鋼結(jié)構(gòu)的連接焊縫課件

1、鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)1第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接(1-18 2hrs)3.1 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法鋼結(jié)構(gòu)的連接方法3.2 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式3.3 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 3.4 對(duì)接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算對(duì)接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算3.5 焊接應(yīng)力和焊接變形焊接應(yīng)力和焊接變形3.6 螺栓連接的構(gòu)造螺栓連接的構(gòu)造3.8 高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能和計(jì)算高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能和計(jì)算 3.9 混合連接混合連接(自學(xué)）自學(xué)）鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)231 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法鋼結(jié)構(gòu)的連接方法鋼結(jié)構(gòu)是由若干構(gòu)件組合而成的。連接的作用就是通連接的作用就是通過(guò)一定的手段將板材或型

2、鋼組合成構(gòu)件，或?qū)⑷舾蓸?gòu)件組合成整體結(jié)過(guò)一定的手段將板材或型鋼組合成構(gòu)件，或?qū)⑷舾蓸?gòu)件組合成整體結(jié)構(gòu)，以保證其共同工作構(gòu)，以保證其共同工作。因此，連接方式及其質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接影響鋼結(jié)構(gòu)的工作性能。：鋼結(jié)構(gòu)的連接必須符合的原則。連接接頭應(yīng)有。：鋼結(jié)構(gòu)的連接方法可分為鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)33.2 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式321 鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法鋼結(jié)構(gòu)中通常采用鋼結(jié)構(gòu)中通常采用：電弧焊：電弧焊有手工電弧焊、埋弧焊電弧焊：電弧焊有手工電弧焊、埋弧焊(埋弧自動(dòng)或半自動(dòng)焊埋弧自動(dòng)或半自動(dòng)焊)以及氣體保護(hù)焊等以及氣體保護(hù)焊等。電渣焊：熔嘴電渣焊電渣焊：熔嘴電渣焊電阻焊電阻

3、焊鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)43.2 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式321 鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法 3211 手工電弧焊手工電弧焊 工藝流程：工藝流程：(圖圖3.2)，通電后，通電后，在在涂有藥皮的焊條與焊件之間產(chǎn)生涂有藥皮的焊條與焊件之間產(chǎn)生電弧。電弧的溫度或高達(dá)電弧。電弧的溫度或高達(dá)30003000。在高溫作用下，電弧周圍的金屬在高溫作用下，電弧周圍的金屬變成液態(tài)，形成熔池。同時(shí)，焊變成液態(tài)，形成熔池。同時(shí)，焊條中的焊絲很快熔化，滴落入熔條中的焊絲很快熔化，滴落入熔池中，與焊件的熔融金屬相互結(jié)池中，與焊件的熔融金屬相互結(jié)合，冷卻后即形成焊縫。焊條藥合，冷卻后即形成焊縫

4、。焊條藥皮則在焊接過(guò)程中產(chǎn)生氣體，保皮則在焊接過(guò)程中產(chǎn)生氣體，保護(hù)電弧熔化金屬，并形成熔渣覆護(hù)電弧熔化金屬，并形成熔渣覆蓋著焊縫，防止空氣中的氧、氮蓋著焊縫，防止空氣中的氧、氮等有害氣體與熔化金屬接觸而形等有害氣體與熔化金屬接觸而形成易脆的化合物。成易脆的化合物。o 鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)53.2 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式321 鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法3211 手工電弧焊手工電弧焊：手工電弧焊的設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活方便，適于：手工電弧焊的設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活方便，適于任意空間位置的焊接，特別適于焊接短焊縫。但生產(chǎn)任意空間位置的焊接，特別適于焊接短焊縫。但生產(chǎn)效率低，

5、勞動(dòng)強(qiáng)度大，焊接質(zhì)量取決于焊工的精神狀效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，焊接質(zhì)量取決于焊工的精神狀態(tài)與技術(shù)水平。態(tài)與技術(shù)水平。：手工電弧焊所用焊條應(yīng)與焊件鋼材（或稱主體：手工電弧焊所用焊條應(yīng)與焊件鋼材（或稱主體金屬）相適應(yīng)，一般為：金屬）相適應(yīng)，一般為：對(duì)對(duì)q235鋼采用鋼采用e43型焊條型焊條(e4300e4328)；對(duì)對(duì)q345鋼采用鋼采用e50型焊條型焊條(e5000e5048)；對(duì)對(duì)q390鋼和鋼和q420鋼采用鋼采用e55型焊條型焊條(e5500e5518)。不同鋼種的鋼材相不同鋼種的鋼材相焊接時(shí)，例如焊接時(shí)，例如q235鋼與鋼與q345鋼相焊接，宜采用低鋼相焊接，宜采用低組配方案，組配方案，即宜

6、采用與即宜采用與低強(qiáng)度低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊條。鋼材相適應(yīng)的焊條。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)63.2 焊接方法和焊縫連接形式321 鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法3212 埋弧焊(自動(dòng)或半自動(dòng))：電弧在焊劑層下：電弧在焊劑層下燃燒的一種電弧焊方法。燃燒的一種電弧焊方法。：焊絲：焊絲送進(jìn)和電弧按焊接方向的送進(jìn)和電弧按焊接方向的移動(dòng)有專門機(jī)構(gòu)控制完成移動(dòng)有專門機(jī)構(gòu)控制完成 (圖圖3.3)；：焊：焊絲送進(jìn)有專門機(jī)構(gòu)，而電絲送進(jìn)有專門機(jī)構(gòu)，而電弧按焊接方向的移動(dòng)靠人弧按焊接方向的移動(dòng)靠人手工操作完成。手工操作完成。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)73.2 焊接方法和焊縫連接形式321 鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法鋼結(jié)構(gòu)常用焊

7、接方法3212 埋弧焊(自動(dòng)或半自動(dòng))1）焊縫金屬為焊劑所焊縫金屬為焊劑所覆蓋，能對(duì)較細(xì)的焊絲采用大覆蓋，能對(duì)較細(xì)的焊絲采用大電流。電弧熱量集中，熔深大，電流。電弧熱量集中，熔深大，適于厚板的焊接，具有高的生適于厚板的焊接，具有高的生產(chǎn)率。產(chǎn)率。2）由于采用了自動(dòng)控或）由于采用了自動(dòng)控或半自動(dòng)控制化操作，焊接時(shí)的半自動(dòng)控制化操作，焊接時(shí)的工藝條件穩(wěn)定，焊縫的化學(xué)成工藝條件穩(wěn)定，焊縫的化學(xué)成分均勻，故形成的焊縫質(zhì)量好，分均勻，故形成的焊縫質(zhì)量好，焊件變形小。焊件變形小。3）高焊速也減?。└吆杆僖矞p小了熱影響區(qū)的范圍。了熱影響區(qū)的范圍。4）但埋?。┑窕『笇?duì)焊件邊緣的裝配精度焊對(duì)焊件邊緣的裝配精度

