钢结构常识钢结构焊接连接
钢结构的连接(焊接_螺栓连接)
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二、焊接连接形式和焊缝形式 1.焊接连接形式 单击图片3-2播放
对接
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单击图片3-3播放
搭接
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2.焊缝形式 （1）对接焊缝
正对接焊缝 （2）角焊缝
斜对接焊缝
T型对接焊缝
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3. 焊缝位臵
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三、焊缝缺陷及焊缝质量检查
1.焊缝缺陷
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2.焊缝质量检查 外观检查：检查外观缺陷和几何尺寸；
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二、对接焊缝的计算 对接焊缝分为：焊透和部分焊透（自学）两种；
动荷载作用下部分焊透的对接焊缝不宜用做垂直受
力方向的连接焊缝；
N t N
对于静载作用下的一级和二级对接焊缝其强度可视 为与母材相同，不与计算。三级焊缝需进行计算； 对接焊缝可视作焊件的一部分，故其计算方法与构 件强度计算相同。
3
N
3.2 焊接连接的特性
一、钢结构常用焊接方法 1.手工电弧焊 原理：利用电弧产生热量 熔化焊条和母材形 成焊缝。
焊条 焊钳
A、焊条的选择： 焊条应与焊件
焊机
保护气体
钢材相适应。
焊件
电弧
熔池 导线 4
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Q235钢选择E43型焊条（E4300--E4328) Q345钢选择E50型焊条(E5000--5048) Q390、Q420钢选择E55型焊条(E5500--5518) B、焊条的表示方法： E—焊条(Electrode)
4.焊缝代号
详细参见表3-1，图3-13
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3.3 对接焊缝的构造与计算
一、对接焊缝的构造
1、对接焊缝的坡口形式:
对接焊缝的焊件常做坡口，坡口形式与板厚和
钢结构的连接方式
§3-1钢结构的连接钢结构的构件是由型钢、钢板等通过连接（connections）构成的，各构件再通过安装连接架构成整个结构。
因此，连接在钢结构中处于重要的枢纽地位。
在进行连接的设计时，必须遵循安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材的原则。
钢结构的连接方法可分为焊接连接、铆钉连接、螺栓连接和轻型钢结构用的紧固件连接等（图3.1.1）。
3.1.1 焊缝连接一、焊缝连接的特点焊接连接(welded connection)是现代钢结构最主要的连接方法。
其优点是：构造简单，任何形式的构件都可直接相连；用料经济，不削弱截面；制作加工方便，可实现自动化操作；连接的密闭性好，结构刚度大。
其缺点是：在焊缝附近的热影响区内，钢材的金相组织发生改变，导致局部材质变脆；焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感，局部裂纹一旦发生，就容易扩展到整体，低温冷脆问题较为突出。
二、钢结构常用的焊接方法1、手工电弧焊这是最常用的一种焊接方法（3.1.2）。
通电后，在涂有药皮的焊条和焊件间产生电弧。
电弧提供热源，使焊条中的焊丝熔化，滴落在焊件上被电弧所吹成的小凹槽熔池中。
由电焊条药皮形成的熔渣和气体覆盖着熔池，防止空气中的氧、氮等气体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。
