第二章-钢结构的连接资料PPT课件
合集下载
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)。
对接焊缝的应力分布情况基本上和板件一样，可 用计算板件强度的方法进行计算。对接焊缝的静力 强度一般均能达到母材的强度。因此，钢结构设计 规范规定，对接焊缝的抗压抗剪和满足Ⅰ、Ⅱ级焊 缝质量检查标准的抗拉强度设计值均与母材相同， 仅对满足Ⅲ级检查标准的对接焊缝抗拉设计强度， 约取母材强度设计值的85%，这是因为焊缝质量变 动大，焊缝缺陷对抗拉强度的影响十分敏感。
2、螺栓连接
1）．普通螺栓连接 2). 高强度螺栓连接 优点：方便、操作简单，便于拆卸。
缺点：削弱构件的截面。
3、铆钉连接
19世纪20～30年代出现铆钉连接。把铆钉加热到 1000～1500oC，再加压形成接头（用铆钉枪铆 合）。
优点：塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检 查和保证，可用于承受动载的重型结构。
埋弧焊所采用的焊丝和焊剂应与焊件钢材相匹配。对 Q235钢常用H08A等焊丝，对Q345钢和Q390和Q420钢常 用H08MnA，H10Mn2等焊丝。选择焊丝时，尚需同时选 用相应的焊剂。焊剂有无锰型及高、中、低锰型焊剂。
焊剂层下自动焊示意图
(3)二氧化碳气体保护焊
利用CO2气体作为保护气体，使焊缝金属不与 空气接触，电弧加热集中，焊接速度快，熔 化深度大，焊缝强度高，塑性好。CO2气体保 护焊采用高锰高硅型焊丝，具有较强的抗锈 能力。
焊缝按其构造来分，可分为对接焊缝和角焊缝 两种类型。
焊缝若按其工作性质来分有强度焊缝和密 强焊缝两种。强度焊缝只作为传递内力之 用，密强焊缝除传递内力外，还须保证不 使气体或液体渗漏。
焊缝按其施焊位置分为俯焊(平焊)、立焊、 横焊和仰焊。设计和施工时应尽量避免采 用仰焊
五、焊缝的强度
焊缝的强度主要决定于焊缝金属的强度，并与焊 接形式、应力集中程度以及焊接的工艺条件等有密 切关系。
E（Electrode）表示焊条。
手工焊现在大都用厚涂料焊条（又称优质焊 条）。涂料（又称药皮）的作用为：
稳定电弧；
施焊时产生气体保护熔滴与空气隔离，以防 止空气中氧、氮浸人，而使焊缝性质变脆；
焊药造成的熔渣覆盖在熔成的焊缝表面上 （清理焊缝时铲除），使焊缝慢慢冷却以便 气体和杂质能从焊缝中溢出；
电阻焊是利用电流通过焊件接触点表面的电阻所产生 的热量来熔化金属，再通过压力使其焊合。
钢结构中主要用电弧焊。薄钢板（t≤3 毫米）的连接 可以采用电阻焊或气焊。冷弯薄壁型钢的焊接，常用 电阻点焊，板叠总厚度一般不超过12mm，焊点应主 要承受剪力，其抗拉(撕裂)能力较差。
一．电弧焊
电弧焊就是采用低电压（一般为50～70伏）大电流 （几十到几百安培）引燃电弧使焊条和焊件之间产 生很大热量和强烈的弧光，利用电弧热来熔化焊条 进行焊接。
钢结构
第二章 钢结构的连接
本章包括如下六节内容： 第一节 连接的类型 第二节 焊接方法和焊缝强度 第三节 对接焊缝连接的构造和计算 第四节 角焊缝连接的构造和计算 第五节 焊接应力和焊接变形 第六节 螺栓连接
钢结构的连接
钢结构是由钢板、型钢通过必要的连接组 成基本构件，再通过一定的安装连结装配 成空间整体结构。
缺点：工艺复杂、噪音大、劳动条件差，用钢量 大，现已很少采用。
图 2-1 钢结构的连接方法
第二节 焊接方法和焊缝强度
根据工艺特点不同，可分为熔化焊和电阻焊。
熔化焊，将主体金属（母材）在连接处局部加热至熔 融状态，并附加熔化的填充金属使金属分子互相结合 而成为整体形成接头。熔化焊有电弧焊、气焊（用氧 和乙炔火焰加热）等。
不同的钢种要求选用不同型号的焊条，而同一钢种 又因焊件的工作条件、使用环境、结构型式等差别， 也要选用不同品种的焊条。一般可按结构钢的强度 选用相应强度等级的焊条。
