分布曲线变平，最后各点都达到 σs。如再加载，直至使焊缝全长同时达到强度 强度极限，最后导致破坏。 强度
什么是工作焊缝？什么是联系焊缝？ 36 什么是工作焊缝？什么是联系焊缝？ 焊接结构上的焊缝，根据其载荷的传递情况，可分为两种：一种焊缝与被连接的元件是串联的，承担着传递全部载荷的作用， 一旦断裂，结构就立即失效，这种焊缝称为工作焊缝，见图 30a、图 30b，其应力称为工作应力。另一种焊缝与被连接的元件是 并联的，仅传递很小的载荷，主要起元件之间相互联系的作用，焊缝一旦断裂，结构不会立即失效，这种焊缝称为联系焊缝， 见图 30c、图 30d，其应力称为联系应力。设计时，不需计算联系焊缝的强度 强度，只计算工作焊缝的强度 强度。 强度 强度 举例说明对接接头爱拉（压）时的静载强度计算。 时的静载强度计算。 37 举例说明对接接头爱拉 时的静载强度计算 全焊透对接接头的各种受力情况 见图 31。图中 F 为接头所受的拉（压）力，Q 为切力，M1 为平面内弯矩， M2 为垂平面弯矩。
受拉时的强度 强度计算公式为 强度
F σt＝ ─── Lδ1 ≤〔σ′t 〕
F 强度计算公式为 σα＝ ─── ≤〔σ′α 〕 受压时的强度 强度 Lδ1
式中
F——接头所受的拉力或压力（N）； L——焊缝长度（cm）； δ1——接头中较薄板的厚度（cm）； σ——接头受拉（σt） 或受压（σα）时焊缝中所承受的应力（N/cm2）㈠
〔σ′t 〕——焊缝受拉时的许用应力（N/cm2） 〔σ′α 〕——焊缝受压时的许用应力（N/cm2） 强度。 计算例题 两块板厚为 5mm、宽为 500mm 的钢板对接焊在一起，两端受 28400N 的拉力，材料为 Q235-A 钢，试校核其焊缝强度 强度 解：查表得〔σ′t 〕=14200 N/cm2。 根据已知条件，在上述公式中，F=28400N，L=500mm=50cm，δ1=5mm=0.5cm，代入计算为 F 28400
σt＝ ─── ＝ ───── ＝ 1136N/cm2＜14200N/cm2 Lδ1 50×0.5
∴
该对接接头焊缝强度 强度满足要求，结构工作安全。 强度
举例说明对接接头受剪切时的静载强度计算。 强度计算 38 举例说明对接接头受剪切时的静载强度计算。 强度计算公式为 受剪切时的强度 强度
管道施工DIN计量方法
管道施工DIN 计量方法 什么是焊接达因数, DIN,Dia-i nch,?计算焊接工作量的单位?也就是焊接当量?国外叫达因?是指直径1英寸的一个焊口为1个焊接当量,1个达因，?10个1英寸的焊口就是10 个达因?2个5英寸的焊口也是10个达因?1 、Din: dia-inch 就是用接头公称直径来表示工作量的一种计量单位。包括承插、罗纹和对焊接头。 2、DB: dia-inch-butt 指用寸径表示的对焊接头。 3、焊接当量大致意思同第一条差不多。 以上焊接工作量描述具体包含哪些内容呢, 一般来说?在用DIN描述的工作量清单当中?相应的将管道的工作量大致分解为:焊接达因、热处理、无损检测、阀门安装、支架制作/ 安装、试压和吹洗等。 在用达因表示的工程量清单商务报价方面?总是分别按照材质、管表号、焊接类型、接头类型进行包价。 如：SS SCH20 FW(SW) BW(SW) 38.00解释一下：不锈钢壁厚SCH20安装口, 预制口, 对焊口,承插口, 另外: 对于各种特殊情况如开孔补强?管廊和工艺焊口?都规定了折算系数。 国外在这些方面作的已经很成熟了?我们需要关注的是各种情况下我们实际的消耗。实际影响焊工效率的主要因素： a. 管道材料质量：如果管道材料质量较好?那么接头的组对效率和组对质量都很理想?如错边什么的。焊工焊接效率会比较高?焊接 合格率也高?折算下来对平均焊接能力估算值影响是比较大的。 b. 辅助工种配比?实际施工组织中?不能保证焊工有足够多的辅助工种协助?以保证焊工能够
连续不断地进行焊接。如焊口的打磨、组对、点焊等?中间会有很多的中断焊接时间。 c. 焊接质量要求?质量要求高的管道?焊接工艺的执行当然也会更加严格?检查过程也比较正规。焊工作业中投机取巧的伪效率就降低了。 d. 焊接设备和焊接工艺?采用自动和半自动焊接设备的焊接工艺效率当然要比纯手工焊接效率要高的多。 装置区的可以根据经验公式算：装置区的焊接工程量，管线总长度x 0.127，修正系数,X管线寸口，,弯头数量x管线寸口x 2,,,三通数量x管线寸口x 3,,,法兰数量x 管线寸口,,,大小头数量x管线寸口x 2, 对于非装置区即管廊区?可以按公式计算 非装置区的焊接工程量，焊口数,管线总长度/单根管线长度，x管线寸口，，弯头数量x管线寸口x 2,,,三通数量x管线寸口x 3,,,法兰数量x管线寸口,,,大小头数量x管线寸口x2 ,如:管线是3”?焊口数有20个?焊接工程量就是60”。上式中的管线寸口即管线外径的英制?上面公式只是 1 种外径规格的管子计算方法?所有规格的管线均按上面公式计算?最后再加起来?就可得到总焊接工程量。 对于厚壁管?可以根据经验乘以一个系数。 还有一种方法?可按经验?根据总单线图的图纸数量?估算总焊口数。
焊接强度计算知识.
