钢结构制作与焊接工艺-对接焊缝计算(精)
钢结构的连接焊缝
3.2 焊接方法和焊缝连接形式
3．2．2 焊缝连接形式及焊缝形式 3．2．2．2 焊缝形式
焊缝形式：主要有对接焊缝和角焊缝（连续角焊缝和间断续角
焊缝）。
对接焊缝：分为正对接焊缝[图3.5(a)]和斜对接焊缝[图3.5(b)]。
角焊缝：可分为正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝[图3.5(c)] 。
3.2 焊接方法和焊缝连接形式
3．2．1 钢结构常用焊接方法 3．2．1．3 气体保护焊
气体保护焊：利用二氧化碳气体或其他惰性气体
作为保护介质的一种电弧熔焊方法。它直接依靠保护 气体在电弧周围造成局部的保护区，以防止有害气体 的侵入并保证了焊接过程中的稳定性。
特点：气体保护焊的焊缝熔化区没有熔渣，焊工能
3.4(a)所示为采用对接焊缝的对接连接，由于相互连接的两构件在 同一平面内，因而传力均匀平缓，没有明显的应力集中，且用料经济， 但是焊件边缘需要加工，被连接两板的间隙和坡口尺寸有严格的要求。
3.2 焊接方法和焊缝连接形式
3．2．2 焊缝连接形式及焊缝形式 3．2．2．1 焊缝连接形式
角焊缝的对接连接：图3.4(b)所示为用双层盖板和角焊缝
3.2.4 焊缝代号（参考p195~197《焊缝符号表示方法》GB324-88)
《建筑结构制图标准》规定：焊 缝代号由引出线、图形符号和辅 助符号三部分组成。引出线由横 线和带箭头的斜线组成。箭头指 到图形上的相应焊缝处，横线的 上面和下面用来标注图形符号和 焊缝尺寸。
3.2 焊接方法和焊缝连接形式
倾斜角焊缝受力状态:
而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。
3．3 角焊缝的构造与计算
钢结构钢梁对接焊工艺标准
钢结构钢梁对接焊工艺标准
1. 材料选择，工艺标准通常包括对焊接材料的选择和质量要求，如焊条、焊丝和保护气体等。
这些材料的选择应符合相关国家标准
或行业规范。
2. 焊接工艺，包括焊接方法、参数、工艺流程等内容。
例如，
对于钢结构的对接焊接，可能涉及手工电弧焊、埋弧焊、气体保护
焊等不同的焊接方法，以及相应的工艺参数要求。
3. 焊接工艺评定，工艺标准通常还包括对焊接工艺的评定要求，包括焊接工艺试样的制作、检测方法和评定标准等。
4. 检验与验收，工艺标准还会涉及焊缝的检验方法、验收标准
和质量要求，确保焊接质量符合要求。
5. 安全与环保，工艺标准通常还包括对焊接作业中安全防护和
环境保护的要求，以确保焊接作业安全、环保。
需要注意的是，具体的钢结构钢梁对接焊工艺标准可能因地区、行业和具体工程而有所不同，因此在实际操作中应当参考当地的标
准和规范进行操作。
同时，焊接作业人员应具备相关的焊接技能和资质，严格按照工艺标准进行操作，以确保钢结构的焊接质量和安全性。
钢结构施工中的焊接工艺要点
钢结构施工中的焊接工艺要点钢结构是现代建筑中常见的一种结构形式，其承载能力强、耐久性好、施工周期短等特点使其受到广泛应用。
在钢结构的制作过程中，焊接工艺是不可或缺的环节。
正确的焊接工艺可以保证结构的稳固性和安全性。
本文将从焊缝设计、预热处理、焊接材料以及质量控制等方面论述钢结构施工中的焊接工艺要点。
1. 焊缝设计焊缝设计是钢结构焊接的基础。
焊缝的设计要满足结构受力的要求，保证焊缝的强度。
在设计时应遵循以下几个原则：首先，应合理选择焊缝的形式，如搭接焊缝、角焊缝和对接焊缝等，根据结构的受力情况进行选择。
其次，焊缝的长度和宽度应根据受力情况确定，尽量减少焊缝的长度和宽度，以确保焊接的强度。
最后，焊缝应尽可能地平直、均匀，焊缝的变形应小，以提高焊接质量。
