第20-1-1章 對接焊縫連接概述

結構設計原理青海大學土木工程學院教授班級：交通2011(1、2)章節(jié)內容1、焊縫連接2、普通螺栓連接3、高強螺栓連接20鋼結構的連接20鋼結構的連接章節(jié)重點1、掌握鋼結構常用的連接方法、特點及應用范圍；2、了解對接焊縫和角焊縫的工作性能，掌握對接焊縫的計算方法和各構造尺寸限制的意義；3、了解焊接應力、焊接變形的形成原因及防治措施；4、了解普通螺栓連接和高強螺栓的工作性能、破壞形態(tài)，掌握普通螺栓和高強螺栓連接的計算方法；20鋼結構的連接方法鋼結構的連接方法有焊接、鉚釘連接和螺栓連接(a)焊接；(b)鉚接；(c)栓接鋼結構連接的種類及其特點應用最多發(fā)展快，應用增多基本已被取代20鋼結構的連接方法方法：以手工焊或自動、半自動埋弧焊作為連接手段并用金屬焊條或焊絲作為材料將鋼構件和部件連接成整體分類優(yōu)缺點缺陷及質量檢驗型式及焊縫形式代號20.1焊縫連接20.1.1焊接連接的分類電阻焊1）手工電弧焊2）自動半自動埋弧焊氣體保護焊（1）手工電弧焊原理：利用電弧產生熱量熔化涂有焊藥的焊條和母材形成焊縫。

焊機導線熔池焊條焊鉗保護氣體焊件電弧優(yōu)點：方便，適應性強，特別適用于在高空和野外作業(yè)，小型焊接，應用最廣泛。缺點：質量波動大，要求焊工等級高，勞動強度大，生產效率低。電渣焊電弧焊20.1.1焊接連接的分類A、焊條的選擇：焊條應與焊件鋼材（主體金屬）相適應。Q390、Q420鋼選擇E55型焊條(E5500--E5518)Q345鋼選擇E50型焊條(E5001--E5048)Q235鋼選擇E43型焊條（E4300--E4328)B、焊條的表示方法：E—焊條(Electrode)第1、2位數(shù)字為熔敷金屬的最小抗拉強度（kgf/mm2)第3、4表示適用焊接位置、電流及藥皮的類型。不同鋼種的鋼材焊接，宜采用與低強度鋼材相適應的焊條。（2）埋弧焊（自動或半自動）光焊絲埋在焊劑下，通電后電弧使焊絲、焊件、焊劑熔化形成焊縫。焊劑溶化后形成焊渣浮在溶化金屬表面，隔絕空氣接觸，供給必要的合金元素。、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、焊絲轉盤送絲器焊劑漏斗焊劑熔渣焊件優(yōu)點：自動化程度高，焊接速度快，勞動強度低，焊縫質量好。缺點：設備投資大，施工位置受限。（3）氣體保護焊利用焊槍噴出的CO2或其他惰性氣體代替焊劑的電弧溶焊方法。直接依靠保護氣體在電弧周圍形成保護層，以防止有害氣體的侵入。

優(yōu)點：沒有熔渣，焊接速度快，焊接質量好。缺點：施工條件受限制，不適用于在風較大的地方施焊。（5）電渣焊利用電流通過熔渣所產生的電阻來熔化金屬，焊絲作為電極伸入并穿過渣池，使渣池產生電阻熱將焊件金屬及焊絲熔化，沉積于焊池中，形成焊縫。電渣焊一般在立焊位置進行。

（4）電阻焊利用電流通過焊件接觸點表面的電阻所產生的熱量來溶化金屬，再通過壓力使其焊合。適用于板疊厚度不大于12mm的焊接。

20.1.2焊接連接的優(yōu)缺點不需要在鋼材上打孔鉆眼，既省工，又不減損鋼材截面，使材料可以充分利用；任何形狀都可以直接相連，不需要輔助零件，構造簡單；焊縫連接的密封性好，結構剛度大。施焊的高溫作用，形成焊縫附近的熱影響區(qū)，使鋼材的金屬組織和力學性能發(fā)生變化，材質變脆；焊接的殘余應力使焊接構件發(fā)生脆性破壞的可能性增大，殘余變形使尺寸和形狀發(fā)生變化，矯正費工；局部裂縫容易擴展到整體，低溫冷脆問題比較突出。優(yōu)點缺點

1、焊縫缺陷：指焊接過程中產生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內部的缺陷。常見的缺陷有裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、未焊透等；以及焊縫尺寸不符合要求、焊縫成形不良等。

裂紋焊瘤燒穿弧坑氣孔夾渣咬邊未熔合未焊透20.1.3焊接連接的缺陷及質量檢驗①裂紋最危險的缺陷，出現(xiàn)在焊縫內部或熱影響區(qū)內，導致裂紋尖端應力集中現(xiàn)象嚴重，易脆斷。產生原因鋼材化學成分不當，含C量過高；焊接工藝不合適，電流、速度等；所用焊條不符合要求及施焊次序不恰當。②氣孔氣體在焊縫金屬冷卻前沒有逸出而形成。降低塑性、密實性。③夾渣是在焊縫金屬內部或與母材熔合處形成的非金屬夾雜物。危害同氣孔。裂紋氣孔夾渣④未熔合指母材與熔化金屬之間局部未熔合的現(xiàn)象。削弱連接強度，產生應力集中，易脆斷。咬邊未熔合未焊透⑤咬邊是在焊縫一側或兩側與母材交界處形成的凹坑。減少母材有效面積，造成應力集中。⑤未焊透削弱連接強度，產生應力集中2、焊縫質量等級

《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》GB50205-2001規(guī)定焊縫按其檢驗方法和質量要求分為一級、二級和三級。三級焊縫只要求對全部焊縫作外觀檢查，檢查焊縫尺寸是否符合設計要求和有無看得見的裂紋、咬邊等缺陷。二級焊縫：外觀檢查+無損檢驗（超聲波探傷）合格，用于受較大拉應力的重要連接。一級焊縫：外觀檢查+無損檢驗（超聲波探傷、X射線探傷）合格，用于抗動力、需要驗算疲勞的重要連接。一、二級對接焊縫金屬強度與被焊金屬強度相等。20.1.3焊接連接的缺陷及質量檢驗1、連接型式：分為平接、搭接、T形連接和角部連接。20.1.4焊接連接型式及焊縫形式2、焊縫形式：分為對接焊縫和角焊縫。對接焊縫按受力與焊縫方向分：

1）直對接焊縫

2）斜對接焊縫2、焊縫形式：分為對接焊縫和角焊縫。角焊縫按受力與焊縫方向分：

1）正面角焊縫：作用力方向與焊縫長度方向垂直。

2）側面角焊縫：作用力方向與焊縫長度方向平行。

1）連續(xù)角焊縫：受力性能較好，為主要的角焊縫形式。

2）間斷角焊縫：在起、滅弧處容易引起應力集中。不重要或受力小的構件，可采用間斷角焊縫連接3、角焊縫沿長度方向的布置注意:

L不宜過長在受壓構件中L≤15t

在受拉構件中L≤30t

（t為較薄焊件的厚度）平焊、立焊、橫焊和仰焊。4、施焊位置施焊方式平焊立焊焊條仰焊橫焊①封底焊縫②I形焊縫③V形焊縫⑤單邊V形焊縫⑥帶鈍邊V形焊縫20.1.5焊縫代號⑧角焊縫⑨塞焊縫與槽