各种焊接接头都有不同程度的应力集中，当母材具有足够的塑性时，结构在静开车破坏之前就有显著的塑性变形，应力集中对其强度无影响。 例如，侧面搭接接头在加载时，如果母材和焊缝金属都有较好的塑性，其切应力的分布是不均匀的，见图29。继续加载，焊缝的两端点达到屈服点σs，则该处应力停止上升，而焊缝中段各点的应力因尚未达到σs，故应力随加载继续上升，到达屈服点的区域逐渐扩大，应力分布曲线变平，最后各点都达到σs。如再加载，直至使焊缝全长同时达到强度极限，最后导致破坏。 36 什么是工作焊缝？什么是联系焊缝？ 焊接结构上的焊缝，根据其载荷的传递情况，可分为两种：一种焊缝与被连接的元件是串联的，承担着传递全部载荷的作用，一旦断裂，结构就立即失效，这种焊缝称为工作焊缝，见图30a、图30b，其应力称为工作应力。另一种焊缝与被连接的元件是并联的，仅传递很小的载荷，主要起元件之间相互联系的作用，焊缝一旦断裂，结构不会立即失效，这种焊缝称
为联系焊缝，见图30c、图30d，其应力称为联系应力。设计时，不需计算联系焊缝的强度，只计算工作焊缝的强度。 37 举例说明对接接头爱拉（压）时的静载强度计算。 全焊透对接接头的各种受力情况见图31。图中F为接头所受的拉（压）力，Q为切力，M1为平面内弯矩，M2为垂平面弯矩。 受拉时的强度计算公式为 F σt＝───≤〔σ′t 〕 Lδ1 F 受压时的强度计算公式为σα＝───≤〔σ′α 〕 Lδ1 式中F——接头所受的拉力或压力（N）； L——焊缝长度（cm）； δ1——接头中较薄板的厚度（cm）；
σ——接头受拉（σt）或受压（σα）时焊缝中所承受的应力（N/cm2）㈠ 〔σ′t 〕——焊缝受拉时的许用应力（N/cm2） 〔σ′α〕——焊缝受压时的许用应力（N/cm2） 计算例题两块板厚为5mm、宽为500mm的钢板对接焊在一起，两端受28400N的拉力，材料为Q235-A钢，试校核其焊缝强度。 解：查表得〔σ′t 〕=14200 N/cm2。 根据已知条件，在上述公式中，F=28400N，L=500mm=50cm，δ1=5mm=0.5cm，代入计算为 F 28400 σt＝─── ＝───── ＝1136N/cm2＜14200N/cm2 Lδ1 50×0.5 ∴该对接接头焊缝强度满足要求，结构工作安全。 38 举例说明对接接头受剪切时的静载强度计算。 受剪切时的强度计算公式为 Q τ= ───≤〔τ′〕 Lδ1 式中Q——接头所受的切力（N）； L——焊缝长度（cm）；
钢结构计算题(焊接)
*、某节点钢板厚12mm ，用对接和角接组合焊缝焊于端板上，承受静力荷载标准值F k =250kN ，其中20%为永久荷载，80%为可变荷载,如下图所示。采用Q235钢，手工焊，焊条为E43型，焊缝强度设计值为2185/w t f N mm =，未用引弧板施焊。试验算此焊缝强度是否满足设计要求。 解：（组合焊缝的计算和对接焊缝的一样） 拉力设计值 1.20.2250 1.40.8250340G GK Q QK F F F kN γγ???=?=+=+ 该拉力为偏心力,与x 轴的间距为偏心距e=100,焊缝所受的弯矩为 353401010034010M Fe N mm ==??=?? 焊缝的有效厚度为节点板厚t ; 由于未用引弧板，焊缝有效长度为l w =b -2t 节点板和焊缝所受的力是轴向力+弯矩,焊缝应力分布如下图所示。 最大正应力(拉)为 max 2 35 2 2 /6 340103401012(400212)12(400212)/675.4120.2195.6185/w w w t F M F M A W tl tl f N mm σ=+=+??=+?-??-?=+=>= 焊缝强度不满足要求。 端板
*、某节点钢板用角焊缝焊于端板上，承受静力荷载设计值F =340kN ，。采用Q235钢，手工焊，焊条为E43型，焊脚厚度h f =10mm ，焊缝强度设计值为2160/w f f N mm =。试验算此焊缝强度是否满足设计要求。 解: 偏心拉力与x 轴的间距为偏心距e=100,焊缝所受的弯矩为 353401010034010M Fe N mm ==??=?? 焊缝有两条，每条焊缝的有效厚度为0.7h f ; 由于焊缝两端都无绕角焊，每条焊缝有效长度为l w =b -2h f 。 节点板和焊缝所受的力是轴向力+弯矩,焊缝应力分布如下图所示。 最大正应力(拉)为 max 23522 20.720.7/6 340103401020.710(40020)20.710(40020)/663.9100.9164.8 1.22160195.2/f w f w w f f F M A W F M h l h l f N mm σβ= +=+????=+ ???-???-=+=<=?= 焊缝强度满足要求。