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。
手工电弧焊所用焊条应与焊件钢材（或称主体金属）相适应，例如：对Q235钢采用E43型焊条（E4300～E4328）；对Q345钢采用E50型焊条（E5000～E5048）；对390钢和Q420钢采用E55型焊条（E5500～E5518）。
焊条型号中字母E表示焊条类型等。
不同钢种的钢材相焊接时，宜采用低组配方案，即宜采用与低强度钢相适应的焊条。
钢结构焊接
在梁与梁对接的盖板、腹板焊接顺序上，应首先焊
接下盖板、腹板、上盖板对接焊缝的根部焊道2～3
道，然后交替焊接三条对接焊缝的填充焊道，避免 盖板、腹板对接焊缝一一单独施焊，否则会产生很 大的应力集中和焊接变形。
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二.钢梁的焊接 4.梁的对接
在焊接盖板与腹板较近处焊缝时，由于焊接操作
和焊缝清理空间受到障碍，应当做到操作细心，
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二.钢梁的焊接 2.梁的形状
目前在公路桥钢箱梁设计上，一般采用正交异性板
箱形结构，在箱形梁顶板、底板、腹板和隔板上设
置U形加筋、板式加筋或球扁钢进行补强加筋，如图 9-2 g)所示。
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二.钢梁的焊接 2.梁的形状
图9-2
焊接箱形梁断面形状
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二.钢梁的焊接 3.梁的分类
根据梁的截面形状变化，又可分为两大类：
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一.钢结构的焊接 概述
型钢的代号及标注
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一.钢结构的焊接 钢结构中型钢的连接方法
常用钢结构连接方法有三种： 焊接 铆接 螺栓连接5来自一.钢结构的焊接 1.焊接
焊接是被焊工件的材质（同种或异种），通过加热 或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工
件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工
高空腹梁。
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二.钢梁的焊接 3.梁的分类
图9-3
焊接梁的外形
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二.钢梁的焊接 4.梁的对接
梁与梁的对接包括上、下盖板的对接和梁腹板的对接， 一般盖板对接坡口向上，平位施焊；腹板对接焊缝立 位施焊，腹板厚度较薄时，开单面坡口，如果腹板厚 度较厚，开双面坡口。随着陶质衬垫的开发和推广使
用，通常采用陶质衬垫单面焊双面成形工艺，避免对
梁与梁对接焊缝 一般位于梁受弯矩较小处，避免对
钢结构的连接方法
钢结构的连接方法
钢结构的连接方法主要包括：
1.焊接：焊接是采用焊接焊条或电弧焊将钢结构连接在一起的一种方法。
具体的焊接方式包括：焊接板焊、焊缝焊、插焊、双面焊等。
2.螺栓连接：利用螺栓将所连接的板件固定在一起。
螺栓连接方式包括：普通螺栓连接、拧紧螺母系统、膨胀螺栓系统等。
3.剪切连接：剪切连接是将钢板条和角钢以剪切变形的方式结合在一起。
剪切连接包括：
常规剪切连接、法兰连接、超高度剪切连接、超宽度剪切连接等。
4.组合连接：组合连接是在焊接和螺栓连接的基础上，将两者相结合，相互补充来实现钢结构连接的方式，如拉杆焊接和螺栓连接等。
5.跨度连接：跨度连接是将壳体系支撑在支撑点之间，以产生超长的
结构的连接方法。
常见的跨度连接方式有套筒支撑系统、群支撑系统、球
支撑系统等。
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。
