钢结构学习系列(三)-焊接连接
钢结构A-3.钢结构的连接(焊缝)PPT课件
分布。
直角角焊缝截面
2）有效截面上的应力状态
在外力作用下，直角角焊缝有效截面上有三个应力：
—正应力，与焊缝长度方向（面外垂直） ∥—剪应力，与焊缝长度方向（面内平行） —剪应力，与焊缝长度方向（面内垂直）
国际标准化组织（ISO）推荐 下式确定角焊缝的极限强度
d ∥
第三章 钢结构的连接
Connections
连接的类型 Connection types
钢结构是由各种构件连接而成。 常用的连接方法：
Welded Connections 焊接连接—对接焊缝、角焊缝 Bolted Connections 螺栓连接—普通螺栓、高强螺栓 Rivets 铆钉连接 Fasteners 紧固件连接
工省料，经济； 2 焊接结构密封性好，刚度大和整体性好； 3 可用于钢管间的Y形和T形复杂连接。
缺陷：在附近的主体金属中形成“热影响区”（大致5~6mm)，易导致材 质变脆；
焊缝易存在各种缺陷：
焊接残余应力、
焊接残余应变、 局部裂纹、
裂纹
焊瘤
烧穿 弧坑 气孔
咬边、气孔、夹渣、
母材被烧穿等。
夹渣
咬边
未熔合
施工要求：
《钢结构工程施工及验收规范》规定对焊缝施焊时，应在焊 缝的两端设置引弧板，引弧板将焊缝引出的长度：埋弧焊大于 50mm，手工电弧焊和气体保护焊大于20mm。
当设置引弧板有困难时，可不设引弧板，但焊缝长度等于实 际长度减去2t (t为焊件的较小厚度）。
焊接完毕，用气割将引弧板切除，并将焊件边缘修磨平整， 严禁用锤敲掉引弧板。
一般情况下，按一、二级焊缝质量要求时，且有引弧板，对接 焊缝的强度没有必要验算。
钢结构三焊接连接PPT课件
1、普通螺栓：（A、B、C三级）
精制普通螺栓（A、B级）:
材料的性能等级为5.6或8.8级; 5或8表示fu≥500或 800N/mm2, 0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8；
粗制普通螺栓（C级）:
材料的性能等级为4.6或4.8级；4表示fu≥400N/mm2, 0.61或9 0.8表示fy/fu=0.6或0.8；
2020/1/7
第六届全国混凝土结构基本理论及工程应用 学术会议
螺栓连接 8
2020/1/7
第六届全国混凝土结构基本理论及工程应用 学术会议
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第六届全国混凝土结构基本理论及工程应用 学术会议
10
铆钉机 11
2020/1/7
第六届全国混凝土结构基本理论及工程应用 学术会议
铆钉
2020/1/7
一、焊接连接
焊接连接是钢结构中最常用的一种连接方法： 优点：构造简单，制作加工方便；不削弱截面； 连接刚度大；可实现自动化操作。 缺点：材质易脆；存在残余应力；对裂纹敏感。
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对接焊缝连接
角焊缝连接
12
焊接方法：
电弧焊 埋弧焊 气体保护焊
手工电弧焊 自动和半自动
B、焊条的表示方法：E—焊条(Electrode)
第1、2位数字为熔融金属的最小抗拉强度（MPa)
E43型熔融金属的最小抗拉强度为≥420MPa； E50型熔融金属的最小抗拉强度为≥490MPa； E55型熔融金属的最小抗拉强度为≥550MPa；
第3、4适用焊接位置、电流及药皮的类型。
E4300：平、仰、立、横 ；交流或直流正、反 接；特殊性 ； E4322 ：平； 交流或直流；正接氧化铁型；
钢结构的焊缝连接