8、(如間如間隙隙)要求比手工焊高要求比手工焊高。：埋弧焊所用焊絲和埋弧焊所用焊絲和焊劑應(yīng)與主體金屬?gòu)?qiáng)度相適應(yīng)，焊劑應(yīng)與主體金屬?gòu)?qiáng)度相適應(yīng)，即要求焊縫與主體金屬等強(qiáng)度即要求焊縫與主體金屬等強(qiáng)度。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)83.2 焊接方法和焊縫連接形式321 鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法3213 氣體保護(hù)焊利用二氧化碳?xì)怏w或其他惰性氣體利用二氧化碳?xì)怏w或其他惰性氣體作為保護(hù)介質(zhì)的一種電弧熔焊方法。它直接依靠保護(hù)作為保護(hù)介質(zhì)的一種電弧熔焊方法。它直接依靠保護(hù)氣體在電弧周圍造成局部的保護(hù)區(qū)，以防止有害氣體氣體在電弧周圍造成局部的保護(hù)區(qū)，以防止有害氣體的侵入并保證了焊接過(guò)程中的穩(wěn)定性。的侵入并保證了焊

9、接過(guò)程中的穩(wěn)定性。氣體保護(hù)焊的焊縫熔化區(qū)沒(méi)有熔渣，焊工能氣體保護(hù)焊的焊縫熔化區(qū)沒(méi)有熔渣，焊工能夠清楚地看到焊縫成型的過(guò)程；由于保護(hù)氣體是噴射夠清楚地看到焊縫成型的過(guò)程；由于保護(hù)氣體是噴射的，有助于熔滴的過(guò)渡；又由于熱量集中，焊接速度的，有助于熔滴的過(guò)渡；又由于熱量集中，焊接速度快，焊件熔深大，故所形成的焊縫強(qiáng)度比手工電弧焊快，焊件熔深大，故所形成的焊縫強(qiáng)度比手工電弧焊高塑性和抗腐蝕性好，適用于全位置的焊接高塑性和抗腐蝕性好，適用于全位置的焊接。但不適但不適用于野外或有風(fēng)的地方施焊。用于野外或有風(fēng)的地方施焊。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)93.2 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式321 鋼結(jié)構(gòu)

10、常用焊接方法鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法3214 電渣焊和電阻焊電渣焊和電阻焊o電渣焊和電阻焊電渣焊和電阻焊參見(jiàn)課本p191鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)103.2 焊接方法和焊縫連接形式322 焊縫連接形式及焊縫形式焊縫連接形式及焊縫形式3221 焊縫連接形式焊縫連接形式o按相互位置可分為：、和o四種(圖3.4)。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)113.2 焊接方法和焊縫連接形式322 焊縫連接形式及焊縫形式焊縫連接形式及焊縫形式3221 焊縫連接形式焊縫連接形式主要用于厚度相同或接近相同的兩構(gòu)件的相互連接。圖主要用于厚度相同或接近相同的兩構(gòu)件的相互連接。圖3.4(a)所示為采用對(duì)接焊縫的對(duì)接連接，由于相互連接的兩構(gòu)件在所

11、示為采用對(duì)接焊縫的對(duì)接連接，由于相互連接的兩構(gòu)件在同一平面內(nèi)，因而傳力均勻平緩，沒(méi)有明顯的應(yīng)力集中，且用料經(jīng)濟(jì)，同一平面內(nèi)，因而傳力均勻平緩，沒(méi)有明顯的應(yīng)力集中，且用料經(jīng)濟(jì)，但是焊件邊緣需要加工，被連接兩板的間隙和坡口尺寸有嚴(yán)格的要求。但是焊件邊緣需要加工，被連接兩板的間隙和坡口尺寸有嚴(yán)格的要求。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)123.2 焊接方法和焊縫連接形式322 焊縫連接形式及焊縫形式焊縫連接形式及焊縫形式3221 焊縫連接形式焊縫連接形式圖3.4(b)所示為用雙層蓋板和角焊縫的對(duì)接連接，這種連接傳力不均勻、費(fèi)料，但施工簡(jiǎn)便，所連接兩板的間隙大小無(wú)需嚴(yán)格控制。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)133.2 焊接方法

12、和焊縫連接形式322 焊縫連接形式及焊縫形式焊縫連接形式及焊縫形式3221 焊縫連接形式焊縫連接形式圖圖3.4(c)所示為用角焊縫的所示為用角焊縫的搭接連接搭接連接，特別，特別適用于不同厚度構(gòu)件的連接。傳力不均勻，材料較費(fèi)，但構(gòu)造簡(jiǎn)單，適用于不同厚度構(gòu)件的連接。傳力不均勻，材料較費(fèi)，但構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，目前還廣泛應(yīng)用。施工方便，目前還廣泛應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)143.2 焊接方法和焊縫連接形式322 焊縫連接形式及焊縫形式焊縫連接形式及焊縫形式3221 焊縫連接形式焊縫連接形式省工省料，常用于制作組合截面。當(dāng)采用角焊縫連接時(shí)省工省料，常用于制作組合截面。當(dāng)采用角焊縫連接時(shí)圖圖3.4(d)

13、，焊件間存在縫隙，截面突變，應(yīng)力集中現(xiàn)象嚴(yán)重，疲焊件間存在縫隙，截面突變，應(yīng)力集中現(xiàn)象嚴(yán)重，疲勞強(qiáng)度較低，可用于不直接承受動(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)的連接中。對(duì)于直接承勞強(qiáng)度較低，可用于不直接承受動(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)的連接中。對(duì)于直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，如重級(jí)工作制吊車梁，其上翼緣與腹板的連接，受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，如重級(jí)工作制吊車梁，其上翼緣與腹板的連接，應(yīng)采用如圖應(yīng)采用如圖3.4(e)所示的所示的k形坡口焊縫進(jìn)行連接。形坡口焊縫進(jìn)行連接。圖圖3.4(f)、(g)主要用于制作箱形截面主要用于制作箱形截面鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)153.2 焊接方法和焊縫連接形式322 焊縫連接形式及焊縫形式焊縫連接形式及焊縫形式3222

14、焊縫形式o焊縫形式：主要有和和間。o對(duì)接焊縫：分為圖3.5(a)和圖3.5(b)。o角焊縫：可分為、和圖3.5(c) 。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)163.2 焊接方法和焊縫連接形式322 焊縫連接形式及焊縫形式焊縫連接形式及焊縫形式3222 焊縫形式和間o焊縫沿長(zhǎng)度方向的布置分為連續(xù)角焊縫和間斷角焊縫二種(圖3.6)。連續(xù)角焊縫的受力性能較好，為主要的角焊縫形式。間斷角焊縫的起、滅弧處容易引起應(yīng)力集中，重要結(jié)構(gòu)應(yīng)避免采用，只能用于一些次要構(gòu)件的連接或受力很小的連接中。間斷角焊縫的間斷距離l不宜過(guò)長(zhǎng)，以免連接不緊密，潮氣侵入引起構(gòu)件銹蝕。一般在受壓構(gòu)件中應(yīng)滿足l15t；在受拉構(gòu)件中l(wèi)30t，t為較薄焊