碳当量计算
碳当量计算小结 主要描述了碳当量的定义和一些计算公式，自己编程实现，为以后应用提供方便。并收集下载了 一些相关文献参考。 钢铁材料的焊接性能一般是指焊缝及热影响区是否容易形成裂纹，焊接接头是否出现脆性等等。由于很多高压管、罐、船体、桥梁等重要结构件都是用焊接方式连接起来的，一旦出现质量问题，将造成灾难性的事故。如1943年，美国一个电站的蒸气管道，在500摄氏度温度下工作了5年，突然发生爆炸，经检查发现，断裂发生于焊缝热影响区。因此材料的焊接性能一直是一个非常重要的工艺指标。 人们通过大量的实验结果，发现钢的焊接性能与其成分关系很大，尤其是碳含量。当碳含量高时，焊接区容易产生裂纹，合金元素含量增加也容易产生开裂现象，因此可以用合金成分的"碳当量"概念来表示焊接性能的好坏 ，常用的碳当量[C]的经验计算公式为： [C]=C + Mn/6 + (Ni+Cu)/15 + (Cr+Mo+V)/5 式中的元素符号代表这些元素在钢中的重量百分比 。经验表明 ，当[C]小于0.4%时，钢材焊接冷裂倾向不大，焊接性良好 ；[C]在0.4%~0.6 %之间时，钢材焊接冷裂倾向较显著 ，焊接性较差，焊接时需要预热钢材和采取其它工艺措施来防止裂纹；当[C]大于0.6%时，钢材焊接冷裂严重，焊接性能很差，基本上不适合于焊接，或者只有在严格的工艺措施下和较高的预热温度下才能进行焊接操作。 为了得到较高的强度，一个最有效的办法就是提高钢中的碳含量，但由于碳含量高导致焊接性能降低，因此低合金高强钢必须是低碳的（一般小于含碳0.25%），如16Mn, 15MnVN ，20CrMnTi 等。一些高碳的工具钢，如 T7~T13（含碳0.7~1.3%）和铸铁零件，通常是不能焊接的。开发和使用高强度钢铁材料，用于制造工程结构件，必须考虑焊接性能 。 以下内容摘自[第14 卷第1期 材料开发与应用1999 年2月 经验交流] 钢的碳当量就是把钢中包括碳在内的对淬硬、冷裂纹及脆化等有影响的合金元素含量换算成碳的相当含量。通过对钢的碳当量和冷裂敏感指数的估算, 可以初步衡量低合金高强度钢冷裂敏感性的高低，这对焊接工艺条件如预热、焊后热处理、线能量等的确定具有重要的指导作用。 50 年代初, 当时钢的强化主要采用碳锰, 在预测钢的焊接性时, 应用较广泛的碳当量公式主要有国际焊接学会( IIW ) 所推荐的公式和日本J IS 标准规定的公式。 60 年代以后, 人们为改进钢的性能和焊接性, 大力发展了低碳微量多合金之类的低合金高强度钢, 同时又提出了许多新的碳当量计算公式。由于各国所采用的试验方法和钢材的合金体系不尽相同, 所以应搞清楚各国所使用的碳当量公式的来源、用途及应用范围等, 以免应用不当。 1 国际焊接学会推荐的碳当量公式CE(IIW): [1 ] （1） ()/6()/5()/15(%CE IIW C Mn Cr Mo V Ni Cu =++++++式中采用)(式中的元素符号均表示该元素的质量分数, 下同。) 该式主要适用于中、高强度的非调质低合金高强度钢( Rb=500～900MPa 。当板厚小于20mm,CE(IIW)< 0. 40% 时, 钢材淬硬倾向不大, 焊接性良好, 不需预
钢构焊缝计算(受力)