4.1 钢结构的连接方法 4.2 钢结构中所使用的焊接方法简介 4.3 焊接结构的特性和焊接连接 4.4 焊缝代号(或焊缝符号) 4.5 对接焊缝的计算和构造 4.6 直角角焊缝的受力性能 4.7 直角角焊缝的强度计算 4.8 角焊缝的尺寸限制和构造要求
4.2 钢结构中所使用的焊接方法简介
2、自动（或半自动）埋弧焊
1、焊丝转盘；2、送丝电机；3、焊剂漏斗 4、电源；5、融化的焊剂；6、焊缝金属 7、焊件；8、焊剂；9、移动方向
第4章 钢结构的焊接连接
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。 4、其他：如电阻焊等
第4章 钢结构的焊接连接
手工电弧焊 这是最常用的一种焊接方法 。通电后产生电弧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。
4.2 钢结构中所使用的焊接方法简介
二、焊接接头的形式和焊缝的类别
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
I形 单边V U形 双边U形
V形 X形 K形
坡口深度 钝边尺寸
坡口角度
根部间隙
第4章 钢结构的焊接连接
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。
3钢结构的连接-焊缝连接
只有三级检验的焊缝才需进行抗拉强度验算。如果采用 直缝不能满足强度要求时，可采用如图所示的斜对接焊 缝。焊缝与作用力间的夹角θ满足tanθ≤1.5时，斜焊缝的 强度不低于母材强度，可不再进行验算。
3.3.2 焊缝质量检验 缺陷削弱焊缝受力面积，焊缝处应力集中，对连接的 强度、冲击韧性及冷弯性能等均有不利影响。焊缝质 量检验极为重要。 外观检查 检查外观缺陷和几何尺寸； 内部无损检验 检查内部缺陷。采用超声波检验，此外 还可采用X射线或γ射线透照或拍片，X射线应用较广。 《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、二、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、 二级焊缝除外观检查外，还应符合以下要求： 二级焊缝用超声波检验每条焊缝的 20 ％长度，且不小 于200mm。 一级焊缝用超声波检验每条焊缝全部长度，以便揭示 焊缝内部缺陷。 强度折减：高空安装焊缝，强度设计值乘以0.9
（３）重级工作制和起重量 Ｑ＞５０ｔ的中级工作
制吊车梁的腹板与上翼缘板之间以及吊车桁架上弦杆
与节点板之间的Ｔ角焊缝质量等级一般为三级，直接承受动力荷 载且需要验算疲劳和起重量Ｑ＞５０ｔ的中级工作制 吊车梁的角焊缝的外观质量应符合二级。
3.3.4 焊缝代号图例
2. 坡口焊缝 焊件常需做成坡口，焊缝金属填充在坡口内。 坡口形式与焊件厚度和施工条件有关： （1）焊件厚度很小(小于等于10mm)：直边缝。 （2）一般厚度(t=10~20mm) :具有斜坡口的单边V形或 V形焊缝。 斜坡口和离缝b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。 （ 3 ）较厚的焊件 (t＞20mm)，则采用 U 形、 K 形和 X 形 坡口。V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。
第三章钢结构连接焊缝连接
第三章钢结构连接焊缝连接
第三章钢结构连接焊缝连接
第三章钢结构连接焊缝连接
扭矩作用下的焊缝
焊缝群受扭：
假定 ① 被连接构件是绝对刚 性的，而焊缝则是弹性的；② 被连接板件绕角焊缝有效截面 形心o旋转，角焊缝上任一点 的应力方向垂直于该点与形心 o的连线，应力的大小与其距 离r的大小成正比。
A
TrA; J