2. 预热处理在焊接钢结构时，准确的预热处理是确保焊接质量的重要一环。
预热处理可以降低焊接应力和冷裂风险，提高焊缝的强度和韧性。
具体的预热处理方法有以下几点：首先，根据焊接材料的种类和规格，确定预热温度和时间。
其次，预热应在焊接前进行，以提高焊接材料的柔韧性。
最后，在焊接之后，要进行适当的后热处理，以减少焊接残余应力。
3. 焊接材料选择焊接材料的选择直接影响焊接质量和结构的寿命。
在选择焊接材料时，应考虑以下几个因素：首先，要根据焊接的材料种类选择合适的焊接材料。
其次，要考虑焊接材料的强度和韧性，以确保焊缝的质量。
最后，要注意焊接材料的抗腐蚀性能，特别是在露天环境下，要选择具有良好耐候性的焊接材料。
4. 质量控制在钢结构焊接过程中，质量控制是至关重要的。
严格的质量控制可以保证焊接质量和结构的安全可靠。
在质量控制方面，应注意以下几点：首先，要进行焊接工艺的预试，验证焊接工艺的适用性。
其次，要严格遵守焊接工序和规范标准，包括焊接设备的选用、焊接人员的技术水平等。
最后，要进行焊接质量的检测和评估，确保焊接质量符合标准要求。
总结钢结构施工中的焊接工艺是确保结构安全和可靠的重要环节。
钢结构焊接规范
钢结构焊接规范钢结构从下料、组对、焊接、检验等工艺钢结构手工电弧焊焊接施工工艺标准依据标准：《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》GB11345《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB3323《焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法》JBJ/T3034.1《螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法》JBJ/T3034.2《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ811、范围本工艺标准适用于一般工业与民用建筑工程中钢结构制作与安装手工电弧焊焊接工程。
2、施工准备2.1材料及主要机具2.1.1电焊条：其型号按设计要求选用，必须有质量证明书。
按要求施焊前经过烘焙。
严禁使用药皮脱落、焊芯生锈的焊条。
设计无规定时，焊接Q235钢时宜选用E43系列碳钢结构焊条；焊接16Mn钢时宜选用E50系列低合金结构钢焊条；焊接重要结构时宜采用低氢型焊条（碱性焊条）。
按说明书的要求烘焙后，放入保温桶内，随用随取。
酸性焊条与碱性焊条不准混杂使用。
2.1.2引弧板：用坡口连接时需用弧板，弧板材质和坡口型式应与焊件相同。
2.1.3主要机具：电焊机（交、直流）、焊把线、焊钳、面罩、小锤、焊条烘箱、焊条保温桶、钢丝刷、石棉条、测温计等。
2.2作业条件2.2.1熟悉图纸，做焊接工艺技术交底。
2.2.2施焊前应检查焊工合格证有效期限，应证明焊工所能承担的焊接工作。
2.2.3现场供电应符合焊接用电要求。
2.2.4环境温度低于0℃，对预热，后热温度应根据工艺试验确定。
3、操作工艺3.1工艺流程：作业准备→电弧焊接（平焊、立焊、横焊、仰焊）→焊缝检查。
3.2钢结构电弧焊接3.2.1平焊3.2.1.1选择合格的焊接工艺，焊条直径，焊接电流，焊接速度，焊接电弧长度等，通过焊接工艺试验验证。
3.2.1.2清理焊口：焊前检查坡口、组装间隙是否符合要求，定位焊是否牢固，焊缝周围不得有油污、锈物。
钢结构的焊缝连接PPT课件
双面对称布置的角焊缝
双面对称U形对接焊缝
第4章 钢结构的焊接连接
4.4 焊缝代号 焊缝符号中的辅助符号与补充符号
第4章 钢结构的焊接连接
4.4 焊缝代号 焊缝符号中的辅助符号与补充符号