15、件的厚度。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)173.2 焊接方法和焊縫連接形式323 焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)3231 焊縫缺陷：指焊接過(guò)程中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內(nèi)部的缺陷。常見(jiàn)的缺陷有裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、未焊透合、未焊透(圖3.8)等；以及焊縫尺寸不符合要求、焊縫成形不良等。裂紋是焊縫連接中最危險(xiǎn)的缺陷。產(chǎn)生裂紋的原因很多，如鋼材的化學(xué)成分不當(dāng)；焊接工藝條件(如電流、電壓、焊速、施焊次序等)選擇不合適；焊件表面油污未清除干凈等。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)183.2 焊接方法和焊縫連接形式323 焊縫

16、缺陷及焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)3232 焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)o焊縫缺陷的存在將削弱焊縫的受力面積，在缺陷處引起應(yīng)力集中，故對(duì)連接的強(qiáng)度、沖擊韌性及冷彎性能等均有不利影響。因此，焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)極為重要。：一般可用一般可用外觀檢查外觀檢查及無(wú)損檢查，前者檢及無(wú)損檢查，前者檢查外觀缺陷和幾何尺寸，后者檢驗(yàn)內(nèi)部缺陷。無(wú)損查外觀缺陷和幾何尺寸，后者檢驗(yàn)內(nèi)部缺陷。無(wú)損檢驗(yàn)?zāi)壳皬V泛采用檢驗(yàn)?zāi)壳皬V泛采用超聲波檢驗(yàn)超聲波檢驗(yàn)，使用靈活、經(jīng)濟(jì)，使用靈活、經(jīng)濟(jì)，對(duì)內(nèi)部缺陷反應(yīng)靈敏，但不易識(shí)別缺陷性質(zhì)；有時(shí)對(duì)內(nèi)部缺陷反應(yīng)靈敏，但不易識(shí)別缺陷性質(zhì)；有時(shí)還用還用磁粉檢驗(yàn)磁粉檢驗(yàn)、熒光屏熒光屏等較簡(jiǎn)單的方法作為輔助；等較簡(jiǎn)

17、單的方法作為輔助；當(dāng)前最明確可靠的方法是當(dāng)前最明確可靠的方法是x x射線射線或或射線透照射線透照或或拍片拍片，x x射線應(yīng)用較廣。射線應(yīng)用較廣。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)193.2 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式323 焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)3232 焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)：鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定焊縫按其檢驗(yàn)方法和質(zhì)量要求分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)。三級(jí)焊縫只要求對(duì)全部焊縫作外觀檢查且符合三級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；一級(jí)、二級(jí)焊縫則除外觀檢查外，還要求對(duì)每條焊縫全部或20%長(zhǎng)度進(jìn)行超聲波或射線探傷檢驗(yàn)并符合相應(yīng)級(jí)別的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。，可滿足通常的強(qiáng)度要可滿足通常的強(qiáng)

18、度要求；但其求；但其對(duì)接焊縫的抗拉強(qiáng)度有較大的變異性對(duì)接焊縫的抗拉強(qiáng)度有較大的變異性，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定其設(shè)計(jì)值只為主體鋼材的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定其設(shè)計(jì)值只為主體鋼材的85%左右左右。因而對(duì)有較大拉應(yīng)力的對(duì)接焊縫以及。因而對(duì)有較大拉應(yīng)力的對(duì)接焊縫以及直接承受動(dòng)力荷載構(gòu)件的較重要的對(duì)接焊縫，宜采直接承受動(dòng)力荷載構(gòu)件的較重要的對(duì)接焊縫，宜采用二級(jí)焊縫；對(duì)疲勞性能有較高要求處可采用一級(jí)用二級(jí)焊縫；對(duì)疲勞性能有較高要求處可采用一級(jí)焊縫。焊縫。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)203.2 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式3.2.4 焊縫代號(hào)（參考焊縫代號(hào)（參考p195197焊縫符號(hào)表示方法焊縫符號(hào)表示方法g

19、b324-88)：焊：焊縫代號(hào)由縫代號(hào)由三部分組成。三部分組成。引出線由橫引出線由橫線和帶箭頭的斜線組成。箭頭指線和帶箭頭的斜線組成。箭頭指到圖形上的相應(yīng)焊縫處，橫線的到圖形上的相應(yīng)焊縫處，橫線的上面和下面用來(lái)標(biāo)注圖形符號(hào)和上面和下面用來(lái)標(biāo)注圖形符號(hào)和焊縫尺寸焊縫尺寸。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)213.2 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式324 焊縫代號(hào)焊縫代號(hào)鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)223.2 焊接方法和焊縫連接形式324 焊縫代號(hào)焊縫代號(hào)o當(dāng)引出線的箭頭指向焊縫所在的一面時(shí)，應(yīng)將圖形符當(dāng)引出線的箭頭指向焊縫所在的一面時(shí)，應(yīng)將圖形符號(hào)和焊縫尺寸等標(biāo)注在水平橫線的上面；號(hào)和焊縫尺寸等標(biāo)注在水

20、平橫線的上面；o當(dāng)箭頭指向?qū)?yīng)焊縫所在的另一面時(shí)，則應(yīng)將圖形符當(dāng)箭頭指向?qū)?yīng)焊縫所在的另一面時(shí)，則應(yīng)將圖形符號(hào)和焊縫尺寸標(biāo)注在水平橫線的下面。必要時(shí)，可在號(hào)和焊縫尺寸標(biāo)注在水平橫線的下面。必要時(shí)，可在水平橫線的末端加一尾部作為其他說(shuō)明之用。水平橫線的末端加一尾部作為其他說(shuō)明之用。o圖形符號(hào)表示焊縫的基本型式，如用圖形符號(hào)表示焊縫的基本型式，如用 表示角焊縫，表示角焊縫，用用v表示表示v型坡口的對(duì)接焊縫。輔助符號(hào)表示焊縫的型坡口的對(duì)接焊縫。輔助符號(hào)表示焊縫的輔助要求，如用輔助要求，如用 表示現(xiàn)場(chǎng)安裝焊縫等。表表示現(xiàn)場(chǎng)安裝焊縫等。表3.2列出列出了一些常用焊縫代號(hào)，可供設(shè)計(jì)時(shí)參考。了一些常用焊縫代

21、號(hào)，可供設(shè)計(jì)時(shí)參考。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)233.2 焊接方法和焊縫連接形式324 焊縫代號(hào)焊縫代號(hào)o當(dāng)焊縫分布比較復(fù)雜或用上述標(biāo)注方法不能當(dāng)焊縫分布比較復(fù)雜或用上述標(biāo)注方法不能表達(dá)清楚時(shí)，在標(biāo)注焊縫代號(hào)的同時(shí)，可在表達(dá)清楚時(shí)，在標(biāo)注焊縫代號(hào)的同時(shí)，可在圖形上加?xùn)啪€表示圖形上加?xùn)啪€表示(圖圖3.9)。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)2433 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算（角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算（#）331 角焊縫的形式和受力狀態(tài)角焊縫的形式和受力狀態(tài) o角焊縫按其與作用力的關(guān)系可分為角焊縫按其與作用力的關(guān)系可分為：焊縫長(zhǎng)度：焊縫長(zhǎng)度方向與作用力垂直的方向與作用力垂直的；焊縫長(zhǎng)度方；焊縫長(zhǎng)度方向與作用力平行的向與作用力平行