钢结构的焊接连接 钢结构的连接方法可分为焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。焊接连接是现代钢结构最主要的连接方法。它的优点是：（1）焊件间可直接相连，构造简单，制作加工方便；（2）不削弱截面，用料经济；（3）连接的密闭性好，结构刚度大；（4）可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。缺点是：（1）在焊缝附近的热影响区内，钢材的材质变脆；（2）焊接残余应力和变形使受压构件承载力降低；（3）焊接结构对裂纹很敏感，低温时冷脆的问题较为突出。 一、焊缝的形式 1．角焊缝 图 1 直角角焊缝截面 图 2 斜角角焊缝截面 角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。两焊脚边的夹角为90°的焊缝称为直角角焊缝，直角边边长h f 称为角焊缝的焊脚尺寸，h e ＝0.7h f 为直角角焊缝的计算厚度。斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。对于夹角大于135°或小于60°的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝（钢管结构除外）。 2．对接焊缝 对接焊缝的焊件常需加工成坡口，故又叫坡口焊缝。焊缝金属填充在坡口内，所以对接焊缝是被连接件的组成部分。 坡口形式与焊件厚度有关。当焊件厚度很小（手工焊≤t 6mm ，埋弧焊≤t 10mm ）时，可用直边缝。对于一般厚度（t=10～20mm ）的焊件可采用具有斜坡口的单边V 形或V 形焊缝。斜坡口和离缝c 共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；钝边p 有托
住熔化金属的作用。对于较厚的焊件（t＞20mm），则采用U形、K形和X形坡口。对于V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。对接焊缝坡口形式的选用，应根据板厚和施工条件按现行标准《建筑结构焊接规程》的要求进行。 凡T形，十字形或角接接头的对接焊缝称之为对接与角接组合焊缝。 图3 对接焊缝的坡口形式 3．焊缝质量检验 《钢结构工程施工质量验收规范》规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准；一级、二级焊缝则除外观检查外，还要求一定数量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。焊缝质量的外观检验检查外观缺陷和几何尺寸，内部无损检验检查内部缺陷。 二、直角角焊缝的构造与计算 角焊缝按其与作用力的关系可分为正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝。正面角焊缝的焊缝长度方向与作用力垂直，侧面角焊缝的焊缝长度方向与作用力平行，斜焊缝的焊缝长度方向与作用力倾斜，由正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝组成的混合，通常称作围焊缝。 侧面角焊缝主要承受剪力，塑性较好，强度较低。应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈两端大而中间小的状态。焊缝越长，应力分布不均匀性越显著。 正面角焊缝受力复杂，其破坏强度高于侧面角焊缝，但塑性变形能力差。斜焊缝的受力性能和强度值介于正面角焊缝和侧面角焊缝之间。 1．角焊缝的构造要求 （1）最小焊脚尺寸 t（1） h f≥1.5 2 式中t2—较厚焊件厚度，单位为mm。
管道达因计算规则
标准实用
1 目的 为了达到以管道焊口的数量来统计管道安装工程量，实现管道安装进度的数字化管理，特制定本计算规则。 2 适用范围 本规则适用于云南大为制氨有限公司年产50万吨合成氨项目管道安装。 3 计算的基本公式 3.1 直管连接 计算公式：达因数=管道英寸直径A ＂ 备注：适用于下列情况的所有对接焊接缝： - 管和管 - 管和管件 - 管和法兰 - 管件和管件 - 法兰和法兰 3.2 管道支管连接（开三通）（无加强板） 3.2.1 垂直支管 计算公式：达因数=管道英寸直径 A ＂ 3.2.2 斜支管
计算公式：达因数=管道英寸直径A＂×1.4 3.3 管道支管联结（有加强板） 3.3.1 垂直支管 对接焊. 计算公式：达因数=管道英寸直径 A＂×2+ B＂直径（*）其中 B＂直径= A＂直径×2 3.3.2 斜支管
计算公式：达因数=管道英寸直径 A＂×1.4×2+ B＂直径×1（*）其中B＂直径= A＂直径×2 3.4 管道凸台
