《钢结构焊接制造B》PPT课件
合集下载
钢结构焊接规范讲义
钢结构焊接规范讲义(总36页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《钢结构焊接规范》培训讲义日期：2012年06月30日~2012年07月01日地点：太原市主讲人：施天敏（上海材料研究所）一、前言钢结构焊接规范出台的背景1、中国经济发展的要求（钢结构建设的历史回顾、钢产量的发展势头、城市化进程的要求）2、与之建设配套的技术要求（从业队伍较年轻、技术力量缺乏、人员流动性较大、建筑发展的时效性强——板、管、铸、锻）3、长远的战略考量（节能、环保、抗灾害、资源）4、从钢结构使用范围的扩展考虑（将原标准JGJ81-2002《建筑钢结构焊接技术规范》改编和提升为国家标准GB50661《钢结构焊接规范》）随着名称的改变也带来了内容、要求的相应变化二、新老标准在结构上的差异1、目录JGJ81标准 GB50661标准总则总则基本规定术语和符号材料基本规定焊接节点构造材料焊接工艺评定焊接连接构造设计焊接工艺焊接工艺评定焊接质量检查焊接工艺焊接补强与加固焊接检验焊工考试焊接补强与加固附录A（钢板厚度方向性能级别附录A（钢结构焊接接头及其硫含量、断面收缩率值）坡口形式、尺寸和标记方法）附录B（建筑钢结构焊接工艺评定附录B（钢结构焊接工艺评定报告格式）报告格式）附录C（箱形柱（梁）内隔板电渣附录C（箱形柱（梁）内隔板电焊焊缝焊透宽度的测量）焊焊缝焊透宽度的测量）附录D（圆管T、K、Y节点焊缝的本规程用词说明超声波探伤）引用标准名录附录E（工程建设焊工考试结果登记附：条文说明表、合格证格式）本规程用词说明三、新标准的具体章节说明与其他标准的相关性1、总则1.01、强调新标准在相应科研、实践基础上形成的（1985年发展中心开始至今）1.02、载荷条件参照AWS等相关标准分为静载和动载，对其他结构也能参考执行1.03、强调安全（以人为本、吸收上海胶州路大楼、北京央视大楼失火教训）1.04、强调标准的互补与强制性标准的执行2、术语和符号该章节的术语和符号相比老标准都是新增加的，术语共8个、符号29个，这里强调都是与焊接技术相关的。
钢结构焊接规范ppt课件
17
5.3.2部分焊透对接及对接与角接组合焊缝的计算 he
根据不同焊接方法、坡口形式及尺寸、焊接位置对坡口深度h进行折减
应符合表5.3.2的规定焊缝计算厚度 he 。
18
表5.3.2 部分焊焊透的对接焊缝及对接与角接组合焊缝 计算厚度
坡口
焊接
图标号
t
a
b
p
形式
方法
a
I 形单面焊
焊条电弧
3
-
1.0-1.5
（为有效传递载荷防止焊缝失稳） 5-1.传递轴向力的部件，其搭接接头最小搭接长度应为较薄件厚度的 5倍，且不应小于25mm，并应施焊纵向或横向双角焊缝。（另见下 页参考图）
26
5.4.3搭接接头角焊缝参考图表
n≥K
m=2K-4K 27
5-2.只采用纵向角焊缝连接型钢杆件端部时,型钢杆件的宽度W不应大 于200,当宽度W大于200时,应加横向角焊或中间塞焊;型钢杆件每一侧纵 向角焊缝的长度L不应小于W。 （另见下页参考图）
1详细明确标注焊接部位﹑焊接方法﹑有效焊缝长度﹑焊缝坡口形式﹑ 焊角尺寸﹑部分焊透焊缝的焊透深度﹑焊后热处理要求; 2.应详细.明确标注焊缝坡口详细尺寸，如有钢衬垫，标注钢衬垫尺寸; 3.对重大型结构明确 制作单元,和工地拼装焊接位置；标注工厂制作或 工地安装焊缝；
4根据运输条件，安装能力和焊接的可操作性，及设计允许范围确定构 件分段位置和拼接节点，按设计规范和有关规定，进行焊缝设计交原设 计单位进行结构安全审核。 参考图表
14
3.坡口形式代号
序号 1 2 3 4 5 6 7
代号 I V X L K
U① J①
坡口形式 I形坡口 V形坡口 X形坡口 单边V形坡口 K形坡口 U形坡口 单边U形坡口
5.3.2部分焊透对接及对接与角接组合焊缝的计算 he
根据不同焊接方法、坡口形式及尺寸、焊接位置对坡口深度h进行折减
应符合表5.3.2的规定焊缝计算厚度 he 。
18
表5.3.2 部分焊焊透的对接焊缝及对接与角接组合焊缝 计算厚度
坡口
焊接
图标号
t
a
b
p
形式
方法
a
I 形单面焊
焊条电弧
3
-
1.0-1.5
（为有效传递载荷防止焊缝失稳） 5-1.传递轴向力的部件，其搭接接头最小搭接长度应为较薄件厚度的 5倍，且不应小于25mm，并应施焊纵向或横向双角焊缝。（另见下 页参考图）
26
5.4.3搭接接头角焊缝参考图表
n≥K
m=2K-4K 27
5-2.只采用纵向角焊缝连接型钢杆件端部时,型钢杆件的宽度W不应大 于200,当宽度W大于200时,应加横向角焊或中间塞焊;型钢杆件每一侧纵 向角焊缝的长度L不应小于W。 （另见下页参考图）
1详细明确标注焊接部位﹑焊接方法﹑有效焊缝长度﹑焊缝坡口形式﹑ 焊角尺寸﹑部分焊透焊缝的焊透深度﹑焊后热处理要求; 2.应详细.明确标注焊缝坡口详细尺寸，如有钢衬垫，标注钢衬垫尺寸; 3.对重大型结构明确 制作单元,和工地拼装焊接位置；标注工厂制作或 工地安装焊缝；
4根据运输条件，安装能力和焊接的可操作性，及设计允许范围确定构 件分段位置和拼接节点，按设计规范和有关规定，进行焊缝设计交原设 计单位进行结构安全审核。 参考图表
14
3.坡口形式代号
序号 1 2 3 4 5 6 7
代号 I V X L K
U① J①
坡口形式 I形坡口 V形坡口 X形坡口 单边V形坡口 K形坡口 U形坡口 单边U形坡口
钢结构焊接
在梁与梁对接的盖板、腹板焊接顺序上，应首先焊
接下盖板、腹板、上盖板对接焊缝的根部焊道2～3
道，然后交替焊接三条对接焊缝的填充焊道，避免 盖板、腹板对接焊缝一一单独施焊，否则会产生很 大的应力集中和焊接变形。
26
二.钢梁的焊接 4.梁的对接
在焊接盖板与腹板较近处焊缝时，由于焊接操作
和焊缝清理空间受到障碍，应当做到操作细心，
15
二.钢梁的焊接 2.梁的形状
目前在公路桥钢箱梁设计上，一般采用正交异性板
箱形结构，在箱形梁顶板、底板、腹板和隔板上设
置U形加筋、板式加筋或球扁钢进行补强加筋，如图 9-2 g)所示。
16
二.钢梁的焊接 2.梁的形状