22、的以及以及。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)2533 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算（#）331 角焊縫的形式和受力狀態(tài)角焊縫的形式和受力狀態(tài) o按其截面形式可分為按其截面形式可分為：(圖圖3.10)和和(圖圖3.11)。o直角角焊縫通常做成表面直角角焊縫通常做成表面微凸微凸的等腰直角三的等腰直角三角形截面角形截面 圖圖3.10(3.10(a)a)。o在直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中，正面角焊縫在直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中，正面角焊縫的截面常采用圖的截面常采用圖3.10(3.10(b)b)所示的所示的坦式坦式，側(cè)面角，側(cè)面角焊縫的截面則作成焊縫的截面則作成凹面凹面式式 圖圖3.10(3.10(c)c)。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)2

23、633 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算（#）331 角焊縫的形式和受力狀態(tài)角焊縫的形式和受力狀態(tài) 鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)2733 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算331 角焊縫的形式和受力狀態(tài)角焊縫的形式和受力狀態(tài)：兩焊腳邊的夾角兩焊腳邊的夾角90或或90的焊縫的焊縫稱為斜角角焊縫。斜角角焊縫常用于鋼漏斗和鋼管結(jié)稱為斜角角焊縫。斜角角焊縫常用于鋼漏斗和鋼管結(jié)構(gòu)中構(gòu)中。對(duì)于夾角對(duì)于夾角135或或60的斜角角焊縫，除的斜角角焊縫，除鋼管結(jié)構(gòu)外，不宜用作受力焊縫鋼管結(jié)構(gòu)外，不宜用作受力焊縫。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)2833 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算331 角焊縫的形式和受力狀態(tài)角焊縫的形式和受力狀態(tài)：大量大量試驗(yàn)結(jié)果表明，側(cè)面角焊縫試驗(yàn)

24、結(jié)果表明，側(cè)面角焊縫(圖圖3.12)主要承受剪應(yīng)力。主要承受剪應(yīng)力。塑 性 較 好 ， 彈 性 模 量 低塑 性 較 好 ， 彈 性 模 量 低(e=7104n/mm2)，強(qiáng)度也較低。傳力線通過(guò)側(cè)強(qiáng)度也較低。傳力線通過(guò)側(cè)面角焊縫時(shí)產(chǎn)生彎折，因而面角焊縫時(shí)產(chǎn)生彎折，因而應(yīng)力沿焊縫長(zhǎng)度方向的分布應(yīng)力沿焊縫長(zhǎng)度方向的分布不均勻，呈兩端大而中間小不均勻，呈兩端大而中間小的狀態(tài)的狀態(tài)。焊縫越長(zhǎng)，應(yīng)力分。焊縫越長(zhǎng)，應(yīng)力分布不均勻性越顯著，但在塑布不均勻性越顯著，但在塑性工作階段時(shí)，產(chǎn)生應(yīng)力重性工作階段時(shí)，產(chǎn)生應(yīng)力重分布，可使應(yīng)力分布的不均分布，可使應(yīng)力分布的不均勻現(xiàn)象漸趨緩和勻現(xiàn)象漸趨緩和。鋼結(jié)構(gòu)的連接(

25、焊縫)29：正面角焊縫正面角焊縫(圖圖3.13)受受力復(fù)雜，截面中的力復(fù)雜，截面中的各面均存在正應(yīng)力和剪應(yīng)力各面均存在正應(yīng)力和剪應(yīng)力，焊根焊根處存在著很嚴(yán)重的應(yīng)力集中處存在著很嚴(yán)重的應(yīng)力集中。一方面由于力線彎折，一方面由于力線彎折，另一方面由于在焊根處正好是兩焊件接觸面的端部，另一方面由于在焊根處正好是兩焊件接觸面的端部，相當(dāng)于裂縫的尖端相當(dāng)于裂縫的尖端。正面角焊縫的破壞強(qiáng)度高于側(cè)面。正面角焊縫的破壞強(qiáng)度高于側(cè)面角焊縫，但塑性變形要差些角焊縫，但塑性變形要差些。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)3033 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算331 角焊縫的形式和受力狀態(tài)角焊縫的形式和受力狀態(tài)鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)3133 角焊

26、縫的構(gòu)造與計(jì)算角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 332 角焊縫的構(gòu)造要求角焊縫的構(gòu)造要求 1 o根據(jù)角焊縫的工藝和根據(jù)角焊縫的工藝和力學(xué)性能，為了避免力學(xué)性能，為了避免焊 縫 區(qū) 的 基 本 金 屬焊 縫 區(qū) 的 基 本 金 屬“過(guò)燒過(guò)燒”，減小焊件，減小焊件的焊接殘余應(yīng)力和殘的焊接殘余應(yīng)力和殘余變形，余變形，鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)3233 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 332 角焊縫的構(gòu)造要求角焊縫的構(gòu)造要求1 o對(duì)板件邊緣的角焊縫：對(duì)板件邊緣的角焊縫：。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)33 33 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 332 角焊縫的構(gòu)造要求角焊縫的構(gòu)造要求o 角焊縫的焊腳尺寸也不能過(guò)小，否則焊縫因輸入角焊縫的

27、焊腳尺寸也不能過(guò)小，否則焊縫因輸入量過(guò)小，而焊件厚度較大，以致施焊時(shí)冷卻速度過(guò)快，量過(guò)小，而焊件厚度較大，以致施焊時(shí)冷卻速度過(guò)快，產(chǎn)生淬硬組織，導(dǎo)致母材開(kāi)裂。產(chǎn)生淬硬組織，導(dǎo)致母材開(kāi)裂。o 規(guī)范規(guī)定：規(guī)范規(guī)定：(單位為單位為mm)。o 計(jì)算時(shí)，焊腳尺寸取計(jì)算時(shí)，焊腳尺寸取mm的整數(shù)，小數(shù)點(diǎn)以后的整數(shù)，小數(shù)點(diǎn)以后都進(jìn)為都進(jìn)為1。自動(dòng)焊熔深較大，故所取最小焊腳尺寸可。自動(dòng)焊熔深較大，故所取最小焊腳尺寸可減小減小1mm；對(duì)對(duì)t形連接的單面角焊縫，應(yīng)增加形連接的單面角焊縫，應(yīng)增加1mm；當(dāng)焊件厚度小于或等于當(dāng)焊件厚度小于或等于4mm時(shí)，則取與焊時(shí)，則取與焊件厚度相同。件厚度相同。t鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)

