焊缝连接钢结构ppt课件.pptx

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1、钢结构——原理与设计第4章钢结构的焊缝连接第4章钢结构的焊缝连接主要内容：钢结构的连接方法焊接结构的特性和焊缝类别对接焊缝的计算和构造直角角焊缝的受力性能和强度计算直角角焊缝连接的计算和构造要求焊缝的质量等级重点：直角角焊缝的受力性能和强度计算直角角焊缝连接的计算和构造要求钢结构的构件是由型钢、钢板等通过连接（connections）构成的，各构件再通过安装连接架构成整个结构。因此，连接在钢结构中处于重要的枢纽地位。在进行连接的设计时，必须遵循安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材的原则。钢结构的连接方法可分为销钉、铆钉连接、螺栓连接、焊缝连接、射钉等。4.

2、1钢结构的连接方法4.1钢结构的连接方法连接方法优点缺点焊接对几何形体适应性强，构造简单，省材省工，易于自动化，工效高对材质要求高，焊接程序严格，质量检验工作量大铆接传力可靠，韧性和塑性好，质量易于检查，抗动力荷载好费钢、费工普通螺栓连接装卸便利，设备简单螺栓精度低时不宜受剪，螺栓精度高时加工和安装难度较大高强螺栓连接加工方便，对结构削弱少，可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，塑性、韧性好摩擦面处理，安装工艺略为复杂，造价略高射钉、自攻螺栓连接灵活，安装方便，构件无须予先处理，适用于轻钢、薄板结构不能受较大集中力一、手工电弧焊4.2钢结构中所使用的焊接方法简介是最常用的一种

3、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。将正极接于焊件，负极接于焊条时，称为正接，反之为反接。正极的热量略高于负极，焊件厚度较大时，宜用正接。焊条选用用于焊接Q235钢的焊条型号为E43××；焊接Q345钢的焊条型号为E50××；焊接Q390钢和Q420钢的焊条型号为E55××；两不同强度的钢材相焊接时，可采用与较低强度钢材相适应的焊接材料。手工电弧焊设备简单，操作灵活方便，适于任意空间位置的焊接，特

4、别适于焊接短焊缝。但生产效率低，劳动强度大，焊接质量与焊工的技术水平和精神状态有很大的关系。焊条型号中字母E表示焊条（electrode)，前两位数字(单位kgf/mm2)为焊条钢丝的最小抗拉强度，后两位数字表示适用连接位置、电流及药皮类型等。二、自动（或半自动）埋弧焊埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。焊丝不涂药皮，但施焊端靠由焊剂漏头自动流下的颗粒状焊剂所覆盖，电弧完全被埋在焊剂之内，电弧热量集中，熔深大，适于厚板的焊接，具有很高的生产率。由于采用了自动或半自动化操作，焊接时的工艺条件稳定，焊缝的化学成分均匀，故焊成的焊缝的质量好，焊件变形小。埋弧焊所用焊丝

5、和焊剂应与主体金属的力学性能相适应，并应符合现行国家标准的规定。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、移动方向三、气体保护焊气体保护焊是利用保护气（二氧化碳气体或其他惰性气体）代替焊剂作为保护介质的一种电弧熔焊方法。它直接依靠保护气体在电弧周围造成局部的保护层，以防止有害气体的侵入并保证了焊接过程的稳定性。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，

6、适用于全位置的焊接。但不适用于在风较大的地方施焊。4.3焊接结构的特性和焊缝类别4.3.1.焊接结构的特性焊接连接(welded connection)是现代钢结构最主要的连接方法。1.焊接与铆钉、螺栓连接比较，有以下优点：不需钻孔，省工省时；任何形状的构件可直接连接，连接构造方便；气密性、水密性好，结构刚度较大，整体性较好。2.缺点：焊接附近有热影响区，材质变脆，塑性和韧性降低；焊缝易产生各种缺陷；焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏，残余变形使结构形状、尺寸发生变化。常见的焊接缺陷（P46-47）：冷裂纹焊缝热裂纹冷裂纹热裂纹焊缝边缘未熔合根部未焊透咬肉焊瘤夹渣气孔图

7、4.6焊接中的缺陷裂纹、边缘未熔合、根部未焊透、咬肉、焊瘤、夹渣、气孔。焊接残余应力——焊接应力较高的部位将达到钢材屈服强度而发生塑性变形，在钢材冷却后这些部位残存的应力。它是构件未受荷载时的应力，是自相平衡的内应力体系。焊接残余变形——在焊接和冷却过程中焊件产生的变形。焊接结构的钢材必须具有良好的可焊性（P48）1）在一定的焊接工艺条件下施焊，焊缝及其附近的主体金属不会因焊接而产生裂纹；焊接后，结构的力学性能不低于原来主体金属。2）为了保证钢材具有良好的可焊性，碳素结构钢中碳的含量应是C≤0.20％，3）要正确设计焊接节点，注意尽量减少