图9-2
焊接箱形梁断面形状
17
二.钢梁的焊接 3.梁的分类
根据梁的截面形状变化，又可分为两大类：
3
一.钢结构的焊接 概述
型钢的代号及标注
4
一.钢结构的焊接 钢结构中型钢的连接方法
常用钢结构连接方法有三种： 焊接 铆接 螺栓连接5来自一.钢结构的焊接 1.焊接
焊接是被焊工件的材质（同种或异种），通过加热 或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工
件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工
高空腹梁。
19
二.钢梁的焊接 3.梁的分类
图9-3
焊接梁的外形
20
二.钢梁的焊接 4.梁的对接
梁与梁的对接包括上、下盖板的对接和梁腹板的对接， 一般盖板对接坡口向上，平位施焊；腹板对接焊缝立 位施焊，腹板厚度较薄时，开单面坡口，如果腹板厚 度较厚，开双面坡口。随着陶质衬垫的开发和推广使
用，通常采用陶质衬垫单面焊双面成形工艺，避免对
梁与梁对接焊缝 一般位于梁受弯矩较小处，避免对
《钢结构的焊接》PPT课件
优点 塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查，对主 体金属的材质质量要求低。 缺点 削弱截面，费钢费工，要求技工技术水平高，劳动 条件差。
螺栓连接：在被连接件上钻孔，装上螺杆、拧紧螺帽进 展连接，通过螺杆或连接件间的摩擦承受荷载，有普通 螺栓连接和高强度螺栓连接两种。
N
普通螺栓连接 普通螺栓分为A、B、C三级。 A与B级为精制螺栓，C级为粗制螺栓。 A级和B级螺栓材料性能等级那么为5.6级或8.8级。 C级螺栓材料性能等级为4.6级或4.8级。
《钢结构的焊接》PPT课 件
本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！
第一节 钢构造的连接方法
连接的作用：将板材或型钢组合成构件，再将构件组合 成整体构造，以保证其共同工作。 连接的影响：方式、质量直接影响钢构造的工作性能。 连接的要求：必须平安可靠、传力明确、构造简单、制 造方便和节约钢材。 连接方法：焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种。
螺栓等级含义 a.b a:表示螺栓成品的抗拉强度不小于a×100N/mm2； b:表示螺栓成品的屈强比〔屈服强度/抗拉强度〕。 4.6：抗拉强度不小于400N/mm2；屈强比为0.6。
精制螺栓：毛坯在车床上经过切削加工精制而成。 特点：外表光滑，尺寸准确，对成孔质量要求高。 优点：精度较高，受剪性能好。 缺点：制作和安装复杂，价格较高，少在钢构造中采用。
螺栓：性能等级为8.8级、10.9级。 摩；擦型孔径比螺栓公称直径大1.5-2.0mm为不什一么致要？求 承压型孔径比螺栓公称直径大1.0-1.5mm
第二节 焊缝连接
螺栓连接：在被连接件上钻孔，装上螺杆、拧紧螺帽进 展连接，通过螺杆或连接件间的摩擦承受荷载，有普通 螺栓连接和高强度螺栓连接两种。
N
普通螺栓连接 普通螺栓分为A、B、C三级。 A与B级为精制螺栓，C级为粗制螺栓。 A级和B级螺栓材料性能等级那么为5.6级或8.8级。 C级螺栓材料性能等级为4.6级或4.8级。
《钢结构的焊接》PPT课 件
本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！
第一节 钢构造的连接方法
连接的作用：将板材或型钢组合成构件，再将构件组合 成整体构造，以保证其共同工作。 连接的影响：方式、质量直接影响钢构造的工作性能。 连接的要求：必须平安可靠、传力明确、构造简单、制 造方便和节约钢材。 连接方法：焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种。
螺栓等级含义 a.b a:表示螺栓成品的抗拉强度不小于a×100N/mm2； b:表示螺栓成品的屈强比〔屈服强度/抗拉强度〕。 4.6：抗拉强度不小于400N/mm2；屈强比为0.6。
精制螺栓：毛坯在车床上经过切削加工精制而成。 特点：外表光滑，尺寸准确，对成孔质量要求高。 优点：精度较高，受剪性能好。 缺点：制作和安装复杂，价格较高，少在钢构造中采用。
螺栓：性能等级为8.8级、10.9级。 摩；擦型孔径比螺栓公称直径大1.5-2.0mm为不什一么致要？求 承压型孔径比螺栓公称直径大1.0-1.5mm
第二节 焊缝连接
钢结构培训PPT课件
要求高。 角接接头
两焊件端面间构成大于30°、小于 135°夹角的接头形式，承载能力较弱，
常用于不重要的结构中。
T形接头
一焊件之端面与另一焊件表面构成复 角或近似直角的接头形式，受力情况 复杂，需采取加强措施。
搭接接头
两焊件部分重叠构成的接头形式，承 载能力低，应力分布不均匀，应避免 使用。
焊接质量检查与验收标准
高强度螺栓连接和铆钉连接承 载能力较高，普通螺栓连接承
载能力较低。
疲劳性能
高强度螺栓连接和铆钉连接疲 劳性能好，普通螺栓连接疲劳
性能较差。
安装拆卸方便性
普通螺栓连接安装拆卸方便， 高强度螺栓连接和铆钉连接安
装拆卸较困难。
适用范围
普通螺栓连接适用于次要结构 部位，高强度螺栓连接和铆钉
连接适用于重要结构部位。
维护保养
根据检查结果制定相应的维护保养 策略，如补漆、更换涂层等，确保 钢结构的防腐、防火性能得到有效 维护。
执行与记录
按照维护保养策略执行相关操作， 并做好记录，以便后续跟踪和管理。
案例分析：典型钢结
06
构工程实例剖析
高层建筑中应用实例分享
上海中心大厦
采用钢框架-核心筒结构体系，高度达632米，为世界第二高楼。通过高强度钢材和先进焊接技术实现结 构轻量化。
防火涂料种类和涂刷技巧
防火涂料种类
根据防火等级和使用要求，选择合适的防火涂料，如膨胀型防火涂料、非膨胀型防火涂料等。
涂刷技巧
施工前对钢结构表面进行处理，确保表面平整、无油污和杂质；涂刷时采用适当的涂刷工具，确保涂层均匀、无 漏刷现象。
维护保养策略制定和执行
定期检查