28、3433 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 332 角焊縫的構(gòu)造要求角焊縫的構(gòu)造要求o前已述及，前已述及，側(cè)面角焊縫在彈性側(cè)面角焊縫在彈性階段沿長(zhǎng)度方向受力兩端大中階段沿長(zhǎng)度方向受力兩端大中間小。焊縫越長(zhǎng)，應(yīng)力集中系間小。焊縫越長(zhǎng)，應(yīng)力集中系數(shù)越大。如果焊縫長(zhǎng)度不過(guò)大，數(shù)越大。如果焊縫長(zhǎng)度不過(guò)大，當(dāng)焊縫兩端點(diǎn)處的應(yīng)力達(dá)到屈當(dāng)焊縫兩端點(diǎn)處的應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度后，繼續(xù)加載，應(yīng)力會(huì)服強(qiáng)度后，繼續(xù)加載，應(yīng)力會(huì)漸趨均勻。但是，如果焊縫長(zhǎng)漸趨均勻。但是，如果焊縫長(zhǎng)度超過(guò)某一限值時(shí)，有可能首度超過(guò)某一限值時(shí)，有可能首先在焊縫的兩端破壞，故一般先在焊縫的兩端破壞，故一般規(guī)定規(guī)定側(cè)面角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度側(cè)面角焊縫

29、的計(jì)算長(zhǎng)度l lww6060h hf f。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)3533 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 332 角焊縫的構(gòu)造要求角焊縫的構(gòu)造要求o l lww6060h hf fo 當(dāng)實(shí)際長(zhǎng)度大于上述限值時(shí)，其超過(guò)部分在計(jì)算當(dāng)實(shí)際長(zhǎng)度大于上述限值時(shí)，其超過(guò)部分在計(jì)算中不予考慮。中不予考慮。若內(nèi)力沿側(cè)面角焊縫全長(zhǎng)分布，比如焊若內(nèi)力沿側(cè)面角焊縫全長(zhǎng)分布，比如焊接梁翼緣板與腹板的連接焊縫，屋架中弦桿與節(jié)點(diǎn)板接梁翼緣板與腹板的連接焊縫，屋架中弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，以及梁的支承加勁肋與腹板連接焊縫等，的連接焊縫，以及梁的支承加勁肋與腹板連接焊縫等，計(jì)算長(zhǎng)度可不受上述限制計(jì)算長(zhǎng)度可不受上述限制。鋼

30、結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)3633 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 332 角焊縫的構(gòu)造要求角焊縫的構(gòu)造要求o角焊縫的焊腳尺寸大而長(zhǎng)度較小時(shí)，焊件的局部加熱角焊縫的焊腳尺寸大而長(zhǎng)度較小時(shí)，焊件的局部加熱嚴(yán)重，焊縫起滅弧所引起的缺陷相距太近，以及焊縫嚴(yán)重，焊縫起滅弧所引起的缺陷相距太近，以及焊縫中可能產(chǎn)生的其他缺陷中可能產(chǎn)生的其他缺陷( (氣孔、非金屬夾雜等氣孔、非金屬夾雜等) )，使焊，使焊縫不夠可靠縫不夠可靠。對(duì)搭接連接的側(cè)面角焊縫而言，如果焊縫長(zhǎng)度過(guò)小，由于力線彎折大，也會(huì)造成嚴(yán)重應(yīng)力集中。因此，鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)37o試驗(yàn)結(jié)果表明，圖中鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)3833 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算332 角焊縫的構(gòu)造要

31、求角焊縫的構(gòu)造要求o為此規(guī)定：為此規(guī)定：應(yīng)使每條側(cè)焊縫的長(zhǎng)度不小于兩側(cè)應(yīng)使每條側(cè)焊縫的長(zhǎng)度不小于兩側(cè)焊縫之間的距離，即焊縫之間的距離，即b/lw1。o兩側(cè)面角焊縫之間距離兩側(cè)面角焊縫之間距離b也不宜大于也不宜大于16t(t12mm)或或200mm(t12mm)，t為較薄焊為較薄焊件的厚度，以免因焊縫橫向收縮，引起板件向件的厚度，以免因焊縫橫向收縮，引起板件向外發(fā)生較大拱曲外發(fā)生較大拱曲。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)3933 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算332 角焊縫的構(gòu)造要求角焊縫的構(gòu)造要求o在搭接連接中，當(dāng)僅采用正面角焊縫時(shí)在搭接連接中，當(dāng)僅采用正面角焊縫時(shí)( 圖圖3.16)，其搭接長(zhǎng)度不得小于焊件較小厚度的

32、其搭接長(zhǎng)度不得小于焊件較小厚度的5倍，也不得小倍，也不得小于于25mm。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)40o 桿件端部搭接采用三面圍焊時(shí)，在轉(zhuǎn)角處截面桿件端部搭接采用三面圍焊時(shí)，在轉(zhuǎn)角處截面突變，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，如在此處起滅弧，可能出現(xiàn)突變，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，如在此處起滅弧，可能出現(xiàn)弧坑或咬肉等缺陷，從而加大應(yīng)力集中的影響弧坑或咬肉等缺陷，從而加大應(yīng)力集中的影響。故所故所有圍焊的轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊。有圍焊的轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊。o 對(duì)于非圍焊情況，當(dāng)角焊縫的端部在構(gòu)件轉(zhuǎn)角對(duì)于非圍焊情況，當(dāng)角焊縫的端部在構(gòu)件轉(zhuǎn)角處時(shí)，可連續(xù)地作長(zhǎng)度為處時(shí)，可連續(xù)地作長(zhǎng)度為2 hf的繞角焊。的繞角焊。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)413

33、3 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算333 直角角焊縫強(qiáng)度計(jì)算的基本公式直角角焊縫強(qiáng)度計(jì)算的基本公式（key point)試驗(yàn)表明，直試驗(yàn)表明，直角角焊縫隙的破壞常發(fā)生角角焊縫隙的破壞常發(fā)生在喉部，常假定：在喉部，常假定：直角角直角角焊縫是以焊縫是以45方向的最小方向的最小截面截面(即有效厚度與焊縫計(jì)即有效厚度與焊縫計(jì)算長(zhǎng)度的乘積算長(zhǎng)度的乘積)破壞破壞，該截，該截面稱為面稱為有效截面或計(jì)算截有效截面或計(jì)算截面。面。因此焊縫的計(jì)算在計(jì)因此焊縫的計(jì)算在計(jì)算截面上進(jìn)行。算截面上進(jìn)行。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)42：作用于焊作用于焊縫有效截面上的應(yīng)力如縫有效截面上的應(yīng)力如圖所示，這些應(yīng)力包括：圖所示，這

34、些應(yīng)力包括：垂直于焊縫有效截面的垂直于焊縫有效截面的正應(yīng)力正應(yīng)力，垂直于焊縫垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度方向的垂直剪應(yīng)力垂直剪應(yīng)力，以及沿焊縫長(zhǎng)度方以及沿焊縫長(zhǎng)度方向的向的平行剪應(yīng)力平行剪應(yīng)力 鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)43：根據(jù)能量強(qiáng)度理論，焊縫中任根據(jù)能量強(qiáng)度理論，焊縫中任意節(jié)點(diǎn)的折算應(yīng)力公式為：意節(jié)點(diǎn)的折算應(yīng)力公式為： o由于規(guī)范規(guī)定的角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值由于規(guī)范規(guī)定的角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 是根據(jù)是根據(jù)抗剪條件確定的，而抗剪條件確定的，而 相當(dāng)于角焊縫的相當(dāng)于角焊縫的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 。o應(yīng)用上式進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要計(jì)算有效截面上的應(yīng)力應(yīng)用上式進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要計(jì)算有效截面上的應(yīng)力分量，較為繁難。為