第4章 钢结构的焊接连接
4.5 对接焊缝的计算和构造
一、 对接焊缝的计算
焊缝等级：《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205） 三级焊缝：外观检查 二级焊缝：在外观检查的基础上再做无损检验，用超声波检验每条 焊缝的20％长度，且不小于200mm 一级焊缝：在外观检查的基础上用超声波检验每条焊缝全部长度， 以便揭示焊缝内部缺陷
V形
二、焊接接头的形式和焊缝的类别
X形
I形
K形
单边V
坡口角度 坡口深度 钝边尺寸
根部间隙
U形 双边U形
第4章 钢结构的焊接连接
4.3 焊接结构的特性和焊接连接简介 二、焊接接头的形式和焊缝的类别
焊缝的类别 2. 角焊缝
角焊缝（fillet welds）是最常用的焊缝。角焊缝按其与作用力的关 系可分为：焊缝长度方向与作用力垂直的正面角焊缝；焊缝长度方向与 作用力平行的侧面角焊缝以及斜焊缝。按其截面形式可分为直角角焊缝 和斜角角焊缝。
化，滴落在焊件上被电弧所吹成的小凹槽熔池中。由焊条药皮形成的 熔渣和气体覆盖着熔池，防止空气与熔化的液体金属接触，避免形成 脆性易裂的化合物。焊缝金属冷却后把被连接件连成一体。
第4章 钢结构的焊接连接
4.2 钢结构中所使用的焊接方法简介 1、手工电弧焊
手工电弧焊设备简单，操作灵活方便，适于任意空间位置的焊接， 特别适于焊接短焊缝。但生产效率低，劳动强度大，焊接质量与焊工的 技术水平和精神状态有很大的关系。
钢结构制作与安装手工电弧焊焊接工程工艺标准
更改一览表一、钢结构制作与安装手工电弧焊焊接工程工艺标准1本工艺标准适用于一般工业与民用建筑工程中钢结构制作与安装手工电弧焊焊接工程。
2.1 材料及主要机具：2.1.1 电焊条：其型号按设计要求选用，必须有质量证明书。
按要求施焊前经过烘焙。
严禁使用药皮脱落、焊芯生锈的焊条。
设计无规定时，焊接Q235钢时宜选用E43系列碳钢结构焊条；焊接16Mn钢时宜选用E50系列低合金结构钢焊条；焊接重要结构时宜采用低氢型焊条（碱性焊条）。
按说明书的要求烘焙后，放入保温桶内，随用随取。
酸性焊条与碱性焊条不准混杂使用。
2.1.2 引弧板：用坡口连接时需用弧板，弧板材质和坡口型式应与焊件相同。
2.1.3 主要机具：电焊机（交、直流）、焊把线、焊钳、面罩、小锤、焊条烘箱、焊条保温桶、钢丝刷、石棉布、测温计等。
2.2 作业条件2.2.1 熟悉图纸，做焊接工艺技术交底。
2.2.2 施焊前应检查焊工合格证有效期限，应证明焊工所能承担的焊接工作。
2.2.3 现场供电应符合焊接用电要求。
2.2.4 环境温度低于0℃，对预热，后热温度应根据工艺试验确定。
3.1 工艺流程作业准备→电弧焊接(平焊、立焊、横焊、仰焊) →焊缝检查3.2 钢结构电弧焊接：3.2.1 平焊3.2.1.1 选择合适的焊接工艺，焊条直径，焊接电流，焊接速度，焊接电弧长度等，通过焊接工艺试验验证。
3.2.1.2 清理焊口：焊前检查坡口、组装间隙是否符合要求，定位焊是否牢固，焊缝周围不得有油污、锈物。
3.2.1.3 烘焙焊条应符合规定的温度与时间，从烘箱中取出的焊条，放在焊条保温桶内，随用随取。
3.2.1.4 焊接电流：根据焊件厚度、焊接层次、焊条型号、直径、焊工熟练程度等因素，选择适宜的焊接电流。
3.2.1.5 引弧：角焊缝起落弧点应在焊缝端部，宜大于10mm，不应随便打弧，打火引弧后应立即将焊条从焊缝区拉开，使焊条与构件间保持2～4mm间隙产生电弧。
对接焊缝及对接和角接组合焊缝，在焊缝两端设引弧板和引出板，必须在引弧板上引弧后再焊到焊缝区，中途接头则应在焊缝接头前方15～20mm处打火引弧，将焊件预热后再将焊条退回到焊缝起始处，把熔池填满到要求的厚度后，方可向前施焊。
