钢结构连接对接焊缝(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第17章 钢结构的连接,必须符合安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材的原则。,连接方法：,焊缝连接,、铆钉连接、,螺栓连接,1,焊接连接,优点:,对钢材,任何部位都可直接连接,不削弱构件截面。,节约钢材。,结构刚度大，密闭性好。,易于自动化生产。,缺点:,焊接附近热影响区材质，易低温脆断，局部裂纹易扩展。,焊接残余应力、残余变形存在对结构不利。,焊接部位,塑性、韧性较差,。,施焊产生的缺陷使疲劳强度降低。,2,一、焊接方法（,电弧焊,、电阻焊、气焊、栓焊等）P37,焊接准备工作、焊接顺序：,1.手工电弧焊,电焊条药皮,作用,：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。,适于,任意空间位置,的焊接，特别适于焊接,短焊缝,a)电路；b)施焊过程；,1-电焊机；2-导线；3-焊件；4-电弧；5-药皮；6-起保护作用的气体；,7-熔焊；8-焊缝金属；9-主体金属；10-焊丝；11-熔池,图3.2 手工电弧焊,3,手工电弧焊操作及电弧焊机,直流手工电弧焊-氩弧焊多功能焊机,4,2.埋弧焊(自动或半自动),适于,厚板的焊接,，较长直线焊缝,3.气体保护焊,气体保护层，防止有害气体的侵入。,全位置焊接,，用于,厚钢板或特厚钢板,1-焊丝转盘；2-转动焊丝的电动机；,3-焊剂漏斗；4-电源；5-熔化的焊剂；,6-焊缝金属；7-焊件；8-焊剂；9-移动方向,图3.3 埋弧自动电弧焊,5,自动或半自动埋弧焊,门式全自动埋弧焊机,6,二、焊缝连接的形式,1.按两焊件的相对位置：,平接、搭接、T形连接、角部连接。见P116图17-5,盖板拼接的对接连接,2.按焊缝的性质：,对接焊缝，,角焊缝,角焊缝,被连接板件2,对接焊缝,对接焊缝,被连接板件1,7,3.按施焊时焊缝在焊件之间的位置分类：,平焊、立焊、横焊、仰焊,a),焊条,平焊,d),仰焊,b),立焊,c),横焊,8,焊接材料的应用,（P40）,一、焊条,1,.焊条的种类,焊条型号,，E表示焊条，前两位数字为熔敷金属的最小抗拉强度(单位为kgf/mm2)，第三、四位数字表示使用焊接位置、电流以及药皮类型等。,碳钢焊条E43系列,（E4300E4316）,、,E50系列,（E5001E5004）,低合金钢焊条E50系列,（E5000-X5027-X）、,E55系列,（E5500-X5518-X）,X表示熔敷金属化学成分分类代号,不同的钢材相焊接，采用与,低强度钢材相适应,的焊条。,9,2.焊条的选用,焊条化学成分,焊接材料的力学性能及化学成分,焊件的结构特点和受力状态,焊件的工作性能和环境条件,（冲击荷载、腐蚀介质环境）,操作工艺性能,施焊条件,（直流、交流）,3.,焊条的使用,保管与存放,：分类、牌号、避免混放,通风良好、干燥，离墙体和地面300以上,使用：,出厂合格证,焊芯锈蚀，试验合格后使用，严重受潮，报废,用前按说明书要求,烘焙,10,保温桶,11,二、焊丝,1.牌号：碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢,“H”表示焊接用焊丝，后面的数字表示碳的质量分数，化学元素符号及其质量分数。尾部A优质品，E高级优质品,2.,表面质量,三、焊剂“HJ”,1.作用：保护、冶金、改善焊接工艺性,2.烘焙，放入保温箱,3.焊剂与焊丝匹配,四、焊接用气体,保护气体：主要,二氧化碳,和氩气,12,焊接质量控制,一、电弧焊的焊接参数及工艺措施,1.,焊条电弧焊焊接参数,焊条直径、焊接电流、焊接电压、焊条角度、焊接速度、焊接层数,2.,常用焊接工艺措施,预热,（范围、温度）、,后热、焊后热处理,（消除残余应力）,、清根,焊条的烘焙,3.焊条电弧焊的基本操作技术,引弧、运条、焊缝的起头、收弧,13,二、CO,2,气体保护焊,1.,焊接参数,焊丝直径、焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊丝伸出长度、CO,2,气体流量、极性,（直流反接）,2.,操作技术,引弧、焊接、收弧,三、埋弧焊工艺质量控制,1.焊接材料与母材匹配,2.焊前准备：,坡口加工、装配和定位焊、焊接材料的使用、焊机的保养与检查,3.焊接工艺,14,焊接作业条件,1.,焊接时，作业区，环境温度,不应低于10,0,C；相对湿度不应大于90%；手工电弧焊和自保护药芯焊丝电弧焊，最大风速不应超过8m/s，气体保护电弧焊最大风速不应超过2m/s。,当超出且必须进行焊接时，应编制专项方案。,2.,现场高空焊接作业应搭设稳固的操作平台和防护棚,3.焊接前，应采用钢丝刷、砂轮等工具清除待焊处表面的氧化皮、铁锈、油污等杂物。