计算公式：达因数=英寸直径 A ＂×2 计算公式：达因数=管道英寸直径 A ＂×2 备注：上述计算公式，适用于90°和45°特殊分支联结 3.5 夹套管 3.5.1 弯头(两半)
计算公式： 两半弯头计算计算公式 a.) 45°弯头：达因数=管道英寸直径A ＂×2.7 b.) 90°短半径弯头：达因数=管道英寸直径 A ＂×3 c.) 90°长半径弯头：达因数英寸= A ＂×3.5 完整弯头计算公式（不是切成两半型）：达因数=管道英寸直径A ＂×2 3.5.2 三通 计算公式：达因数=管道英寸直径A ＂+ 管道英寸直径B ＂×3 Ф
焊接结构习题库
焊接结构 一、焊接结构的特点 焊接结构的特点包括： （1）焊接结构的应力集中变化范围比铆接结构大。 因为焊接结构中焊缝与基本金属组成一个整体，并在外力作用下与它一起变形。因此焊缝的形状和布置必然影响应力的分布，使应力集中在较大的范围内变化。从而严重影响结构的脆断和疲劳。 （2）焊接结构有较大的残余应力和变形 绝大多数焊接方法采用局部加热，故不可避免会产生内应力和变形。焊接应力和变形不但容易引起工艺缺陷，而且影响结构的承载能力，此外还影响结构的加工精度和尺寸稳定性。 （3）焊接结构具有较大的性能不稳定性 由于焊缝金属的成分和组织与基本金属不同，以及焊接接头所经受的不同热循环和热塑性应变循环，焊接接头不同区域具有不同性能，形成一个不均匀体。（4）焊接接头的整体性 这是区别于铆接结构的一个重要特性，一方面赋予焊接结构高密封性和高刚度，另一方面由带来了问题，例如止裂性能差。 二、影响脆性断裂的因素 （一）应力状态的影响 （1）不同的应力状态：如果最大正应力首先达到正断抗力，则发生脆性断裂，如果剪应力先达到屈服极限，则产生塑性变形，形成塑性断裂，达到剪断抗力时，产生剪断。 （2）不同材料同一应力状态。 （3）缺口效应：虽然整个结构件处于单轴拉伸状态，但由于其局部设计不佳或存在缺陷导致出现三轴应力状态的缺口效应。 （二）温度的影响 随着温度的降低，出现脆性断裂的倾向变大。脆性转变温度越低，可使用温度范围越大，材料抗脆断能力好。 （三）加载速率的影响 提高加载速率会促使材料脆性破坏。当有缺口时，由于缺口处有应力、应变集中，缺口扩展速率增大，导致脆性断裂的发生。 （四）材料状态的影响 （1）厚度的影响：厚度增大，脆断倾向增大。 原因：a、厚板在缺口处易形成三轴拉应力，因为厚度方向的收缩和变形受到限制，形成所谓的平面应变状态，使材料变脆。 b、冶金因素：厚板轧制次数少，终轧温度高，组织疏松，内外层均匀性差。 （2）晶粒度影响：晶粒越细，脆性—延性转变温度越低。 （3）晶格结构：面心立方晶格较好。 （4）化学成分：C、N、O、H、S、P增加脆性，Mn、Ni、Cr、V适量加入有助于减少脆性。
焊接当量
焊接当量 焊接当量是焊接工作量的一种体现形式。它对领导的宏观调控和焊工微观的工作量、应得报酬分配具有十分重要的参考、指导作用。 某炼油厂管道安装工程焊接当量采用的是焊口直径统计法，即把焊口直径（单位：寸）累计相加，对于厚度的影响，解决办法是把工程中包含的厚度范围分类，然后对于每一类相应的乘以不同的系数。例如，在某加氢精制装置中，管道厚度分为2类，0～18mm,19～24mm，相对应的系数分别为×1，×1.5。此种方法在统计工程量和工作量时，统计人员根据班组每天所报焊接记录确定管道厚度，然后根据等级乘以相应的系数，最后把所得的寸口相加求和。此种方法操作简单。但由于对厚度只是粗略考虑，分类不是很细，所以缺乏科学性。首先，对领导的宏观调控不能起到很好的参考作用。例如某装置管道安装工程工期1年，焊接量为75000寸，前半年完成50000寸，下半年还剩25000寸。如果没有特别清晰的补充说明，领导理解中已经完成了一半多了。但实际情况是，上半年完成的基本是薄壁管，剩下的基本都是厚壁管。也就是说，虽然数据上看上半年已经完成了一多半，但下半年的真实剩余工程量比上半年还要多。这很容易给领导造成误解，或者不能很好的反映出真实情况，进而不能很好的进行宏观调控，影响工程秩序和进度。另外在给焊工的报酬中不能更好的体现公平原则，18mm就是薄，19mm就是厚，其实在焊接过程中它俩焊接难度差的不是很多，但得到的报酬却明显不一样，不能更好的体现公平原则。 既然决定因素是管径和壁厚，那么不如把两者同等对待。这里有个好一点的办法，就是每个焊缝的管道外径或板材长度与厚度的乘积除1000即为焊接当量值。 管道焊接当量=管道外径×管道厚度/1000 板材焊接当量=板材长度×板材厚度/1000/3.14 外径、长度、厚度的单位为毫米（mm） 焊接当量的单位为EW。 此种方法统计员事先需在数据库中插入两列，一列是规格（要求管径和壁厚），一列是乘积结果，这样在统计时只需把当天结果加和就可以了。更加方便和科学。 此种方法应该适用于包含多种管道规格的工程。