定期对钢结构进行防腐、防火涂 层检查，发现问题及时处理。
两焊件端面间构成大于30°、小于 135°夹角的接头形式，承载能力较弱，
常用于不重要的结构中。
T形接头
一焊件之端面与另一焊件表面构成复 角或近似直角的接头形式，受力情况 复杂，需采取加强措施。
搭接接头
两焊件部分重叠构成的接头形式，承 载能力低，应力分布不均匀，应避免 使用。
焊接质量检查与验收标准
高强度螺栓连接和铆钉连接承 载能力较高，普通螺栓连接承
载能力较低。
疲劳性能
高强度螺栓连接和铆钉连接疲 劳性能好，普通螺栓连接疲劳
性能较差。
安装拆卸方便性
普通螺栓连接安装拆卸方便， 高强度螺栓连接和铆钉连接安
装拆卸较困难。
适用范围
普通螺栓连接适用于次要结构 部位，高强度螺栓连接和铆钉
连接适用于重要结构部位。
维护保养
根据检查结果制定相应的维护保养 策略，如补漆、更换涂层等，确保 钢结构的防腐、防火性能得到有效 维护。
执行与记录
按照维护保养策略执行相关操作， 并做好记录，以便后续跟踪和管理。
案例分析：典型钢结
06
构工程实例剖析
高层建筑中应用实例分享
上海中心大厦
采用钢框架-核心筒结构体系，高度达632米，为世界第二高楼。通过高强度钢材和先进焊接技术实现结 构轻量化。
防火涂料种类和涂刷技巧
防火涂料种类
根据防火等级和使用要求，选择合适的防火涂料，如膨胀型防火涂料、非膨胀型防火涂料等。
涂刷技巧
施工前对钢结构表面进行处理，确保表面平整、无油污和杂质；涂刷时采用适当的涂刷工具，确保涂层均匀、无 漏刷现象。
维护保养策略制定和执行
定期检查
定期对钢结构进行防腐、防火涂 层检查，发现问题及时处理。
钢结构全套PPT教学课件
防腐防火处理效果评价
厚度检测
使用涂层测厚仪检测防腐防火 涂层的厚度，确保满足设计要 求。
耐腐蚀性测试
通过盐雾试验、湿热试验等模 拟环境测试方法，评估防腐处 理效果。
外观检查
观察防腐防火处理后的钢结构 表面是否平整、无气泡、无裂 纹等缺陷。
附着力测试
采用划格法或拉开法等测试方 法，检测防腐防火涂层与钢结 构基材的附着力。
结构分析与计算方法
结构分析方法
弹性力学方法、塑性力学方法、有限 元方法等。
计算内容
计算软件
SAP2000、ANSYS、ABAQUS等通 用有限元软件，以及专用钢结构分析 软件如Midas/Gen、3D3S等。
内力分析、变形计算、稳定性验算、 疲劳分析等。
构造措施与节点设计
01
02
03
构造措施
保证结构整体性和稳定性 的措施，如设置支撑、加 强刚度等。
认真阅读图纸，了解钢结构的构 造、节点形式和安装要求，掌握 相关技术标准和验收规范。
制定施工方案
根据工程特点和现场条件，制定 切实可行的施工方案，包括安装 顺序、吊装方法、安全措施等。
材料和设备准备
按照图纸要求，准备好所需的钢 材、连接件、紧固件等材料，以 及吊装设备、焊接设备、测量工 具等。
现场拼装和吊装技术
前景展望
随着城市化进程的加快和建筑业的持续发展，钢结构将在未来建筑领域中发挥更 加重要的作用。同时，随着新材料和新技术的不断涌现，钢结构的应用范围将进 一步扩大，市场前景广阔。
02 钢结构设计原理 与方法
设计基本原则与规范要求
设计基本原则
确保结构安全、适用、经济、美观；符合现行国家规范和行 业标准；考虑施工便利性和可持续性。
钢结构工程培训ppt课件
常见问题及解决方案
常见问题
包括钢材质量不达标、焊接质量差、构件变形等，这些问题会严重影响钢结构工程的安全性和稳定性 。
解决方案
针对不同问题采取相应的解决措施，如更换合格钢材、加强焊接质量控制、进行构件矫正等，确保钢 结构工程的质量和安全性。同时，加强施工过程中的质量监控和预防措施，减少问题的出现。
构件连接技巧
熟练掌握各种连接方法， 如焊接连接、螺栓连接、 铆钉连接等，确保连接质 量符合设计要求。
精度控制
在安装过程中，严格控制 构件的轴线位置、标高、 垂直度等精度指标，确保 安装质量。
安装施工过程中的安全防护
高空作业安全
遵守高空作业安全规定，穿戴好 安全防护用品，如安全带、安全
帽等，确保高空作业安全。
。
工业厂房
钢结构厂房具有建设周 期短、节能环保、灵活
多变等特点。
海洋工程
钢结构在海洋平台、船 舶等领域具有广泛应用 ，因其耐腐蚀性和承载
能力强。
钢结构工程的发展趋势
绿色化
智能化
随着环保意识的提高，钢结构工程将更加 注重环保材料和绿色施工技术的应用。
借助计算机技术和人工智能技术，实现钢 结构工程的智能化设计、制造和施工。
组装焊接
将加工好的零件进行组装，采 用合适的焊接工艺进行焊接，
确保焊缝质量和强度。
检验与修整
对焊接完成的构件进行质量检 验，对不合格处进行修整，确
保产品质量。
关键工艺与设备
切割工艺与设备
采用火焰切割、激光切割等高 精度切割设备，确保切割精度
和效率。
焊接工艺与设备
采用自动化焊接设备和先进的 焊接工艺，如埋弧焊、气体保 护焊等，提高焊接质量和效率 。
《钢结构设计》课件
特殊环境下的钢结构设计需要考虑环境因素对结构的影响。
特殊环境如海洋环境、极寒地区等，对钢结构的设计提出了更高的要求。在这些环境下，需要考虑环境因素如腐蚀、温差等对结构的影响，并采取相应的防护措施。同时，还需要考虑结构的施工方法、材料选择等因素，以确保结构的安全性和稳定性。
总结词
详细描述
THANKS
轻型钢结构设计需要考虑的因素包括结构体系、支撑形式、节点构造、防腐防锈等，以确保结构的稳定性和安全性。
轻型钢结构设计需要遵循相关的规范和标准，如《轻型钢结构设计规范》等，同时需要进行详细的结构分析和计算。
轻型钢结构设计是指采用轻型钢材组成的结构物的设计，通常用于小型工业厂房、仓库、民用住宅等建筑。
04
CHAPTER
钢结构设计软件与技术
03
Revit
建筑信息模型（BIM）软件，适用于多专业协同设计和钢结构详图绘制。
01
AutoCAD
用于二维绘图和基本三维设计，广泛应用于钢结构设计中的绘图和建模。
02
Tekla Structures
专业钢结构详图设计软件，支持3D模型构建、材料统计和碰撞检测等功能。
详细描述
总结词
大跨度桥梁钢结构设计需要注重结构跨度、稳定性、耐久性和景观设计。
详细描述