第三章钢结构连接焊缝连接
(A T A V)2 f
(A T A T)2
ffw
第三章钢结构连接焊缝连接
7、塞焊计算
第三章钢结构连接焊缝连接
3.4 对接焊缝的构造和计算
构造要求 坡口形式
分为I形缝、V形缝、带钝边单边V形缝、带钝边V形缝 （也叫Y形缝）、带钝边U形缝、带钝边双单边V形缝和 双Y形缝等
（a）I形缝；（b）带钝边单边V形缝；（c）Y形缝
第三章钢结构连接焊缝连接
第三章钢结构连接焊缝连接
第三章钢结构连接焊缝连接
第三章钢结构连接焊缝连接
第三章钢结构连接焊缝连接
第三章钢结构连接焊缝连接
第三章钢结构连接焊缝连接
第三章钢结构连接焊缝连接
第三章钢结构连接焊缝连接
7 、部分焊透的对接焊缝 计算原则：按角焊缝计算
第三章钢结构连接焊缝连接
第三章钢结构连接焊缝连接
（a）焊接连接；（b）铆钉连接；（c）螺栓连接
第三章钢结构连接焊缝连接
3.2焊接方法和焊缝连接形式
第三章钢结构连接焊缝连接
第三章钢结构连接焊缝连接
第三章钢结构连接焊缝连接
第三章钢形式
第三章钢结构连接焊缝连接
第三章钢结构连接焊缝连接
（d）带钝边U形缝；（e）带钝边双单边V形缝； （f）双Y形缝；（g）、（h）、（i）加垫板的I形 缝、带钝边单边V形缝和Y形缝
钢结构的焊缝连接
钢结构的焊缝连接在现代建筑和工业领域中，钢结构凭借其高强度、轻量化和施工便捷等优点，得到了广泛的应用。
而焊缝连接作为钢结构中一种重要的连接方式，对于保证钢结构的整体性能和安全性起着至关重要的作用。
焊缝连接，简单来说，就是通过焊接工艺将两个或多个钢结构部件连接在一起，形成一个整体。
这种连接方式能够有效地传递荷载和应力，使钢结构具有良好的稳定性和承载能力。
要实现可靠的焊缝连接，首先需要选择合适的焊接方法。
常见的焊接方法包括手工电弧焊、气体保护焊、埋弧焊等。
手工电弧焊是一种较为传统的焊接方法，操作简单，但效率相对较低，适用于一些小型和不太复杂的钢结构焊接。
气体保护焊则利用气体来保护焊接区域，防止氧化，焊接质量较高，且效率也不错，在钢结构中应用广泛。
埋弧焊通常用于大型钢结构的焊接，其焊接速度快，焊缝质量稳定。
在进行焊缝连接之前，还需要对钢结构部件的连接面进行预处理。
这包括清除表面的油污、铁锈、氧化皮等杂质，以确保焊接质量。
如果连接面不清洁，会在焊接过程中产生气孔、夹渣等缺陷，严重影响焊缝的强度和密封性。
焊缝的形式也是多种多样的，常见的有对接焊缝、角焊缝和T 型焊缝等。
对接焊缝主要用于两个部件在同一平面上的连接，能够承受较大的拉应力和压应力。
角焊缝则常用于两个部件相互垂直的连接，如钢梁与钢柱的连接。
T 型焊缝则是在 T 型接头处进行的焊接。
焊缝的尺寸和形状对于连接的强度和质量有着重要的影响。
焊缝的尺寸包括焊缝的宽度、高度和长度等。
一般来说，焊缝的尺寸需要根据钢结构所承受的荷载、部件的厚度等因素来确定。
如果焊缝尺寸过小，可能无法承受设计荷载，导致焊缝开裂；而焊缝尺寸过大，则会增加焊接成本，并且可能会引起较大的焊接变形。
焊接过程中的工艺参数，如焊接电流、电压、焊接速度等，也需要严格控制。
焊接电流过大，容易导致焊缝烧穿或产生过大的焊接变形；焊接电流过小，则会造成焊缝未焊透或夹渣等缺陷。
焊接电压和焊接速度也需要与焊接电流相匹配，以保证焊缝的质量。
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。
钢结构钢结构的连接课件.ppt
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钢结构钢结构的连接课件
钢结构钢结构的连接课件
请 回 答
1、对接焊缝与角焊缝在计算方法上有何区别? 2、侧面焊、三面围焊哪种做法较为经济?