焊接结构疲劳强度相关知识
焊接结构疲劳强度相关知识 1.焊接结构疲劳失效的原因 焊接结构疲劳失效的原因主要有以下几个方面：①客观上讲，焊接接头的静载承受能力一般并不低于母材；而承受交变动载荷时，其承受能力却远低于母材，而且与焊接接头类型和焊接结构形式有密切的关系。这是引起一些结构因焊接接头的疲劳而过早失效的一个主要的因素；②早期的焊接结构设计以静载强度设计为主，没有考虑抗疲劳设计，或者是焊接结构疲劳设计规范并不完善，以至于出现了许多现在看来设计不合理的焊接接头；③工程设计技术人员对焊接结构抗疲劳性能的特点了解不够，所设计的焊接结构往往照搬其它金属结构的疲劳设计准则与结构形式；④焊接结构日益广泛，而在设计和制造过程中人为盲目追求结构的低成本、轻量化，导致焊接结构的设计载荷越来越大；⑤焊接结构有往高速重载方向发展的趋势，对焊接结构承受动载能力的要求越来越高，而对焊接结构疲劳强度方面的科研水平相对滞后。 2 影响焊接结构疲劳强度的主要因素 2.1 静载强度对焊接结构疲劳强度的影响 在钢铁材料的研究中，人们总是希望材料具有较高的比强度，即以较轻的自身重量去承担较大的负载重量，因为相同重量的结构可以具有极大的承载能力；或是同样的承载能力可以减轻自身的重量。所以高强钢应运而生，也具有较高的疲劳强度，基本金属的疲劳强度总是随着静载强度的增加而提高。 但是对于焊接结构来说，情况就不一样了，因为焊接接头的疲劳
强度与母材静强度、焊缝金属静强度、热影响区的组织性能以及焊缝金属强度匹配没有多大的关系，也就是说只要焊接接头的细节一样，高强钢和低碳钢的疲劳强度是一样的，具有同样的S-N曲线，这个规律适合对接接头、角接接头和焊接梁等各种接头型式。Maddox研究了屈服点在386—636MPa之间的碳锰钢和用6种焊条施焊的焊缝金属和热影响区的疲劳裂纹扩展情况，结果表明：材料的力学性能对裂纹扩展速率有一定影响，但影响并不大。在设计承受交变载荷的焊接结构时，试图通过选用较高强度的钢种来满足工程需要是没有意义的。只有在应力比大于+0.5的情况下，静强度条件起主要作用时，焊接接头母材才应采用高强钢。 造成上述结果的原因是由于在接头焊趾部位沿溶合线存在有类似咬边的熔渣楔块缺陷，其厚度在0.075mm-0.5mm，尖端半经小于0.015mm。该尖锐缺陷是疲劳裂纹开始的地方，相当于疲劳裂纹形成阶段，因而接头在一定应力幅值下的疲劳寿命，主要由疲劳裂纹的扩展阶段决定。这些缺陷的出现使得所有钢材的相同类型焊接接头具有同样的疲劳强度，而与母材及焊接材料的静强度关系不大。 2.2 应力集中对疲劳强度的影响 2.2.1 接头类型的影响 焊接接头的形式主要有：对接接头、十字接头、T形接头和搭接接头，在接头部位由于传力线受到干扰，因而发生应力集中现象。 对接接头的力线干扰较小，因而应力集中系数较小，其疲劳强度也将高于其他接头形式。但实验表明，对接接头的疲劳强度在很大范围内变化，这是因为有一系列因素影响对接接头的疲劳性能的缘故。如试样的尺寸、坡口形式、焊接方法、焊条类型、焊接位置、焊缝形状、焊后的焊缝加工、焊后的热处理等均会对其发生影响。具有永久
管道Din测算