35、此對(duì)驗(yàn)算公式進(jìn)行分量，較為繁難。為此對(duì)驗(yàn)算公式進(jìn)行簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化wff3)(32/22wuf)( 32/22wff3wufwff鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)44o1鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)45o1鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)46o1鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)47o133 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算333 直角角焊縫強(qiáng)度計(jì)算的基本公式直角角焊縫強(qiáng)度計(jì)算的基本公式鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)48o1鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)49334 各種受力狀態(tài)下直角角焊縫連接的計(jì)算各種受力狀態(tài)下直角角焊縫連接的計(jì)算o1鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)50o1鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)51鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)52鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)53鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)54鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)5

36、5鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)56鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)57鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)58鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)59鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)60鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)61鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)62鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)63鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)64鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)65鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)66鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)67鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)68o應(yīng)該指出的是上述計(jì)算方法中，假定軸心力產(chǎn)生的應(yīng)應(yīng)該指出的是上述計(jì)算方法中，假定軸心力產(chǎn)生的應(yīng)力為平均分布。實(shí)際上，在圖力為平均分布。實(shí)際上，在圖3.313.31所示軸心力作用下，所示軸心力作用下，水平焊縫為正面焊縫，而豎直焊縫為側(cè)面焊縫，兩者水平焊縫為正面焊縫，而豎直焊縫為側(cè)面焊縫，

37、兩者單位長(zhǎng)度分擔(dān)的應(yīng)力是不同的，前者較大后者較小。單位長(zhǎng)度分擔(dān)的應(yīng)力是不同的，前者較大后者較小。顯然，軸心力產(chǎn)生的應(yīng)力假設(shè)為平均分布，與前面基顯然，軸心力產(chǎn)生的應(yīng)力假設(shè)為平均分布，與前面基本公式推導(dǎo)中，考慮焊縫方向的思路不符。同樣，在本公式推導(dǎo)中，考慮焊縫方向的思路不符。同樣，在確定形心位置以及計(jì)算扭矩下所產(chǎn)生的應(yīng)力時(shí)，也沒(méi)確定形心位置以及計(jì)算扭矩下所產(chǎn)生的應(yīng)力時(shí)，也沒(méi)有考慮焊縫方向，而只在最后驗(yàn)算式中引起了系數(shù)，有考慮焊縫方向，而只在最后驗(yàn)算式中引起了系數(shù)，上面計(jì)算方法有一定的近似性。上面計(jì)算方法有一定的近似性。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)69335 斜角角焊縫的計(jì)算斜角角焊縫的計(jì)算。 但考慮到以前

38、對(duì)斜角角焊縫很少研究；而且我國(guó)采用的計(jì)但考慮到以前對(duì)斜角角焊縫很少研究；而且我國(guó)采用的計(jì)算公式也是根據(jù)直角角焊縫簡(jiǎn)化得出的。因此對(duì)斜角角焊算公式也是根據(jù)直角角焊縫簡(jiǎn)化得出的。因此對(duì)斜角角焊縫不論其有效截面上的應(yīng)力情況如何，都按承受剪應(yīng)力考縫不論其有效截面上的應(yīng)力情況如何，都按承受剪應(yīng)力考慮，即不考慮焊縫的方向，一律即慮，即不考慮焊縫的方向，一律即 (或或 )=1.0。ff鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)70335 斜角角焊縫的計(jì)算斜角角焊縫的計(jì)算o在確定焊縫有效厚度時(shí)在確定焊縫有效厚度時(shí)(圖圖3.32)，假定焊縫在其所成，假定焊縫在其所成夾角的最小斜面上發(fā)生破壞。因此，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)夾角的最小斜面上發(fā)生

39、破壞。因此，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：當(dāng)兩焊腳邊夾角定：當(dāng)兩焊腳邊夾角60 90或或 o90 135，且根部間隙不大于，且根部間隙不大于1.5mm時(shí)，時(shí)，o焊縫有效厚度為：焊縫有效厚度為：2cosahhfeaa鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)71335 斜角角焊縫的計(jì)算斜角角焊縫的計(jì)算o當(dāng)根部間隙大于當(dāng)根部間隙大于1.5mm時(shí)，則焊縫有效厚度取為時(shí)，則焊縫有效厚度取為：2cos)sin(aahhfe根部間隙鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)7234 對(duì)接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算對(duì)接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算對(duì)接焊縫的構(gòu)造對(duì)接焊縫的構(gòu)造：對(duì)接焊縫的焊件常需做成坡口，故又叫坡口焊縫。坡口對(duì)接焊縫的焊件常需做成坡口，故又叫坡口焊縫。坡口形式與焊件厚

40、度有關(guān)。形式與焊件厚度有關(guān)。當(dāng)焊件厚度很小當(dāng)焊件厚度很小(t10mm時(shí)，時(shí)，可用直邊縫。對(duì)于一般厚度可用直邊縫。對(duì)于一般厚度(t=1020mm)的焊件可的焊件可采用具有斜坡口的采用具有斜坡口的焊縫焊縫。斜坡口和。斜坡口和共同組成一個(gè)焊條能夠運(yùn)轉(zhuǎn)的施焊空間，使焊縫易于焊共同組成一個(gè)焊條能夠運(yùn)轉(zhuǎn)的施焊空間，使焊縫易于焊透；透；有托住熔化金屬的作用。有托住熔化金屬的作用。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)7334 對(duì)接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算：對(duì)于較厚的焊件對(duì)于較厚的焊件(t20mm)，則則(圖圖3.33)。對(duì)于。對(duì)于v形縫和形縫和u形縫需對(duì)焊縫根部進(jìn)行補(bǔ)焊。對(duì)接形縫需對(duì)焊縫根部進(jìn)行補(bǔ)焊。對(duì)接焊縫坡口形式的選用，應(yīng)根據(jù)板

41、厚和施工條件按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)手焊縫坡口形式的選用，應(yīng)根據(jù)板厚和施工條件按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)手工電弧焊焊接頭的基本型式與尺寸和埋弧焊焊接接頭的基工電弧焊焊接頭的基本型式與尺寸和埋弧焊焊接接頭的基本型式與尺寸的要求進(jìn)行。本型式與尺寸的要求進(jìn)行。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)7434 對(duì)接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算對(duì)接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算在對(duì)接焊縫的拼接處，當(dāng)焊件的寬度不同或厚在對(duì)接焊縫的拼接處，當(dāng)焊件的寬度不同或厚度相差度相差4 4mmmm以上時(shí)，應(yīng)分別在寬度方向或厚度方向以上時(shí)，應(yīng)分別在寬度方向或厚度方向從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于1 1：2.52.5的的 斜角斜角( (圖圖3.34)3.34)，以使截面過(guò)渡和