钢结构的焊接连接
课程辅导材料二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6mm ，埋弧焊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。
28-钢结构的焊接连接施工和钢结构的螺栓连接施工
6.3.1 钢结构焊接施工6.3.1.1 概述
6.3.1.2 常用焊接方法
焊接方向
焊接方向焊接方向焊条焊条钢芯电弧
保护气体药皮
保护气体
固态焊渣焊接金属熔池
母材熔滴熔化金属熔敷金属凝固渣溶化渣焊丝导电嘴焊剂送给管熔滴
焊剂电焊熔化金属
母材
2.埋弧焊
熔嘴电渣焊非熔嘴电渣焊
1
3
2
4
5
6
11
7
8
10
9
熔嘴电渣焊非熔嘴电渣焊
5.螺柱焊（栓钉焊）
6.3.1.3 焊接施工
2.焊缝形式
表示，塞焊缝常以熔核直径d表示。
c
h S
d k
k
3.焊接工艺参数选择
（2）焊接电流
2
I d
10
（3）电弧电压
6.3.1.4 焊缝的质量验收
2
2t t t t t t t t 44
44t t
6.3.1.5 厚板焊接工艺
6.3.2 钢结构螺栓连接施工6.3.2.1 概述
6.3.2.2 普通螺栓
（1）六角螺栓
L H nh C
δ=+++
6.3.2.3 高强螺栓
M
K
Pd。
钢结构主要的连接方式
1、焊接是钢结构最主要的连接方式，有对接焊缝和角焊缝两种基本形式。
常用的焊接方法有手工焊、自动（或半自动）埋弧焊。
手工焊焊条型号应与主体金属强度相适应。
施焊过程中可能产生裂纹、气孔、烧穿、弧坑等缺陷。
为保证焊缝质量，应根据焊缝等级按各自不同的检验标准进行质量检查。
2、焊缝为保证焊缝质量和便于施焊，对接焊缝要求按焊件厚度采用不同形式的坡口，坡口形式有I 形、单边V形、V形、U形、K形、X形等。
对于没有采用引弧板的焊缝，计算时焊缝长度要考虑起落弧的影响。
对接焊缝截面上的应力分布与母材相同，强度计算公式也相同，轴力作用下一般采用直缝，强度不足时可采用斜焊缝，当倾斜角度BW56。
时，可不进行焊缝强度计算，在弯矩、剪力共同作用下的计算公式也可采用材料力学公式。
、角焊缝受力复杂，按受力不同分为侧焊缝和端焊缝为保证焊接质量，规范对焊脚尺寸hf及焊缝计算长度lw等都作了构造规定。
角焊缝计算以最小焊缝截面为计算截面，且不论抗拉、抗压及抗剪均采用同一强度设计值£ fw。
对角焊缝在轴心力、弯矩、扭矩、剪力及几个力共同作用下的受力进行了分析并推导出不同情况下的计算公式，应熟练掌握。
4、焊接施焊时，由于不均匀的温度场，使杆件产生焊接变形和焊接应力，这对结构在常温、静载作用下的承载力没有影响，但增大了结构的变形，降低了结构的刚度、疲劳强度以及稳定承载力。
从设计和施工方面应采取不同措施减小或消除残余应力和残余变形，如设计上尽量使焊缝对称布置；施焊时应采用合理的施焊次序等。
5、螺栓排列普通螺栓排列时，规范根据受力、构造和施工三方面的要求规定了容许距离，针对螺栓几种可能的排列形式，提出了不同的防止措施，在确定单个螺栓承载力设计值的基础上，分析了螺栓群在不同荷载作用下的受力和计算方法。
6、高强度螺栓高强度螺栓是通过特制扳手拧紧螺帽，使螺杆产生很大的预拉力，将板件压紧。
在外力作用下，板件间产生很大的摩擦力。
摩擦型高强螺栓就是依靠摩擦力传递剪力的。
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钢结构常识--钢结构焊接连接
1 钢结构焊接(welding of steel structure)
钢结构焊接是指将各种不同形状和厚度的钢结构零件通过局部加热，达到原子结合的一种连接方法。
中国的手工电弧焊始于20世纪40年代，并于50年代推广应用埋弧自动焊技术，60年代开始试验CO2气体保护焊、电渣焊技术，并逐步推广应用于钢结构制造中。
2 焊接方法
钢结构制造中常用的焊接方法有手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊和电渣焊等。
2.1 手工电弧焊
手工焊操作现场