管道Din—inch单价的测算与验证 经营二部李恒 1、前言 近年来，伴随着国家基建紧缩的政策，施工企业的任务严重不足，建筑安装市场的竞争日益激烈，以原有的“预算让利式”的报价方式已经远远不能满足报价的需要，公司领导提出了“成本加成式”的报价策略，即在测算成本的基础上加上一定比例的利润作为投标标价。这就对各专业的报价人员提出了更高的要求，成本测算成了摆在每个报价人员面前的首要问题。本人也于那时起，结合自己的专业，开始了对管道成本测算的尝试。 2、确定以DIN作为管道估价单位的原因 在中国的习惯是以“米”作为管道计量单位，工程技术人员通常用管道的米数来代表管道施工工程量的大小，然而这样的计量是很不准确的，由于管道的管径、壁厚及管件的含量不同，同样是一千米管道，施工时的工作量相差很大。在管道计价的时候，管道安装费的估算也是以米为单位称为“米单价”，由于米数不能准确反映管道的实际工程量，每米管道的安装费悬殊很大，给管道安装费用的估算带来了很大麻烦。近几年，随着中国建筑市场的对外开放，一批国外的总包公司来到中国（如韩国三星、英国克瓦那、日本的日挥千代田、三井等）他们凭借着在设计、设备采购和管理上的优势在中国占据了部分建安市场，这些总包商公司在管道报价中的计量单位为“达因”。“达因”是国外用以代表管道焊接量的一个通行单位，用“达因”数统计整个项目管道安装所要完成的焊接量，并以此代表整个项目管道安装的工作量。由于“达因”在计算过程中综合了管件和管径对安装费用的影响因素，所以用“达因”作为工程量计量单位进行成本测算，大管道成本测算开辟了一个新思路，给今后的报价和估价工作带来了方便，并且能更大程度上满足对国外总包商报价的需要，提高报价的竞争力。 3、达因的定义和计算规则 “达因”的严格定义为“直径为1英寸的管子周长为1达因”。 “达因”的写法有几种：日本的总包商通常记做“Din—inch”，韩国总包商一般记为“DB”，还有一些总包公司把“达因”记为“Weld--inch”，“Weld--inch”也有简写为“DIN”的。这在总包商提供的报价资料中时常能见到，而且管中各家的“达因”计算规则也基本上相同。现抄录韩国三星公司的“达因”计算规则如下表，本文的测算也建立在这种计算规则之下。（见下表） 管道“达因”数计算规则
什么是焊接达因数
什么是焊接达因数？DIN（Dia-inch），计算焊接工作量的单位，也就是焊接当量，国外叫达因，是指直径1英寸的一个焊口为1个焊接当量（1个达因），10个1英寸的焊口就是10个达因，2个5英寸的焊口也是10个达因。 1、Din:dia-inch就是用接头公称直径来表示工作量的一种计量单位。包括承插、罗纹和对焊接头。 2、DB:dia-inch-butt指用寸径表示的对焊接头。 3、焊接当量大致意思同第一条差不多。以上焊接工作量描述具体包含哪些内容呢？ 一般来说，在用DIN描述的工作量清单当中，相应的将管道的工作量大致分解为：焊接达因、热处理、无损检测、阀门安装、支架制作/安装、试压和吹洗等。在用达因表示的工程量清单商务报价方面，总是分别按照材质、管表号、焊接类型、接头类型进行包价。如：SSSCH20FW(SW)BW(SW)38.00解释一下：不锈钢壁厚SCH20安装口（预制口）对焊口（承插口）另外：对于各种特殊情况如开孔补强，管廊和工艺焊口，都规定了折算系数。国外在这些方面作的已经很成熟了，我们需要关注的是各种情况下我们实际的消耗。实际影响焊工效率的主要因素： a.管道材料质量：如果管道材料质量较好，那么接头的组对效率和组对质量都很理想，如错边什么的。焊工焊接效率会比较高，焊接合格率也高，折算下来对平均焊接能力估算值影响是比较大的。 b.辅助工种配比，实际施工组织中，不能保证焊工有足够多的辅助工种协助，以保证焊工能够连续不断地进行焊接。如焊口的打磨、组对、点焊等，中间会有很多的中断焊接时间。 c.焊接质量要求，质量要求高的管道，焊接工艺的执行当然也会更加严格，检查过程也比较正规。焊工作业中投机取巧的伪效率就降低了。 d.焊接设备和焊接工艺，采用自动和半自动焊接设备的焊接工艺效率当然要比纯手工焊接效率要高的多。 装置区的可以根据经验公式算： 装置区的焊接工程量＝管线总长度×0.127（修正系数）×管线寸口＋（弯头数量×管线寸口×2）＋（三通数量×管线寸口×3）＋（法兰数量×管线寸口）＋（大小头数量×管线寸口×2） 对于非装置区即管廊区，可以按公式计算: 非装置区的焊接工程量＝焊口数（管线总长度/单根管线长度）×管线寸口＋（弯头数量×管线寸口×2）＋（三通数量×管线寸口×3）＋（法兰数量×管线寸口）＋（大小头数量×管线寸口×2） 如：管线是3”，焊口数有20个，焊接工程量就是60”。
钢结构计算题(焊接、螺栓连接、稳定性)