42、緩，減小應(yīng)力集中。，以使截面過(guò)渡和緩，減小應(yīng)力集中。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)7534 對(duì)接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算對(duì)接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算o 在焊縫的起滅弧處，常會(huì)出現(xiàn)弧坑等缺陷，這些在焊縫的起滅弧處，常會(huì)出現(xiàn)弧坑等缺陷，這些缺陷對(duì)承載力影響極大，故焊缺陷對(duì)承載力影響極大，故焊 接一般應(yīng)設(shè)置引弧板接一般應(yīng)設(shè)置引弧板( (圖圖3.35)3.35)，焊后將割除。對(duì)受靜力荷載的結(jié)構(gòu)設(shè)置引，焊后將割除。對(duì)受靜力荷載的結(jié)構(gòu)設(shè)置引弧板有困難時(shí)，允許不設(shè)置引弧板，此時(shí)，可令焊縫弧板有困難時(shí)，允許不設(shè)置引弧板，此時(shí)，可令焊縫計(jì)算長(zhǎng)度等于實(shí)際長(zhǎng)度減計(jì)算長(zhǎng)度等于實(shí)際長(zhǎng)度減2 2t t ( (此處此處t t為較薄焊件厚度為較薄焊件

43、厚度) )。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)76對(duì)接焊縫的計(jì)算對(duì)接焊縫的計(jì)算 對(duì)接焊縫的強(qiáng)度與所用鋼材的牌號(hào)、焊條型號(hào)及焊縫對(duì)接焊縫的強(qiáng)度與所用鋼材的牌號(hào)、焊條型號(hào)及焊縫質(zhì)量的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等因素有關(guān)。因此：質(zhì)量的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等因素有關(guān)。因此：。 （如果焊縫中不存在任何缺陷，焊縫金屬的強(qiáng)度是高于如果焊縫中不存在任何缺陷，焊縫金屬的強(qiáng)度是高于母材的。但由于焊接技術(shù)問(wèn)題，焊縫中可能有氣孔、夾渣、母材的。但由于焊接技術(shù)問(wèn)題，焊縫中可能有氣孔、夾渣、咬邊、未焊透等缺陷。實(shí)驗(yàn)證明，焊接缺陷對(duì)受壓、受剪咬邊、未焊透等缺陷。實(shí)驗(yàn)證明，焊接缺陷對(duì)受壓、受剪的對(duì)接焊縫影響不大，故可認(rèn)為受壓、受剪的對(duì)接焊縫與的對(duì)接焊縫影響不大，故可認(rèn)

44、為受壓、受剪的對(duì)接焊縫與母材強(qiáng)度相等，母材強(qiáng)度相等，但受拉的對(duì)接焊縫對(duì)缺陷甚為敏感。當(dāng)缺但受拉的對(duì)接焊縫對(duì)缺陷甚為敏感。當(dāng)缺陷面積與焊件截面積之比超過(guò)陷面積與焊件截面積之比超過(guò)5%5%時(shí)，對(duì)接焊縫的抗拉強(qiáng)度時(shí)，對(duì)接焊縫的抗拉強(qiáng)度將明顯下降將明顯下降。）。）鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)77軸心受力的軸心受力的三級(jí)質(zhì)量檢驗(yàn)的對(duì)接焊縫，按下式計(jì)算：對(duì)接焊縫，按下式計(jì)算：鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)78342 對(duì)接焊縫的計(jì)算對(duì)接焊縫的計(jì)算： 如果用直縫不能滿足強(qiáng)度要求時(shí)，可采用如圖3.36(b)所示的斜對(duì)接焊縫。計(jì)算證明，焊縫與作用力間的夾角滿足 tg1.5時(shí)，斜焊縫的強(qiáng)度不低于母材強(qiáng)度，可不再進(jìn)行驗(yàn)算。鋼結(jié)構(gòu)的連接

45、(焊縫)79(2)承受彎矩和剪力共同作用的對(duì)接焊縫承受彎矩和剪力共同作用的對(duì)接焊縫鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)80(2)承受彎矩和剪力共同作用的對(duì)接焊縫承受彎矩和剪力共同作用的對(duì)接焊縫鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)812 部分焊透的對(duì)接焊縫部分焊透的對(duì)接焊縫 ：當(dāng)受力很小，焊縫主要起聯(lián)系作用；或焊縫受力雖然較大，但采用焊透的對(duì)接焊縫將使強(qiáng)度不能充分發(fā)揮時(shí)，可采用不焊透的對(duì)接焊縫。比如用四塊較厚的板焊成箱形截面的軸心受壓構(gòu)件，顯然用圖3.39(a)所示的焊透對(duì)接焊縫是不必要的；如采用角焊縫圖3.39(b)，形又不平整；采用不焊透的對(duì)接焊縫圖3.39(c)，可以省工省料，較為美觀大方。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)82：部分

46、焊透的對(duì)接焊縫必須在設(shè)計(jì)圖上注明坡口的：部分焊透的對(duì)接焊縫必須在設(shè)計(jì)圖上注明坡口的形式和尺寸。形式和尺寸。 坡口形式分坡口形式分v形、單邊形、單邊v形和形和u形，由下圖可見(jiàn)，形，由下圖可見(jiàn)，不焊透不焊透的對(duì)接焊縫可視為在坡口內(nèi)焊接的角焊縫的對(duì)接焊縫可視為在坡口內(nèi)焊接的角焊縫，故其強(qiáng)度計(jì)算方，故其強(qiáng)度計(jì)算方法與前述直角角焊縫相同，但偏安全地取法與前述直角角焊縫相同，但偏安全地取 =1.0。其焊縫有。其焊縫有效高度和效高度和焊縫根部至焊縫表面焊縫根部至焊縫表面( (不考慮余高不考慮余高) )的最短距離的最短距離s s相關(guān)相關(guān) f2 部分焊透的對(duì)接焊縫部分焊透的對(duì)接焊縫鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)83 對(duì)對(duì)

47、u形和坡口角度形和坡口角度 60的的v形坡口，焊縫有效厚度形坡口，焊縫有效厚度he = s；但對(duì)于但對(duì)于 60的的v形坡口焊縫，考慮到焊縫根部處不形坡口焊縫，考慮到焊縫根部處不易焊滿，因而將易焊滿，因而將he降低，即降低，即he =0.75s；對(duì)單邊對(duì)單邊v形坡口焊縫則形坡口焊縫則取取he = s3mm。a2 部分焊透的對(duì)接焊縫部分焊透的對(duì)接焊縫a鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)84o 當(dāng)熔合線處當(dāng)熔合線處焊縫截面邊長(zhǎng)焊縫截面邊長(zhǎng)等于或接近于等于或接近于最短距離最短距離s s時(shí)時(shí) 下圖下圖 ( (b)b)、(c)(c)、(d)(d)，應(yīng)驗(yàn)算焊縫在熔合線上的抗剪應(yīng)驗(yàn)算焊縫在熔合線上的抗剪強(qiáng)度，其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取