,4.,当焊接作业环境温度,低于0但不低于10时，应采取加热或防护措施，,应将焊接接头和焊接表面各方向大于或等于2倍钢板厚度且不小于100mm范围内的母材，加热到规定的最低预热温度且不低于20后再施焊。,15,四、焊缝连接的缺陷、质量检验和焊缝质量级别,1、焊缝连接的缺陷,P28图2-16,常见的缺陷形式：裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未融合、未焊透,16,2、焊缝质量检验,按检验方法：,外观检查,（焊前检验、焊中检验、成品检验）,超声波探伤检验、X射线检验。,3、焊缝质量等级,一级焊缝：对全部焊缝作外观及无损探伤检查,直接承受动力荷载和疲劳性能有较高要求,二级：对全部焊缝作外观检查，对部分焊缝作超声波等无损探伤检查。,三级：对全部焊缝作外观检查。,一般满足要求，,不需标注,17,焊缝缺陷返修：,1),焊瘤、凸起或余高过大,用砂轮或碳弧气刨清除过量焊缝金属；,2),凹陷、弧坑、咬边或焊缝尺寸不足,等缺陷应进行补焊；,3),未熔合、焊缝气孔或夹渣,等在完全清除缺陷后进行补焊；,4),焊缝或母材上裂纹,采用磁粉、渗透或其他无损检测确定裂纹的范围及深度，用砂轮打磨或碳弧气刨清除裂纹及其两端各50mm长的完好焊缝或母材，并用渗透或磁粉探伤方法确定裂纹完全清除后，再重新进行补焊。对于拘束度较大的焊接接头上裂纹的返修，碳弧气刨清除裂纹前，宜在裂纹两端钻,止裂孔,后再清除裂纹缺陷。,18,5)焊缝,缺陷返修的预热温度,应高于相同条件下正常焊接的预热温度3050，并采用低氢焊接方法和焊接材料进行焊接；,6)焊缝返修部位应,连续焊成,，中断焊接时应采取后热、保温措施；,7)焊缝,同一部位的缺陷返修次数,不宜超过二次。当超过两次时，返修前应先对焊接工艺进行工艺评定，评定合格后再进行后续的返修焊接。返修后的焊接接头区域应增加磁粉或着色检查。,19,对接焊缝连接的构造和计算,一、构造,1.对接焊缝的形式和构造,按受力的方向：正对接、斜对接,坡口形式：I形、V形、J形、U形、K形、X形等,P27图2-14,2.构造处理,起落弧处易有焊接缺陷，用引弧板。,除承受动力荷载外，一般不用。,如未加引弧板，计算时将焊缝长度,两端,各,减去,t(t为较薄焊件的厚度)。,带引弧板V形坡口对接焊,引弧板,b,20,引弧板、引出板和衬垫板,为钢材时，应选用屈服强度不大于被焊钢材标称强度的钢材，且焊接性相近。,焊条电弧焊和气体保护电弧焊焊缝,引出长度,应大于25mm，埋弧焊缝引出长度应大于80mm。焊接完成并完全冷却后，可采用火焰切割、碳弧气刨或机械等方法除去引弧板、引出板，并修磨平整，,严禁用锤击落,。,钢衬垫应与接头母材密贴连接，其间隙不应大于1.5mm，并与焊缝充分熔合。手工电弧焊和气体保护电弧焊时，,钢衬垫板厚度,不应小于4mm；埋弧焊接时，厚度不应小于6mm；电渣焊时，厚度不应小于25mm。,21,3.变厚度板或变宽度板对接，在板的一面或两面切成坡度不大于1：4的斜面，避免应力集中。,22,二、对接焊缝连接的计算,1.轴心受力的对接焊缝,N,N,N,N,l,w,t,矩形截面,引弧板,b,（1）正焊缝,验算截面矩形，只有正应力。,或,(3-1),l,w,焊缝计算长度（有引弧扳时为焊件宽度b，无引弧扳时为,b-2t,23,对接连接正焊缝若,加引弧板,施焊，且质量达到一、二级，则,无需,焊缝,抗拉强度验算,。,需对正焊缝进行抗拉强度验算：,a.未使用引弧板施焊；,b.III级焊缝质量。,24,（2）斜焊缝,验算截面矩形，有,、,。,或,“规范”规定,时，不检算焊缝强度。,b,0.67b,1.2b,N,N,l,w,N,N,t,N,N,cos,N,sin,N,25,【例1】试验算如图所示钢板的对接焊缝的强度。图中b=540mm，t=22mm，轴心力的设计值为N=2150kN。钢材为Q235B，手工焊，焊条为E43型，三级检验标准的焊缝，施焊时加引弧板。,26,27,2.,承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝,进行最大正应力、最大剪应力和,折算应力,（对于工字型截面焊缝）,的计算：,28,例4-1,：P46计算图示牛腿与柱的对接焊缝。已知F=270KN（设计值），钢材Q235B，焊条E43系列，手工焊，无引弧板和引出板，焊缝质量三级,29,解,：假定剪力全部由腹板焊缝平均承受，弯矩由整个截面焊缝承受,30,工字型、箱型,截面,腹板与冀缘交界处,的折算应力,3.轴心力、弯矩和剪力共同作用下的对接焊缝计算,31,思考题,1、钢结构常用的连接方法有哪几种？,2、说明常用焊缝符号表示的意义？,3、手工焊条型号根据什么选择？Q235、Q345钢材分别选用哪些焊条系列。,4、对接焊缝在哪种情况下须进行计算，为什么？,P145习题7、8,预习角,焊缝,32,