手工电弧焊以焊条与焊件各为一个电极，电弧引燃于其间，焊芯与工件的熔化金属形成焊缝金属，以此完成工件的焊接。
手工焊工作原理
手工电弧焊设备简单，施工方便，能进行平焊、立焊、横焊、仰焊等全位置的焊接，在钢结构焊接中目前仍是主要的焊接方法。
对接连接的焊缝位置简图
手工电弧焊的主要设备有弧焊变压器、直流弧焊电机和弧焊整流器等。
焊条由焊芯和药皮组成。
电焊条的种类很多，要结合焊接结构的特点、施焊条件、设备状况和焊接工艺要求等综合考虑，正确选用焊条。
手工焊焊条
常用的Q235钢手工焊选用E43系列焊条，Q345钢手工焊选用E50系列焊条，对于Q235+Q345手工焊采用E43型焊条。
焊条说明如下：
2.2 埋弧自动焊
埋弧自动焊是通过裸金属焊丝和工件之间形成的电弧在覆盖焊接区的颗粒状材料即焊剂的保护下进行焊接的过程。
焊接方法分为半自动焊和自动焊两种。
埋弧自动焊工作原理
埋弧自动焊比手工电弧焊生产效率高5～10倍，且焊接速度快、焊缝质量好且稳定，在钢结构焊接中得到了广泛的应用。
但因埋弧自动焊仅能在平焊位置和坡度不大的条件下焊接，且不适合薄板的焊接，它的使用范围受到一定的限制。
常用于工厂制作厚板焊接。
手动埋弧焊
自动埋弧焊
埋弧焊的设备主要由电源、控制盘、焊丝送进机构、焊机行走机构和焊剂供给机构组成。
埋弧焊的焊接设备
大型管道的埋弧焊
2.3 气体保护焊
气体保护焊是以惰性气体(如纯Ar)、富Ar和氧化性气体(如CO2)作为保护介质，把熔池和电弧区与周围空气隔离，防止空气中有害气体侵入，同时在机械的作用下焊丝连续送入熔池进行焊接。
气体保护焊分为自动焊和半自动焊两种。
半自动气体保护焊
其中CO2气体保护焊焊接速度快，变形小，生产效率高，焊接成本低，抗锈、抗裂能力强，焊接裂纹倾向小。
又由于是明弧焊接，操作比较简单，可以焊接薄板。
其缺点是保护气体容易被破坏，且要求一定的纯度，焊接时飞溅较大。
气体保护焊工作场景
CO2气体保护焊的半自动焊设备通常由焊接电源、控制装置、送丝机构、焊柱和附属装置组成。
气体保护焊的工作原理
气体保护焊的焊机和送丝机构
送丝机构有推式、推拉式和盘放式三种，现场常用推式送丝机构。
焊枪的作用除导电外，还要把送丝机构送出的焊丝导向熔池，并将保护气体通过焊枪喷嘴集中喷出以保护熔池。
CO2气体保护焊的焊丝的选择应根据母材及接头设计强度确定。
气体保护焊焊枪
2.4 电渣焊
电渣焊是利用电流通过液体熔渣所产生的电阻热进行焊接的方法。
电渣焊过程示意
电渣焊与一般电弧焊相比，能够一次焊接很厚的工件，工件不需要开坡口，不易产生气孔和夹渣等缺陷，易于调整焊缝金属的化学成分及降低焊缝金属中的有害杂质，因此是一种优质、高效、低成本的焊接方法。
电渣焊常用于箱形截面内隔板焊接。
全自动电渣焊场景
电渣焊有丝极电渣焊、板极电渣焊和喷嘴电渣焊三种。
箱形截面的隔板电渣焊场景
电渣焊技术包括焊接材料的选用、焊前准备、焊接过程和焊接检验。
焊材(焊丝、板极、熔嘴和焊剂)应根据母材材质和设计的要求正确选用。
熔嘴电渣焊与丝极电渣焊的比较
3 焊接缺陷及质量控制
优良的焊接接头质量取决于合理的结构设计、正确地选择材料(包括钢材和焊材)、正确的焊接工艺和完备的焊接质量检查系统。
焊接缺陷是危及结构安全使用的重要因素，特别是焊接裂缝危害更大，将导致灾难性事故的发生。
常见的焊接缺陷
为了保证焊接质量，要对焊接接头的质量进行检验。
检验方法分为非破坏性检验和破坏性检验两大类。
钢结构常用的焊缝检测方法
4 焊缝的分类和表示方法
4.1 焊缝分类
焊缝按板件连接形式可分为对接焊缝和角焊缝。
其中对接焊缝又分为正对接、斜对接、T形对接焊缝。
角接焊缝又分为搭接、角接、T形角接焊缝。
焊缝按焊接位置可分为平焊、立焊、横焊、仰焊。
4.2 焊缝表示方法
常见的焊缝表示方法如下图：
常见焊缝标识说明如下：
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诚信钢构联盟（千万间）微信公众平台建立了，微信号为：CXganggoulianmeng 。
或者搜索关键词：千万间。
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