48、強(qiáng)度，其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取0.90.9倍角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。倍角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。o 部分焊透對(duì)接焊縫的最小有效厚度為部分焊透對(duì)接焊縫的最小有效厚度為1.5 1.5 ，t t為為坡口所在焊件的較大厚度坡口所在焊件的較大厚度( (單位取單位取mm)mm)。t2 部分焊透的對(duì)接焊縫部分焊透的對(duì)接焊縫鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)8535 焊接應(yīng)力和焊接變形焊接應(yīng)力和焊接變形351 焊接應(yīng)力的分類和產(chǎn)生的原因焊接應(yīng)力的分類和產(chǎn)生的原因 焊接連接因方便快捷，在鋼結(jié)構(gòu)工程中得到了廣泛焊接連接因方便快捷，在鋼結(jié)構(gòu)工程中得到了廣泛使用，但因?yàn)槭┖高^(guò)程中使用，但因?yàn)槭┖高^(guò)程中不均勻溫度場(chǎng)不均勻溫度場(chǎng)的存在，會(huì)產(chǎn)生的存在，會(huì)產(chǎn)

49、生兩類問(wèn)題：兩類問(wèn)題：o焊接殘余應(yīng)力焊接殘余應(yīng)力：對(duì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的力學(xué)性能及承載力：對(duì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的力學(xué)性能及承載力產(chǎn)生不利影響。種類有有沿焊縫長(zhǎng)度方向的縱向焊產(chǎn)生不利影響。種類有有沿焊縫長(zhǎng)度方向的縱向焊接應(yīng)力，垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的橫向焊接應(yīng)力和沿接應(yīng)力，垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的橫向焊接應(yīng)力和沿厚度方向的焊接應(yīng)力。厚度方向的焊接應(yīng)力。o焊接殘余變形焊接殘余變形：構(gòu)件外形發(fā)生扭曲：構(gòu)件外形發(fā)生扭曲 這兩類問(wèn)題都直接影響到結(jié)構(gòu)的安全和正常使用，這兩類問(wèn)題都直接影響到結(jié)構(gòu)的安全和正常使用，因此必須防止和考慮其不利影響。因此必須防止和考慮其不利影響。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)86351 焊接應(yīng)力的分類和產(chǎn)生的原因焊

50、接應(yīng)力的分類和產(chǎn)生的原因 焊接過(guò)程是一個(gè)焊接過(guò)程是一個(gè)不均勻加熱和冷卻的不均勻加熱和冷卻的過(guò)程。在施焊時(shí)，過(guò)程。在施焊時(shí)，焊件上產(chǎn)生焊件上產(chǎn)生，焊縫及，焊縫及其附近溫度最高，其附近溫度最高，可達(dá)可達(dá)1600以上，以上，而鄰近區(qū)域溫度而鄰近區(qū)域溫度則急劇下降則急劇下降(圖圖3.41)。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)87 。溫度高的鋼材膨脹大，但受到兩側(cè)溫度較低、膨脹量較小的鋼材所限制，產(chǎn)生了。在低碳鋼和低合金鋼中，這種拉應(yīng)在低碳鋼和低合金鋼中，這種拉應(yīng)力經(jīng)常達(dá)到鋼材的屈服強(qiáng)度力經(jīng)常達(dá)到鋼材的屈服強(qiáng)度。 焊接應(yīng)力是一種無(wú)荷載作用下的內(nèi)應(yīng)力，因此會(huì)在焊接應(yīng)力是一種無(wú)荷載作用下的內(nèi)應(yīng)力，因此會(huì)在焊件內(nèi)部自相平衡

51、，這就必然在距焊縫稍遠(yuǎn)區(qū)段內(nèi)產(chǎn)生焊件內(nèi)部自相平衡，這就必然在距焊縫稍遠(yuǎn)區(qū)段內(nèi)產(chǎn)生壓應(yīng)力壓應(yīng)力圖圖3.41(c)。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)88鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)89 橫向焊接應(yīng)力產(chǎn)生的橫向焊接應(yīng)力產(chǎn)生的原因有二：原因有二：o：由于焊縫焊完后，整由于焊縫焊完后，整體上要發(fā)生縱向收縮，使體上要發(fā)生縱向收縮，使兩塊鋼板形成反方向的彎兩塊鋼板形成反方向的彎曲變形，但焊縫已將兩塊曲變形，但焊縫已將兩塊鋼板連成整體，不能分開(kāi)，鋼板連成整體，不能分開(kāi)，于是兩塊板之間產(chǎn)生橫向于是兩塊板之間產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力，而兩端則產(chǎn)生壓拉應(yīng)力，而兩端則產(chǎn)生壓應(yīng)力應(yīng)力圖圖 (b)。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)90 橫向焊接應(yīng)力產(chǎn)生的原因有二

52、：橫向焊接應(yīng)力產(chǎn)生的原因有二：o：由于先焊的焊縫已經(jīng)凝固，：由于先焊的焊縫已經(jīng)凝固，阻止后焊的焊縫在橫向自由膨脹，阻止后焊的焊縫在橫向自由膨脹，使其發(fā)生橫向的使其發(fā)生橫向的熱塑性壓縮熱塑性壓縮。當(dāng)。當(dāng)焊縫冷卻時(shí)，后焊焊縫的焊縫冷卻時(shí)，后焊焊縫的收縮受收縮受到到已凝固的焊縫已凝固的焊縫限制限制而產(chǎn)生橫向而產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力拉應(yīng)力，而先焊部分則產(chǎn)生橫向，而先焊部分則產(chǎn)生橫向壓應(yīng)力，因應(yīng)力自相平衡，更遠(yuǎn)壓應(yīng)力，因應(yīng)力自相平衡，更遠(yuǎn)處 的 焊 縫 則 受 拉 應(yīng) 力處 的 焊 縫 則 受 拉 應(yīng) 力 圖圖3.42(c)。 橫向焊接應(yīng)力為上述兩種原橫向焊接應(yīng)力為上述兩種原因產(chǎn)生的合應(yīng)力因產(chǎn)生的合應(yīng)力 圖圖 (d)。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)91 在厚鋼板的焊接連接中，焊縫需要多層在厚鋼板的焊接連接中，焊縫需要多層施焊。因此，除有縱向和橫向焊接應(yīng)力外，還施焊。因此，除有縱向和橫向焊接應(yīng)力外，還存在著沿鋼板厚度方向的焊接應(yīng)力存在著沿鋼板厚度方向的焊接應(yīng)力(圖圖3.43)。這三種應(yīng)力形成同號(hào)三向應(yīng)力，將大大降低連這三種應(yīng)力形成同號(hào)三向應(yīng)力，將大大降低連接的塑性。接的塑性。鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊縫)92352 焊接應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響焊接應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響。 設(shè)軸心受拉構(gòu)件在受荷前設(shè)軸心受拉構(gòu)件在受荷前(n=0)截面上就存在縱向焊