大跨度桥梁如悬索桥、斜拉桥等，其钢结构设计需要充分考虑结构的跨度、稳定性、耐久性和景观设计等因素。在设计中，需要采用先进的计算和分析方法，确保结构的承载能力和稳定性。同时，还需要考虑桥梁的耐久性和景观设计，以满足桥梁长期使用和美观的需求。
总结词
高层建筑钢结构设计需要注重结构体系、抗震性能和施工方法的选择。
总结词
高层建筑由于楼层高度较高，对结构的强度、刚度和稳定性要求更高。在钢结构设计中，需要选择合理的结构体系，如框架-核心筒结构、筒中筒结构等，以提高结构的承载能力和抗震性能。同时，还需要考虑施工方法的选择，如预制装配式施工、高空拼装施工等，以确保施工的可行性和安全性。
钢结构的焊接培训课件
18
1、对结构静力强度的影响
t
f
f
fy -
fy -
Hale Waihona Puke B b+b+
-
-
因焊接残余应力自相平衡，故：
Nt b t f y Nc (B b) t f
当板件全截面达到fy，即N=Ny时：
N y N t B b t f y B t f y
fy
-
Ny b +
Ny
-
结论：
焊接残余应 力对结构的 静力强度没 有影响。
25
斜对接焊缝 T型对接焊缝
4
3. 焊缝位置
5
1.焊缝缺陷
6
外观检查：检查外观缺陷和几何尺寸； 内部无损检验：检验内部缺陷。
内部检验主要采用超声 波，有时还用磁粉检验 荧光检验等辅助检验方 法。还可以采用X射线或 γ射线透照或拍片。
7
8
9
10
11
《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
300oC 500oC 800oC
施 焊
8cm 6
-
方 向
300oC 4
80500o0CoC
2 0
+
2
4
6 8cm
-
-+
--
-
+
15
产生的原因: 1、焊缝的纵向收缩，使焊件有反向弯曲变形的趋势，
导致两焊件在焊缝处中部受拉，两端受压； 2、焊接时已凝固的先焊焊缝，阻止后焊焊缝的横向
膨胀，产生横向塑性压缩变形。焊缝冷却时，后 焊焊缝的收缩受先焊焊缝的限制而产生拉应力， 而先焊焊缝产生压应力，因应力自相平衡，更远 处焊缝则产生拉应力；应力分布与施焊方向有关。 以上两种应力的组合即为，横向焊接残余应力。
《焊接幻灯片》课件
实例二：厚板焊接
总结词
高强度、稳定性好
详细描述
厚板焊接通常用于连接厚型金属板材，如船舶、桥梁和建筑结构等。由于其高强 度和良好的稳定性，厚板焊接能够确保大型结构的安全性和可靠性。
实例三：管道焊接
总结词
密封性好、耐压强度高
详细描述
管道焊接广泛应用于石油、化工和天然气等领域，要求焊接接头具有良好的密封性和耐压强度。通过 合理的焊接工艺和质量控制，管道焊接能够确保输送介质的安全和稳定。
焊接材料的保管
应分类存放，避免混放和 污染，并定期进行检查和 维护。
焊接材料的领用
应按照先入先出的原则领 用，确保焊接材料的质量 和安全。
03
焊接工艺与技巧
焊接工艺流程
01
焊接工艺分类
根据材料类型、焊接要求和焊接条件，将焊接工艺分为熔化焊、压力焊
和钎焊等类型。
02 03
焊接工艺流程
熔化焊主要包括准备、装配、焊接和检验等步骤；压力焊主要包括准备 、装配、焊接、后处理和检验等步骤；钎焊主要包括准备、装配、焊接 和后处理等步骤。
《焊接幻灯片》ppt课件
contents
目录
• 焊接基础知识 • 焊接材料与工具 • 焊接工艺与技巧 • 焊接安全与防护 • 焊接实例与案例分析
01
焊接基础知识
焊接的定义与原理
焊接定义
焊接是通过加热或加压，或两者 并用，使两个分离的物体产生原 子间相互扩散和联结，形成一个 整体的工艺过程。
焊接原理
用于电弧焊接，包括交 流弧焊机、直流弧焊机
、逆变弧焊机等。
焊接夹具
用于固定焊接工件，确 保焊接过程中工件不发
生移动。
焊接割炬
用于切割和预热金属， 有割嘴和喷嘴等附件。
钢结构ppt课件.ppt
二、钢结构的应用
1、重型结构及大跨度建筑结构。
二、钢结构的应用
2、多层、高层及超高层建筑结构。
二、钢结构的应用
3、塔桅等高耸结构。
二、钢结构的应用
4、钢－混凝土组合结构。
第二节 钢结构的设计方法
经济、安全、适用、耐久
颠覆 强度破坏
承载能力极 限状态 疲劳破坏
丧失稳定
极限状态设计法
变为可变体系
n
5、普通螺栓群偏心受剪承载力计算
Ni
N iF
F n
(NiTx )2
(NiF
NiTy )2
Nb v,min
NiT
T ri ri2
NiTx
T yi xi2 yi2
NiTy
T xi xi2 yi2
例题3、一厚度为12mm的钢板与H型钢柱的翼缘板（厚14mm） 通过8个C级普通螺栓连接，钢板均为Q345，螺栓直径为20mm， 孔径为21.5mm，F=200KN，e=100mm，螺栓水平间距为 120mm，竖向间距为80mm，验算螺栓强度。
3、按受力特点分：对接焊缝、角焊缝
三、高强度螺栓连接（摩擦型、承压型）
四、对接焊缝的计算
1、轴向受力的对接焊缝
N lwt
f
t
w或f
w c
2、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用
1、 max
Mymax Ix
ft
w或f
w c
2、
max
VSx I xt
f
w v
3、 2 3 2 1.1 ftw
第三节 角焊缝连接设计
一、角焊缝形式
侧面角焊缝 斜角焊缝
正面角焊缝
直角角焊缝
二、角焊缝截面形状
钢结构焊接
50 10
4
40×4 980
-150×6 180
10
3
3-30×6 50
1
1
25 115 10 61
115 140
屋比7-1架例804×3081简：图1:又12010称0、屋1架:1 2示00意图、2 823屋800×4架2 杆9 件-14304几×0 6 何尺14119寸0 简150图1。07
单线条1表50 2示，杆件长度直接241注7 在单线条旁边。
梁与梁对接焊缝 一般位于梁受弯矩较小处，避免对 接焊缝分布在梁跨度中间区域。另外，在同一对接 口处，盖板对接焊缝与腹板对接焊缝可以错开布置， 避免对接焊缝位于同一截面上，见图9-6，当盖板、 腹板对接焊缝焊接完成后，再焊接主角焊缝。
24
二.钢梁的焊接 4.梁的对接