《钢结构设计原理》3-1 钢结构的连接-焊缝连接
3. 气体保护焊
气体保护焊是利用二氧化碳气体或其他惰性气体 作为保护介质的一种电弧熔焊方法。
直接依靠保护气体在电弧周围造成局部的保护层， 以防止有害气体的侵入并保证了焊接过程中的稳 定性。
气体保护焊的焊缝熔化区没有熔渣，焊工能够清 楚地看到焊缝成型的过程；由于保护气体是喷射 的，有助于熔滴的过渡；又由于热量集中，焊接 速度快，焊件熔深大，故所形成的焊缝强度比手 工电弧焊高，塑性和抗腐蚀性好，适用于全位置 的焊接。但不适用于在风较大的地方施焊。
3.4.1 角焊缝的构造要求
4 侧面角焊缝的最大计算长度 侧面角焊缝在弹性阶段沿长度方向受力不均匀，两端 大中间小。焊缝越长，应力集中越明显。
若焊缝长度适宜，两端点处的应力达到屈服强度后， 继续加载，应力会渐趋均匀。
若焊缝长度超过某一限值时，有可能首先在焊缝的两 端破坏，故一般规定侧面角焊缝的计算长度
A、B级精制螺栓是由毛坯在车床上经过切削加 工精制而成。表面光滑，尺寸准确，对成孔质量 要求高。有较高的精度，因而受剪性能好。制作 和安装复杂，价格较高，已很少在钢结构中采用
C级螺栓由未经加工的圆钢压制而成。螺栓表面 粗糙，一般采用在单个零件上一次冲成或不用钻 模钻成设计孔径的孔(II类孔)。
螺栓孔的直径比螺栓杆的直径大1.5~2mm。螺栓 杆与螺栓孔之间有较大的间隙，受剪力作用时， 将会产生较大的剪切滑移，连接的变形大。安装 方便，且能有效地传递拉力，可用于沿螺栓杆轴 受拉的连接中，以及次要结构的抗剪连接或安装 时的临时固定。
3.4.1 角焊缝的构造要求
3 角焊缝的最小计算长度 焊脚尺寸大而长度较小时，焊件的局部加热严重，焊缝 起灭弧所引起的缺陷相距太近，以及焊缝中可能产生的 其他缺陷(气孔、非金属夹杂等)，使焊缝不够可靠。 搭接连接的侧面角焊缝，如果焊缝长度过小，由于力线 弯折大，会造成严重应力集中。
钢结构焊接施工工艺
钢结构焊接施工工艺焊接前必须保证桁架的安装精度和临时固定（揽风绳的固定）的牢固。
焊接前要先组织监理单位、总承包单位和分包单位的三方验收，经三方共同验收桁架安装精度达到规范要求后方可进行桁架的对接焊接。
1、焊接工艺流程如下：焊接工艺流程图（1）焊接准备1）技术准备根据焊接工艺评定参数编制钢柱技术交底和作业指导书，焊接工人按作业指导书进行焊接作业。
同时焊接工人人手一册焊接记录表，将焊接开始时间、预热温度、层间温度、焊接结束时间、焊材用量、探伤结果等进行记录。
2）人员准备对参加本次焊接施工的焊接工人，按照《建筑钢结构焊接规程》的规定组织焊工进行培训并进行考核。
取得合格证的焊工方可进入现场施焊。
3）设备准备焊机电压应正常，地线压紧牢固，接触可靠，电缆及焊丝无破损，送丝机应能均匀送丝，气管应无漏气或堵塞。
4）焊接材料准备钢结构现场焊接施工所需的焊接材料和辅材均应有质量合格证书。
施工现场设置专门的焊材存储场所，分类保管。
CO2气体纯度应不低于99.9%，含水量应低于0.005%，瓶内高压低于1MPa时应停止使用。
（2）焊接施工厚板焊接施工易出现焊接接头冷裂纹现象，对于本工程的焊接结构，需采用焊前预热，焊中控制层间温度，焊后后热保温的措施消除冷裂纹现象。
1）焊前在始焊点附近板厚15倍且不小于100㎜的范围内采用火焰预热。
用火焰加热器预热时正面测温应在加热停止后进行，采用红外测温仪进行预热温度测量，测温点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75mm处，温度满足120度，且在焊接过程中均不应低于这一温度。
2）焊接中，层间温度需控制在120-150度之间，为保证层间温度，采用大热量输出的CO2气保焊的方法，在整个焊接工程中满足温度要求。