(在同样荷载下) 3、焊接残余应力与变形对结构的性能有何影
响?采取哪些措施?
钢结构钢结构的连接课件
3-6 普通螺栓连接构造和计算
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f he钢N结构l钢w结构的f连f接w 课件
四、偏心力作用
1、弯矩M: f
M Ww
6M he lw2Biblioteka ffw f
2、扭矩T:
计算假定:(1)被连接件是绝对刚性的,角焊缝是弹性
(2)被连接件绕角焊缝有效截面形心o旋转,角焊缝上任
一点应力方向垂直该点与形心连线,应力大小与其
(3 23)
(2)承压承载力设计值
N
b C
d
tf
b C
(3 24)
当构件节点处或 拼接缝一側 螺栓较多,沿受力方向连接长
Nb min
minN NV Cbb
度: l1
l115d0 l160d0
1.1 l1
15d00
0.7 d0螺 栓 孔 径
钢结构钢结构的连接课件
图3-59 抗剪螺栓连接 图3-60 螺栓钢承结构压钢结的构的应连力接课分件 布
钢结构钢结构的连接课件
y1
y2
e
e
e'
y '1
y '2
y2
钢结构的常用连接方法
钢结构的常用连接方法钢结构是现代建筑中常用的一种结构形式，其连接方法的选择直接关系到整个结构的稳定性和安全性。
本文将介绍钢结构常用的连接方法，包括焊接、螺栓连接和铆接。
1. 焊接连接焊接是钢结构中最常见的连接方式之一。
它通过将两个或多个钢构件的接触面加热至熔化状态，使其融合在一起，形成一个整体。
焊接连接具有连接强度高、刚度好、耐震性能优秀等优点，在大型钢结构中广泛应用。
常见的焊接方法有电弧焊、气焊和激光焊等。
2. 螺栓连接螺栓连接是一种通过螺栓将钢构件连接在一起的方式。
在螺栓连接中，钢构件的连接面上预留有孔洞，通过将螺栓穿过孔洞，并用螺母紧固，实现构件之间的连接。
螺栓连接具有安装方便、拆卸容易、可重复使用等优点，适用于需要经常拆卸和调整的钢结构。
螺栓连接通常要求紧固力矩的控制，以保证连接的稳定性。
3. 铆接连接铆接连接是通过铆钉将钢构件连接在一起的方式。
铆接连接的原理是在钢构件的连接面上预先钻孔，然后将铆钉穿过孔洞，通过对铆钉两端施加压力，使其头部与孔洞处形成扁平形状，从而实现连接。
铆接连接具有连接强度高、抗剪性能好等特点，适用于对连接强度要求较高的钢结构。
除了以上三种常用的连接方法，还有一些特殊情况下使用的连接方式。
例如，对于需要经常进行伸缩和变形的结构，可以采用伸缩节连接；对于需要承受大拉力的结构，可以采用张拉杆连接；对于需要旋转的结构，可以采用销轴连接。
这些连接方式的选择应根据具体的工程要求和结构特点进行。
钢结构的连接方法多种多样，每种方法都有其适用的场景和特点。
在实际工程中，应根据结构的性质、荷载要求、施工条件等因素综合考虑，选择合适的连接方法。
同时，连接过程中应严格按照相关规范和要求进行，确保连接的稳定性和安全性，以保证整个钢结构的可靠运行。
钢结构的焊接连接.pptx
4
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Aw' h0t w ——焊缝有效抗剪面积，
A ——整个焊缝截面的面积； w
第32页/共96页
例1：设计500×14钢板的对接焊缝连接。钢板承受 轴向拉力，其中恒荷载和活荷载标准值引起的轴心 拉力值分别为700kN和400kN，相应的荷载分项系数 为1.2和1.4。已知钢材为Q235-B.F（A3F），采用 E43型焊条手工电弧焊，三级质量标准，施焊时未 用引弧板。
