钢结构的连接焊接01

焊接的优点
* 构造简单，任何形式的构件都可直接相连；
小 结
* 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，整体性好。
焊接的缺点
* 焊缝附近有热影响区，钢材的金相组织发生改变，导致局部材 质变脆； * 焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏、降低压杆稳定的临界 荷载，残余变形使结构形状、尺寸发生变化； * 焊接裂缝一经发生，便容易扩展到整体； * 低温冷脆问题较为突出。
hf
α
hf
按he=0.7hf
hf
α
hf
按he=0.7hf
按he=hf
cos
α 2
hf α
hf
按he=hf
cos
α 2
hf α
hf
(a)
(b)
斜角角焊缝 a）锐角角焊缝；b）钝角角焊缝
2.直角角焊缝的受力分析
（1）侧面角焊缝（侧焊缝）
A. 应力分析
剪应力τf
N
N
lw
试验表明侧面角焊缝主要承受剪力，强度相对较低， 塑性性能较好。因外力通过焊缝时发生弯折，故剪应 力沿焊缝长度分布不均匀，两端大中间小，lw/hf越 大剪应力分布越不均匀。
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（kgf/mm2) 第3、4适用焊接位置、电流及药皮的类型。 不同钢种的钢材焊接，宜采用与低强度钢材相适应的焊条。
C、优、缺点
【优点】方便，特别在高空和野外作业，小型焊接； 【缺点】质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。
对接焊缝连接 (butt welding)
角焊缝连接 (fillet welding)
二、铆钉连接
【优点】连接刚度大，传力可靠；
【缺点】对施工技术要求很高，劳
动强度大，施工条件差， 施工速
度慢。
三、螺栓连接
N 分为： 普通螺栓连接 高强度螺栓连接
§3.2 焊接方法和焊接连接形式
一、钢结构常用焊接方法
角焊缝按受力与焊缝方向分：
1）正面角焊缝(c) ：作用力方向与焊缝长度方向垂直。 2）侧面角焊缝(c) ：作用力方向与焊缝长度方向平行。
3）斜焊缝（c）：作用力方向与焊缝方向斜交。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
（1）对接焊缝
正对接焊缝 （2）角焊缝
2.焊缝质量检查
外观检查(visual inspection)：检查外观缺陷和几何尺寸； 内部无损检验(non-destruction test) ：检验内部缺陷。
注:内部检验主要采用超声波(ultrasonic inspection) ， 有时还用磁粉检验(magnetic particle )荧光检验等辅助 检验方法。还可以采用X射线(X-radiography)或γ射线 透照或拍片。
大纲要求
1.了解钢结构连接的种类及各自的特点； 2.了解焊接连接的工作性能，掌握焊接连接的计算
方法及构造要求； 3.了解焊接应力和焊接变形产生的原因及其对结构
工作的影响； 4.了解螺栓连接的工作性能，掌握螺栓连接的计算
和构造要求。
§3.1 钢结构的连接方法
一、焊缝连接 【优点】不削弱截面，方便施工，连接刚度大； 【缺点】材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感。
(2) 在不需要进行疲劳计算的构件中，凡要求与母材等 强的受拉对接焊缝应不低于二级；受压时宜为二级。
（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形接头焊透的对接与角接组合焊缝， 不应低于二级。
（４）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。
斜对接焊缝
T型对接焊缝
3. 焊缝位置
三、焊缝缺陷及焊缝质量检查
1.焊缝缺陷(weld defect)
焊缝缺陷指焊接过程中产生于焊缝金属或附近热影响区钢 材表面或内部的缺陷。
常见的缺陷有裂纹(crack)、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔 (porosity)、夹渣(slag inclusion)、咬边(undercut)、未 熔合、未焊透(lack of penetration)等；以及焊缝尺寸不符 合要求、焊缝成形不良等。
《钢结构工程施工及验收规范》规定： 焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级
和三级。 一、二级焊缝除外观检查外，尚要求一定数
量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。
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；
3.焊缝质量等级及选用
《钢结构设计规范》（GB50017--2003）中，对 焊缝质量等级的选用有如下规定： (1) 需要进行疲劳计算的构件中，垂直于作用力方向 的横向对接焊缝受拉时应为一级，受压时应为二级。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure二、焊接连Βιβλιοθήκη 形式和焊缝形式1.焊接连接形式
对接 T型连接
搭接 角 部 连 接
2.焊缝形式
分为对接焊缝和角焊缝。 对接焊缝按受力与焊缝方向分：
1）正对接焊缝(a)：作用力方向与焊缝方向正交。 2）斜对接焊缝(b)：作用力方向与焊缝方向斜交。
2.埋弧焊（自动或半自动）
焊丝转盘
送丝器
、、、、、、
、 、 、
、
熔渣
、
焊剂
、 、、、、、、、、、 、
焊件
焊剂漏斗
埋弧自动焊
A、焊丝的选择应与焊件等强度。 B、优、缺点： 【优点】自动化程度高，焊接速度快，劳动强度低，焊 接质量好。 【缺点】设备投资大，施工位置受限等。
送
机
丝
器
器
3.气体保护焊
优、缺点： 【优点】焊接速度快，焊接质量好。 【缺点】施工条件受限制等。
1.手工电弧焊
焊机
焊条 保护气体
焊钳
焊件
电弧
熔池
导线
原理：利用电弧产生热量熔化焊条和母材形成焊缝。
A、焊条的选择： 焊条应与焊件钢材相适应。
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)
4.焊缝代号(welding symbol)
§3.3 角焊缝的构造与计算
一、角焊缝的形式和受力分析
1、角焊缝的形式: 直角角焊缝、斜角角焊缝
（1）直角角焊缝
hf hf
hf
hf 普通式
1.5hf 平坡式
hf 凹面式
（2）斜角角焊缝
对于α>135o或α<60o斜角角焊缝,除钢管结构外,
不宜用作受力焊缝。