图9-6 梁对接焊缝的布置
25
二.钢梁的焊接 4.梁的对接
764
1529
16
4-50×6 70
20 81
90 20 230
18 70×45×5
80 200 40 80 40
15 60
10
-150×6 180
10
3
240
2 30×4 2080
5
240
11 -22408×0 6
40×4 1320
6
3-30×6 50
17
3-30×6 50
17
10-30×6 50
21
二.钢梁的焊接 4.梁的对接
图9-5在焊接下盖板对接焊缝时，受到腹板的遮挡， 正对腹板处焊接操作和焊缝清理受到障碍。 为了保证下盖板对接焊缝与腹板正对段的焊接质量， 腹板端部应开适当的过焊孔，如图9-5详图A所示。
钢结构焊接规范PPT课件
4.角焊缝最小焊脚尺寸宜按下表取值；
mm
（注1）采用不预热的非低氢焊角焊接方法焊接时，t 等于焊接接头中较厚件厚 度，宜采用单道；采用预热的非低氢焊接方法或低氢焊接方法进行焊 接时，t 等于焊接接头中较薄件厚度。
（注2）焊缝尺寸不要求超过焊接接头中较薄件厚度的情况除外。 （注3）承受动载荷的角焊缝最小尺寸为5mm。
完整编辑ppt
5.管结构节点形式代号
16
完整编辑ppt
5.2.2焊接接头坡口形式、尺寸及标记方法应符合本规范附录A的规定。
现行标准 GB985《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口基本形式与尺寸》 GB986《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》
5.3焊缝 计算 厚度
5.3.1 全焊透焊缝 焊缝计算厚度he
完整编辑ppt
29
完整编辑ppt
5-3.型钢杆件搭接接头采用围焊时，在转角处应连续施焊。杆 件端部搭接角焊焊缝作绕焊时，绕焊长度不应小于焊脚尺寸的2倍， 并应连续施焊。 （另见下页参考）
5-4.搭接焊缝沿母材棱边的最大焊脚尺寸，当板厚不大于6mm时，应为母 材厚度，当板厚大于6mm时，应为母材厚度减去1-2mm。（另见下页参考） （同美国AWS D1.1规定标准一致）
1.所采用的钢材牌号和焊接材料的型号，性能要求及相应的现行国家标准；
11
完整编辑ppt
2.节点的焊接部位、有效焊缝长度、焊角尺寸、部分焊透焊缝的焊透深度； 3.焊缝质量等级，有无损检测要求时，应标明检测方法和比例； 4.根据需要提出结构设计应力图； 5.明确标注焊缝坡口详细尺寸，如有钢衬垫，标注钢衬垫尺寸
22
完整编辑ppt
5.4 组焊构件焊接节点（共4项） 5.4.1（共5项）塞焊和槽焊的焊缝尺寸、间距、焊缝高度应
钢结构工程培训PPT课件课件
钢结构的应用领域
建筑领域
高层大型建筑、大跨度 跨越桥梁、大型工业厂
房等。
交通领域
高速铁路桥梁、地铁车 辆段、公路桥梁等。
工业领域
重型机械制造、化工设 备安装、电力设施建设
等。
船舶与车辆制造
大型船舶、大型车辆的 制造与维修。
钢结构的优势与局限性
优势
强度高、自重轻、塑性和韧性好、制造安装方便、环保节能 等。
防腐设计
采用防锈漆、热镀锌等防腐措施 ，提高钢结构的使用寿命。
防火设计
采用防火涂料、耐火砖等防火措 施，提高钢结构的耐火等级。
03 钢结构的加工与制作
钢结构的放样与下料
01
根据施工图纸和工艺要求， 对钢结构进行放样，确定各 部件的尺寸和形状。
02
03
04
根据放样结果，对钢材进行 切割、剪裁和矫形，为后续 加工提供合格的原材料。
临时支撑与固定
在安装过程中设置临时支撑和固定 措施，确保结构稳定性和施工安全。
高层建筑的钢结构安装
案例
上海中心大厦
安装过程
采用分段制作、运输和整体提升的方 法进行安装，同时配备高精度测量和
定位设备。
简介
上海中心大厦是中国第一高楼，采用 钢结构设计，高达632米。
实际效果
建成后成为中国乃至世界范围内高层 建筑钢结构的代表之一。
基础工程
包括桩基、基础土方开挖、垫 层铺设等。
吊装与安装
将加工好的钢构件按照设计要 求进行吊装和安装。
施工准备
包括现场勘查、设计图纸审核、 材料采购等。
钢构件制作
按照设计图纸，对钢材进行切 割、焊接、拼装等加工。
验收与检测
完成安装后，进行质量检测和 验收，确保符合设计要求。
《钢结构的焊接》课件
保护气体
根据焊接方法选择适当的保护 气体，如二氧化碳、氩气等。
其他焊接材料
如焊剂、焊丝等，需根据具体 情况选择。
焊接工艺流程
装配与定位
将母材装配在一起 ，并确保定位准确 。
焊接操作
按照预定的焊接参 数进行焊接。
焊接前准备
清理母材表面，确 定焊接参数等。
预热
根据母材和焊接工 艺要求进行预热处 理。
后处理
03
压力容器钢结构焊接质量检测与控制
介绍压力容器钢结构焊接质量检测的方法和标准，以及焊接质量控制的
重要性。
其他领域钢结构焊接技术
其他领域钢结构焊接技术概述
介绍其他领域（如石油化工、电力等）钢结构焊接技术的发展历程、应用领域和技术特点 。
其他领域钢结构焊接工艺
详细阐述其他领域（如石油化工、电力等）钢结构焊接的工艺流程，包括预处理、焊接材 料选择、焊接方法、焊接参数等。
3
桥梁钢结构焊接质量检测与控制
介绍桥梁钢结构焊接质量检测的方法和标准，以 及焊接质量控制的重要性。
压力容器钢结构焊接技术
01
压力容器钢结构焊接技术概述
介绍压力容器钢结构焊接技术的发展历程、应用领域和技术特点。
02
压力容器钢结构焊接工艺
详细阐述压力容器钢结构焊接的工艺流程，包括预处理、焊接材料选择
、焊接方法、焊接参数等。
效率和稳定性。
焊接机器人
焊接机器人技术的出现进一步 提高了焊接的自动化程度和精
度。
数字化焊接
数字化焊接技术利用计算机技 术实现焊接过程的智能化和精
确控制。
02
钢结构的焊接工艺
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
钢结构的焊接培训课件
护手套、防护帽等，以保护自身安全。
工作场所安全防护
03
对工作场所进行合理的布置和防护，如设置隔离带、警示标识
等，以避免其他人员误入危险区。
焊接缺陷及应对措施
气孔