不得存在未满焊、咬边、根部收缩、裂纹、表面气孔、夹渣 、电弧擦伤等缺陷
无损检测：一级焊缝全数检验， 二级焊缝抽检20％以上
超声波 检测设备
第14页/共96页
焊接接头形式和焊缝类别 （1）焊缝接头形式
对接接头
T形接头
搭接接头 角形接头
对接焊缝
角焊缝
对接焊缝
第15页/共96页
角焊缝
（2）焊缝类型
对接焊缝
第20页/共96页
（3）焊缝的施焊方式
俯焊 质量好
横焊
立焊
质量一般
仰焊 质量差
第21页/共96页
4.4 焊缝代号
➢作用：表明焊缝型式、尺寸和辅助要求 ➢表示方法：由图形符号、辅助符号和引出线等部分组
成
单面焊缝的标注方法
第22页/共96页
双面焊缝的标注方法
第23页/共96页
当焊缝分布比较复杂或用上述注标方法不能表达清楚时， 可在标注焊缝代号的同时，在图上加栅线表示焊缝。
▪ 焊缝质量好，生产效率高 ▪ 需专用焊接设备，成本高
全
半
自
自
动
动
埋
埋
弧
弧
焊
焊
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焊接连接------专题二
钢结构最常用的焊接方法为电弧焊(还有电阻焊等),其优点是构造简单,节约钢材,加工方便,成本低廉,易于采用自动化操作.
一. 连接分类:
1.手工电弧焊;
2.自动(或半自动)埋弧焊;
3.气体保护焊;
二. 焊缝连接型式:
1.平接;
2.搭接;
3.T形连接;
4.角接.
三. 焊缝型式:
1.对接焊缝: 对接正焊缝和对接斜焊缝;
2.角焊缝: 正面角焊缝和侧面角焊缝;
3.焊缝沿长度方向分布: 连续角焊缝和间断角焊缝;
4.施焊位置: 俯焊(平焊), 立焊, 横焊, 仰焊
四.焊缝符号具体表示法请参阅国家标准
1.<<焊缝符号表示法>> GB324-88 ;
2.<<建筑结构制图标准>>GBJ105-87;
3.<<技术制图. 焊缝符号的尺寸.比例及简化表示方法>> GB12212-90.
五.焊缝构造:
1.焊缝金属应与主体金属相适应:
当焊接Q235构件时,应采用E43系列焊条:
当焊接Q345构件时,应采用E50系列焊条:
当不同强度的钢材连接(如Q235与Q345连接)时,可采用与低强度钢材相
适应的焊接材料(E43系列焊条).
2.在对接焊缝的拼接处,当焊件的宽度不同或厚度在一侧相差4mm以上时,
应分别在宽度方向或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于1:2.5的斜角.(直接承受动力荷载且需要进行疲劳计算的结构,斜角坡度应不大于1:4. )
3.角焊缝的焊角尺寸不得小于1.5 t ,t(mm)为较厚焊件厚度,不宜大于较
薄焊件厚度的1.2倍.
六.焊缝等级
1. 焊缝等级是施工验收等级，有三级。
三级最低，只要求外观检查和尺寸检
查。
二级要求部分作超声波探伤检查。
一级最高，要求全部做探伤检查。
2. 对焊缝等级来说，原则是受拉等级高于受压，受动力的高于受静力的。
3. 对接焊缝一般需要做无损探伤（或部分需要）。
故一般对接焊缝的焊接等
级为二级或一级，不小于二级。
4. 角焊缝没必要作无损探伤，故角焊缝为一级的话，就没有多少意义。
一般
角焊缝为二级或三级。
5. 焊缝等级见钢规7.1.1条，注意条文解释。
七.连接计算.(略,请参阅相关书籍)。