焊接时使用红外温度测量仪进行监控，当焊缝焊接温度低于要求时，采用加热措施加热至规定温度，单节点焊缝连续焊接完成。
3）第一层的焊道应封住坡口内母材与垫板之连接处，然后逐道逐层累焊至填满坡口，每道焊缝焊完后，都必须清除焊渣及飞溅物，出现焊接缺陷应及时磨去并修补。
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对接焊缝计算
主讲人：程明龙
钢结构制作与焊接工艺
对接焊缝的抗压强度能达到其强度不低于母材，但 抗拉强度因为焊缝缺陷的影响而不一定达到母材的强度。 由于三级检验的焊缝允许存在的缺陷较多，故其抗 拉强度为母材强度的 85％，而一、二级焊缝的抗拉强度 可认为与母材强度相等。 对接焊缝是焊件截面的组成部 分，焊缝中的应力分布情况与焊件 相同，除需考虑焊缝长度是否减少 和焊缝强度是否折减外，其计算方 法与构件的强度计算相似。
12 3 12 1 .1 f t w
钢结构制作与焊接工艺
3、承受轴心力、弯矩和剪力共同作用的对接焊缝
e V h h0 N
1
t
焊缝计算截面
σ1
σmax σmax
τ1 τmax
柱
牛腿
由M=Ve
由N
由V
轴力和弯矩作用下对接焊缝产生正应力，剪力作用下 产生剪应力，其计算公式为：
钢结构制作与焊接工艺
σ1
τ1
对于工字形截面梁的对接接头，除应分别验算最大正应力 与最大剪应力外，还应验算腹板与翼缘交接处的折算应力：
max
式中： 1、1——为腹板与翼缘交接处的正应力和剪应力。 1.1——考虑到最大折算应力只在局部出现，故将强度设计值适当 提高。
VS max M w fVw f t max I wt Ww
M
V V
M
t
M ——焊缝承受的设计弯矩； Ww——焊缝计算截面模量。 V ——焊缝承受的设计剪力；
Iw ——焊缝计算截面惯性矩； Sw ——计算剪应力处以上（或以下）焊缝计算截面对 中和轴的面积矩。
钢结构制作与焊接工艺
（2）工字形截面梁对接连接计算
翼缘与腹板交接处
V
M τmax
M V
计算截面
σmax
w t
N 3
1.1f
钢结构制作与焊接工艺
谢谢大家
经计算，当tgθ ≤1.5时，对接斜焊缝强度不低于母材，可不用检算。
钢结构制作与焊接工艺
2、承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝
（1）板件间对接连接
M 6M max 2 ftw Ww l w t VS w 3 V max f Vw I w t 2 lw t
στ
lw
lw t
钢结构制作与焊接工艺
当不满足上式时，可采用斜对接焊缝连接
N sin f t w 或 f cw t lw N cos f vw t lw
N N
a θ t
N
N
l’w——斜焊缝计算长度。设引弧板时，l’w＝b/sinθ ；不设引弧 板时，l’w＝b/sinθ －2t。 w fv ——对接焊缝抗剪设计强度N M ， max
max
N M ft w Aw W w
VS max fVw I wt
（B点）
2 （ N + M1 ） 3 12 1.1 f t w
式中
（C点）
2
M h0 M1 Ww h
2 max
VS1 1 I wt
钢结构制作与焊接工艺
1、轴心受力的对接焊缝
N w w ft 或f c lw t
N N
a t
N N
lw——焊缝计算长度，无引弧板和引出板时，焊缝计算长度取实际
长度减去2t；有引弧板时，取实际长度。
t——连接件的较小厚度，对T形接头为腹板的厚度 。 w w ft 、fc ——对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值。