由于焊接过程中熔池中的气体没有完全逸出，形成的气孔会影响焊接质量和强度，应对措 施为选择合适的焊接电流和速度，清理焊丝和焊接件表面的油污和锈蚀。
焊接技术将与机械、材料等领域交叉融合，促进多 学科领域的发展。
鼓励多学科交叉融合，推动多领域协同创新。
对参加培训人员的寄语与鼓励
寄语：- 珍惜培训机会，认真学习焊接技术，提 高自身技能水平。
01
02
将所学的知识和技能应用到实际工作中去， 为公司创造价值。
在今后的学习和工作中要不断进取，努力成 为焊接领域的行家里手。
05
实际操作案例分析
典型钢结构的焊接工艺流程及操作要领
焊接前准备
焊接操作步骤
熟悉图纸、制定焊接方案、选择合适的焊接 材料等。
对接接头、角焊缝、塞焊等焊接形式的操作 要点和注意事项。
பைடு நூலகம்
焊接变形控制
焊接质量检测
分析焊接变形的原因及危害，采取相应的预 防和补救措施。
采用外观检查、X射线探伤等方法对焊接质 量进行检测和评估。
自动化与智能化焊接
随着机器人技术的发展，自动化和智能化的焊 接技术将成为未来发展的重要方向。
新型焊接材料的研发与应用
3
如活性焊剂、纳米材料等，将进一步提高焊接 效率和接头质量。
02
钢结构焊接技术
钢结构焊接的基本原理
01
钢结构焊接的基本原理是利用电弧热对金属进行熔化连接，通过控制焊接参数 和操作技术，实现金属结构的可靠连接。
《钢结构制造手册》课件
火焰切割
通过高温火焰将钢材切割 成所需形状，适用于厚板 和不规则形状的切割。
机械切割
使用切割机将钢材切割成 所需尺寸，精度高且速度 快。
弯曲成形
通过弯曲机或矫直机将钢 材弯曲成所需形状，以满 足结构需求。
钢材的焊接与连接
手工电弧焊
通过电弧热量熔化钢材实现连接 ，适用于各种厚度和材质的钢材
。
气体保护焊
建立废弃钢材再利用的管理体系，加强监督和检 查，确保再利用过程的安全和环保。
06
《钢结构制造手册》的使 用与参考
《钢结构制造手册》的内容概览
内容全面
《钢结构制造手册》涵盖了从材料选 择、设计原理、加工工艺到质量检测 等钢结构制造的全流程，为使用者提 供了一套完整的知识体系。
深度与广度兼具
手册不仅深入讲解了钢结构制造的核 心技术，还广泛涉及了相关的行业标 准和前沿技术，有助于使用者紧跟行 业发展趋势。
04
钢结构的安装与施工
施工前的准备
施工图纸会审
确保施工图纸的正确性和完整 性，明确施工要求和规范。
施工现场勘察
了解施工现场实际情况，确定 施工条件和环境。
制定施工计划
根据图纸和现场情况，制定合 理的施工计划和进度安排。
准备施工材料和设备
确保所需的材料和设备齐全且 质量合格。
钢结构的吊装与固定
吊装方案设计
质量检测与记录
对关键部位和隐蔽工程进行质量检 测，并做好记录。
03
02
过程质量控制
对施工过程进行全面监控，确保各 环节符合质量要求。
质量问题的处理
发现质量问题及时处理，并分析原 因，采取措施防止再次发生。
04
施工后的检测与验收
钢结构制造手册-PPT
士兴集团 钢构制造（监造）手册
钢构加工流程 钢构加工工艺
钢构检验手册
钢
施工详图
构
加
工
工
艺
流 程
材料检验 放样、切割 零件矫正
制孔 组装 焊接 无损检验 外形尺寸检验 清理、编号 喷砂、油漆 验收
制作工艺
不合格 不合格
报告
报告
报告
报告
设备布置图
电眼切割机
设 备
钢板矫正机
设 备
剪床
设 备
矫直机
料
3、钢结构防腐涂料和防火涂料的型号、名称、颜色及有效期应与其 质量证明文件相符。开启后，不应存在结皮、结块、凝胶等现
象。
4、检查进场涂料色号是否和合约要求的色号相符。
钢构加工工艺
放样、号料
零 切割
、 部
矫正、成型
件 加
边缘加工
工
制孔
零、部件组装
放 样 、 号 料
1、样板、样杆的材料一般采用 薄钢板和小扁钢； 2、放样需用的工具：尺、石笔、粉线、划针、划规、铁皮剪等。尺必须经过计量部
2、属于下列情况之一的钢材，应进行抽样复验，复验不合格者不能用于生 产：
1）合同或设计规定要求进行材料复验的工程项目； 2）国外进口的钢材； 3）发生混批或有质疑的钢材； 4）板厚等于或大于40mm，且设计有Z向性能要求的厚板； 5）建筑结构安全等级为一级，大跨度钢结构中主要受力构件所采用
的钢材；
下页
于C级（GB8923）； 5、若需要使用卷筒板和开平板时，承制厂必须具备能有效矫平和消除轧制
应力的矫平设备，卷芯部分不允许存在小波折弯曲，并不准用于加工构
件的腹板或翼缘板零件。
材料进场
钢构加工流程 钢构加工工艺
钢构检验手册
钢
施工详图
构
加
工
工
艺
流 程
材料检验 放样、切割 零件矫正
制孔 组装 焊接 无损检验 外形尺寸检验 清理、编号 喷砂、油漆 验收
制作工艺
不合格 不合格
报告
报告
报告
报告
设备布置图
电眼切割机
设 备
钢板矫正机
设 备
剪床
设 备
矫直机
料
3、钢结构防腐涂料和防火涂料的型号、名称、颜色及有效期应与其 质量证明文件相符。开启后，不应存在结皮、结块、凝胶等现
象。
4、检查进场涂料色号是否和合约要求的色号相符。
钢构加工工艺
放样、号料
零 切割
、 部
矫正、成型
件 加
边缘加工
工
制孔
零、部件组装
放 样 、 号 料
1、样板、样杆的材料一般采用 薄钢板和小扁钢； 2、放样需用的工具：尺、石笔、粉线、划针、划规、铁皮剪等。尺必须经过计量部
2、属于下列情况之一的钢材，应进行抽样复验，复验不合格者不能用于生 产：
1）合同或设计规定要求进行材料复验的工程项目； 2）国外进口的钢材； 3）发生混批或有质疑的钢材； 4）板厚等于或大于40mm，且设计有Z向性能要求的厚板； 5）建筑结构安全等级为一级，大跨度钢结构中主要受力构件所采用
的钢材；
下页
于C级（GB8923）； 5、若需要使用卷筒板和开平板时，承制厂必须具备能有效矫平和消除轧制
应力的矫平设备，卷芯部分不允许存在小波折弯曲，并不准用于加工构
件的腹板或翼缘板零件。
材料进场
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.不受约束的自由杆件均匀加热和冷却时应力变形
结论:没有残余应力和残余变形. 应用：焊接生产采用整体预热和后热,可以减少残余应
力.