Q235 用。由于翼缘处的剪应力很小，假定剪力全部由腹板的竖向焊缝均匀承受，而弯矩由整个T 形焊缝截面承受。分别计算a 点与b 点的弯矩应力、腹板焊缝的剪应力及b 点的折算应力，按照各自应满足的强度条件，可以得到相应情况下焊缝能承受的力F i ，最后，取其最小的F 值即为所求。 1．确定对接焊缝计算截面的几何特性 (1)确定中和轴的位置 ()()()()80 10 102401020160)10115(1010240510201601≈?-+?-+??-+??-= y mm 160802402=-=y mm (2)焊缝计算截面的几何特性 ()6232 31068.22)160115(230101014012 151602301014023010121mm I x ?=-??+??++-??+??= 腹板焊缝计算截面的面积： 230010230=?=w A mm 2 2．确定焊缝所能承受的最大荷载设计值F 。 将力F 向焊缝截面形心简化得： F Fe M 160==（KN·mm） F V =（KN ）
查表得：215=w c f N/mm 2，185=w t f N/mm 2，125=w v f N/mm 2 点a 的拉应力M a σ，且要求M a σ≤w t f 18552.010 226880101604 31===???==w t x M a f F F I My σ N/mm 2 解得：278≈F KN 点b 的压应力M b σ，且要求M b σ≤w c f 215129.110 2268160101604 32===???==w c x M b f F F I My σ N/mm 2 解得：5.190≈F KN 由F V =产生的剪应力V τ，且要求V τ≤w V f 125435.010 23102 3===??=w V V f F F τ N/mm 2 解得：7.290≈F KN 点b 的折算应力，且要求起步大于1.1w t f () ()()w t V M b f F F 1.1435.03129.132 22 2=?+= +τσ 解得：168≈F KN
钢的碳当量公式及其在焊接中的应用
钢的碳当量公式及其在焊接中的应用 曹良裕 魏战江 摘 要 介绍了目前世界各国常用的碳当量公式及其适用的钢种、强度级别、化学成分范围及应用判据。 关键词关键词 碳当量 焊接裂纹 低合金高强度钢 钢的碳当量就是把钢中包括碳在内的对淬硬、冷裂纹及脆化等有影响的合金元素含量换算成碳的相当含量。通过对钢的碳当量和冷裂敏感指数的估算，可以初步衡量低合金高强度钢冷裂敏感性的高低，这对焊接工艺条件如预热、焊后热处理、线能量等的确定具有重要的指导作用。 50年代初，当时钢的强化主要采用碳锰，在预测钢的焊接性时，应用较广泛的碳当量公式主要有国际焊接学会(IIW)所推荐的公式和日本JIS 标准规定的公式。 60年代以后，人们为改进钢的性能和焊接性，大力发展了低碳微量多合金之类的低合金高强度钢，同时又提出了许多新的碳当量计算公式。 由于各国所采用的试验方法和钢材的合金体系不尽相同，所以应搞清楚各国所使用的碳当量公式的来源、用途及应用范围等，以免应用不当。 1 国际焊接学会推荐的碳当量公式CE(IIW)CE(IIW)：：［［11］ ］ CE(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 (%) (1) (式中的元素符号均表示该元素的质量分数，下同。) 该式主要适用于中、高强度的非调质低合金高强度钢(σb =500～900 MPa。当板厚小于20 mm，CE(IIW)＜0.40%时，钢材淬硬倾向不大，焊接性良好，不需预热；CE(IIW)=0.40%～0.60%，特别当大于0.5%时，钢材易于淬硬，焊接前需预热。 2 日本推荐的碳当量公式 2.12.1 日本JIS 和WES 标准规定的碳当量公式标准规定的碳当量公式：：［［22］］ Ceq(JIS)=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14 (%) (2) 该式主要适用于低碳调质的低合金高强度钢(σb =500～1000 MPa)。 当板厚小于25 mm，手工焊线能量为17 kJ/cm 时，确定的预热温度大致如下： 钢材σb =500 MPa, Ceq(JIS)≈0.46%, 不预热 σb =600 MPa, Ceq(JIS)≈0.52%, 预热75 ℃