2020/11/22
2.受拘束件在热循环中的应力与变形
（1）若s （弹性变形）
加热时： T应力 s ; 冷却时： T应力 s .
2020/11/22
（2）若≥s ,TMax＜500℃
相变应力----是指在加热过程中，局部金属发生 相变，使比容增大或减小而引起的应力。
塑变应力----是指金属局部发生拉伸或压缩塑性 变形后引起的内应力。
2020/11/22
1.温度应力—由于不均匀受热
2020/11/22
2.变形 弹性变形 塑性变形 自由变形
非自由变形（包括外观变形和内部变形）。 弹性变形、自由变形----应力为0，变形为0； 塑性变形----理想状态应力为0，变形为0；否则
2020/11/22
（2） T形接头的纵向应力分布
2020/11/22
（3） 对接圆筒环焊缝的纵向残余应力 （切向应力）
如直径为1200mm，壁厚为6mm的低碳钢圆筒， 环缝中的为210N/mm2，而直径为384mm，壁 厚也为6mm的圆筒环焊缝中的为115N/mm2。
2020/11/22
y
中心加热实验的应力与变形
2020/11/22
结论
1、板条中心对称加热时，板条中产生温度应力，中心受压两边受拉。 2、若不产生压缩塑性变形， s则冷却后内应力消失，平板复原，没有
残余变形。 3、若s，当温度恢复到原始状态时，有残余应力，中心受拉两侧受压。
且有残余变形。其方向与加热时相反。
2020/11/22
第2章 焊接应力与变形
2.1 焊接应力与变形 内力----物体受到外力作用时和加热引起物体内部之间相互作用的力，称内 力。 单位截面积上的内力称为内应力。 内应力----在没有外力的条件下平衡于物
体内部的应力。 按产生原因分类有： 热应力、相变应力、塑变应力。
2020/11/22
热应力----是指在加热过程中，焊件内部温度有 差异所引起的应力，故又称温差应力。
不为0。
2020/11/22
自由变形：
LT = 0 L0 (T 1 - T 0 )
LT——自由变形量； L0——原长； 0——金属材料的线胀系数； T 1——加热的温度； T 0——原始温度。
T = LT = (T 1 - T 0 ) L0
2020/11/22
非自由变形
L=(LT - Le) L —内部变形 未表现出的那部分变形 Le—外观变形 表现出的那部分变形
2020/11/22
3.厚度方向的残余应力
随着填充材料厚度的增加，横向收缩应 力也沿z轴向上移动，并在已填充的坡口的 纵截面上引起应力。
2020/11/22
2020/11/22
3 长板条不均匀受热时的应力和变形
（1）三个板条加热、冷却自由变形 当三个板条均处于自由状态，对B板条进行加热
时，B独立伸长，板条A、C未受热，所以长度无变 化。
2020/11/22
（2）三个板条加热、冷却非自由变形
2020/11/22
（3）中心加热实验的应力与变形
2020/11/22
2020/11/22
（3）焊接热应变循环组织应力
2020/11/22
（4）焊接瞬态应力变形
2020/11/22
2020/11/22
计算机模拟焊接应力
2020/11/22
小结
在平板条中心堆焊，由于板条在焊接过程中是一个不均匀受热的整体， 焊接时沿焊缝长度产生伸长变形，焊缝及其附近产生压应力；远离焊缝 区的两侧产生拉应力。
加热时 ： T应力 s ，εp压缩塑性变形; 冷却时 ：T应力 s =0，εp 拉伸塑性变形
2020/11/22
（3）若≥s温度大于600℃
高温区应力为0变形不为0
若金属板条是互不相连的小窄条， 则变形为图2-2a所示。但金属因整体 变形保持一致，故实际变形为图2-2b。 加热时，出现中心受压应力，两侧受 拉应力。冷却后，若加热应力〈 S，则无内应力；若加热应力 〉 则中心受压，两侧受拉。
焊接残余应力
平行焊缝轴线方向的应力称纵向残余应力，
垂直焊缝轴线的应力为横向残余应力，厚度方向
的残余应力。
在厚度小于20mm的对接接头结构中，厚度方
向应力较小。
：平行焊缝方向上的应
X
力
：垂直焊缝方向上的应
Y
力
：厚度方向上的应力
Z
2020/11/22
1.纵向残余应力 （横截面）
2020/11/22
（1 ）焊缝长度对纵向应力 （纵截面）的影响
（4）非对称加热应力与变形
Y
B
0 dx
E
B
0 e T d x E
B 0
E
f
x d x
0
2020/11/22
焊后产生应力与变形
2020/11/22
4 焊接引起的内应力及变形
（1） 焊接应力与变形的特殊性
2020/11/22
（2）焊接应力变形的演变过程
2020/11/22
焊接应力变形的演变过程
2.横向应力
横向残余应力有两部分组成： 一部分是由焊缝及其附近塑性区的纵向收缩
引起的横向应力σy′；
2020/11/22
(1) 纵向收缩引起的焊缝横向应力随焊缝长度变化：
2020/11/22
（2）焊缝横向收缩引起的横向应力σy〞 先焊部分先冷却，后焊部分后冷却。先冷却
的焊缝限制后冷却焊缝的横向收缩，导致最后 收缩的焊缝受拉应力。
（满足自由变形规律）
2020/11/22
3.研究焊接应力与变形基本假定
(1) 平截面假定：构件变形时整个横截面是平行 移动或转动；
(2) 金属性能不变的假定：物理性能不随温度的 变化而变化。
(2) 金属屈服的假定： 可见低碳钢温度大于600℃ 内应力为零.
2020/11/22
2.2 焊接应力与变形产生的原因
焊接结束后，板条产生缩短的残余变形，同时在焊缝及其附近产生残 余拉应力；远离焊缝区两侧产生残余压应力。
2020/11/22
2.3 焊接残余应力及分布
（1）根据应力与焊 缝的相对位置
纵向应力：应力作用方向与焊缝平行 横向应力：应力作用方向与焊缝垂直
（2）根据应力形成原因
温度应力：由于焊件不 均匀加热引起的应力 拘束应力：由于焊件热 变形受到拘束引起的应 力 组织应力：由于接头金 属组织转变时体积变化 受阻
结论:没有残余应力和残余变形. 应用：焊接生产采用整体预热和后热,可以减少残余应
力.
2020/11/22
2.受拘束件在热循环中的应力与变形
（1）若s （弹性变形）
加热时： T应力 s ; 冷却时： T应力 s .
2020/11/22
（2）若≥s ,TMax＜500℃
相变应力----是指在加热过程中，局部金属发生 相变，使比容增大或减小而引起的应力。
塑变应力----是指金属局部发生拉伸或压缩塑性 变形后引起的内应力。
2020/11/22
1.温度应力—由于不均匀受热
2020/11/22
2.变形 弹性变形 塑性变形 自由变形
非自由变形（包括外观变形和内部变形）。 弹性变形、自由变形----应力为0，变形为0； 塑性变形----理想状态应力为0，变形为0；否则
2020/11/22
（2） T形接头的纵向应力分布
2020/11/22
（3） 对接圆筒环焊缝的纵向残余应力 （切向应力）
如直径为1200mm，壁厚为6mm的低碳钢圆筒， 环缝中的为210N/mm2，而直径为384mm，壁 厚也为6mm的圆筒环焊缝中的为115N/mm2。
2020/11/22
y
中心加热实验的应力与变形
2020/11/22
结论
1、板条中心对称加热时，板条中产生温度应力，中心受压两边受拉。 2、若不产生压缩塑性变形， s则冷却后内应力消失，平板复原，没有
残余变形。 3、若s，当温度恢复到原始状态时，有残余应力，中心受拉两侧受压。
且有残余变形。其方向与加热时相反。
2020/11/22
第2章 焊接应力与变形
2.1 焊接应力与变形 内力----物体受到外力作用时和加热引起物体内部之间相互作用的力，称内 力。 单位截面积上的内力称为内应力。 内应力----在没有外力的条件下平衡于物
体内部的应力。 按产生原因分类有： 热应力、相变应力、塑变应力。
2020/11/22
热应力----是指在加热过程中，焊件内部温度有 差异所引起的应力，故又称温差应力。
不为0。
2020/11/22
自由变形：
LT = 0 L0 (T 1 - T 0 )
LT——自由变形量； L0——原长； 0——金属材料的线胀系数； T 1——加热的温度； T 0——原始温度。
T = LT = (T 1 - T 0 ) L0
2020/11/22
非自由变形
L=(LT - Le) L —内部变形 未表现出的那部分变形 Le—外观变形 表现出的那部分变形
2020/11/22
3.厚度方向的残余应力
随着填充材料厚度的增加，横向收缩应 力也沿z轴向上移动，并在已填充的坡口的 纵截面上引起应力。
2020/11/22
2020/11/22
3 长板条不均匀受热时的应力和变形
（1）三个板条加热、冷却自由变形 当三个板条均处于自由状态，对B板条进行加热
时，B独立伸长，板条A、C未受热，所以长度无变 化。
2020/11/22
（2）三个板条加热、冷却非自由变形
2020/11/22
（3）中心加热实验的应力与变形
2020/11/22
2020/11/22
（3）焊接热应变循环组织应力
2020/11/22
（4）焊接瞬态应力变形
2020/11/22
2020/11/22
计算机模拟焊接应力
2020/11/22
小结
在平板条中心堆焊，由于板条在焊接过程中是一个不均匀受热的整体， 焊接时沿焊缝长度产生伸长变形，焊缝及其附近产生压应力；远离焊缝 区的两侧产生拉应力。
加热时 ： T应力 s ，εp压缩塑性变形; 冷却时 ：T应力 s =0，εp 拉伸塑性变形
2020/11/22
（3）若≥s温度大于600℃
高温区应力为0变形不为0
若金属板条是互不相连的小窄条， 则变形为图2-2a所示。但金属因整体 变形保持一致，故实际变形为图2-2b。 加热时，出现中心受压应力，两侧受 拉应力。冷却后，若加热应力〈 S，则无内应力；若加热应力 〉 则中心受压，两侧受拉。
焊接残余应力
平行焊缝轴线方向的应力称纵向残余应力，
垂直焊缝轴线的应力为横向残余应力，厚度方向
的残余应力。
在厚度小于20mm的对接接头结构中，厚度方
向应力较小。
：平行焊缝方向上的应
X
力
：垂直焊缝方向上的应
Y
力
：厚度方向上的应力
Z
2020/11/22
1.纵向残余应力 （横截面）
2020/11/22
（1 ）焊缝长度对纵向应力 （纵截面）的影响
（4）非对称加热应力与变形
Y
B
0 dx
E
B
0 e T d x E
B 0
E
f
x d x
0
2020/11/22
焊后产生应力与变形
2020/11/22
4 焊接引起的内应力及变形
（1） 焊接应力与变形的特殊性
2020/11/22
（2）焊接应力变形的演变过程
2020/11/22
焊接应力变形的演变过程
2.横向应力
横向残余应力有两部分组成： 一部分是由焊缝及其附近塑性区的纵向收缩
引起的横向应力σy′；
2020/11/22
(1) 纵向收缩引起的焊缝横向应力随焊缝长度变化：
2020/11/22
（2）焊缝横向收缩引起的横向应力σy〞 先焊部分先冷却，后焊部分后冷却。先冷却
的焊缝限制后冷却焊缝的横向收缩，导致最后 收缩的焊缝受拉应力。
（满足自由变形规律）
2020/11/22
3.研究焊接应力与变形基本假定
(1) 平截面假定：构件变形时整个横截面是平行 移动或转动；
(2) 金属性能不变的假定：物理性能不随温度的 变化而变化。
(2) 金属屈服的假定： 可见低碳钢温度大于600℃ 内应力为零.
2020/11/22
2.2 焊接应力与变形产生的原因
焊接结束后，板条产生缩短的残余变形，同时在焊缝及其附近产生残 余拉应力；远离焊缝区两侧产生残余压应力。
2020/11/22
2.3 焊接残余应力及分布
（1）根据应力与焊 缝的相对位置
纵向应力：应力作用方向与焊缝平行 横向应力：应力作用方向与焊缝垂直
（2）根据应力形成原因
温度应力：由于焊件不 均匀加热引起的应力 拘束应力：由于焊件热 变形受到拘束引起的应 力 组织应力：由于接头金 属组织转变时体积变化 受阻