焊条应和焊件的强度和性能相适应。 Q235钢用E43型焊条(E4300一E4316)， Q345钢用E50型焊条(E5000～E5018)， Q390和Q420钢用E55型焊条(E5500～E5518)。
二、焊条的型号
焊条的质量直接影响着焊缝的机械性能和抗蚀性能 等，因此，焊条的选择应与焊件钢材、焊接技术要 求相适应。
对焊条的基本要求是：① 焊缝金属的化学成分和 全相组织与基本金属要相近；② 焊缝的机械性能 要接近基本金属；③对焊接不应造成特殊困难，易 于掌握，工艺性能要好，可焊性要满足要求（重要 结构要做焊条可靠性试验）。
连接的构造和计算是钢结构设计的重要组 成部分。
第一节 连接的类型
一、焊缝连接
20世纪初开始在工程结构上较广泛应用。焊接是现 代钢结构最主要的连接方法之一。
优点：不削弱构件截面，构造简单，节约钢材， 加工方便，可采用自动化操作，生产效率高。刚度 较大、密封性能好。
缺点：焊缝附近存在热影响区，由高温快速降到 常温，使钢材脆性加大；存在焊接残余应力及残余 变形；焊接结构低温冷脆问题也比较突出。
电弧焊又分为手工焊、自动焊和半自动焊。
手工电弧焊示意图
(1)手工电弧焊
设备简单，操作灵活，适于任意空间位置 的焊接，适用各种焊缝。生产效率较低，质 量变异性大，施焊时弧光外露，电弧光较强。 手工焊采用的焊条
(2)自动或半自动电弧焊
属于机械化焊接，电弧埋在焊剂层下。
采用盘状连续的光焊丝在散粒状焊剂下燃弧焊接，散 粒状焊剂的作用与手工焊焊条的药皮相同。自动焊的 引弧、焊丝送下、焊剂堆落和焊丝沿焊缝方向的移动 都是自动的。埋弧焊节省焊丝和电能，劳动条件好， 生产效率高；焊缝质量稳定可靠，塑性和韧性也较好， 但不如手工焊灵活。
另外在焊缝金属内掺入某些合金元素，可改 善焊缝的机械性能。
三、焊缝缺陷、质量检验和焊缝级别
1．焊缝缺陷 主要有外观缺陷： ①焊缝尺寸偏差；②咬边； ③弧坑，起弧或落弧处焊缝所形成的凹坑；内部 缺陷：④未熔合；⑤母材被烧穿；⑥气孔；⑦非 金属夹渣；⑧裂纹等缺陷，均会引起应力集中削 弱焊缝有效截面，降低承载能力。若发现焊缝有 裂纹，应彻底铲除后补焊。
2．焊缝质量检验和焊缝级别
焊缝质量检验分为三级。
III级：只对全部焊缝做外观检查；
Ⅱ级：除对全部焊缝做外观检查外，还要用超声 波抽查焊缝长度的50％；
I级：除全部做外观检查外，还须按要求用超声波 检查，并用X射线抽查焊缝长度的2％，且部分拍 片。
四、焊缝连接形式及焊缝类型
焊缝连接接头按被连接构件ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的相对位置分为 对接、搭接、T形连接和角接四种。
2、螺栓连接
1）．普通螺栓连接 2). 高强度螺栓连接 优点：方便、操作简单，便于拆卸。
缺点：削弱构件的截面。
3、铆钉连接
19世纪20～30年代出现铆钉连接。把铆钉加热到 1000～1500oC，再加压形成接头（用铆钉枪铆 合）。
优点：塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检 查和保证，可用于承受动载的重型结构。
埋弧焊所采用的焊丝和焊剂应与焊件钢材相匹配。对 Q235钢常用H08A等焊丝，对Q345钢和Q390和Q420钢常 用H08MnA，H10Mn2等焊丝。选择焊丝时，尚需同时选 用相应的焊剂。焊剂有无锰型及高、中、低锰型焊剂。
焊剂层下自动焊示意图
(3)二氧化碳气体保护焊
利用CO2气体作为保护气体，使焊缝金属不与 空气接触，电弧加热集中，焊接速度快，熔 化深度大，焊缝强度高，塑性好。CO2气体保 护焊采用高锰高硅型焊丝，具有较强的抗锈 能力。
焊缝按其构造来分，可分为对接焊缝和角焊缝 两种类型。
焊缝若按其工作性质来分有强度焊缝和密 强焊缝两种。强度焊缝只作为传递内力之 用，密强焊缝除传递内力外，还须保证不 使气体或液体渗漏。
焊缝按其施焊位置分为俯焊(平焊)、立焊、 横焊和仰焊。设计和施工时应尽量避免采 用仰焊
五、焊缝的强度
焊缝的强度主要决定于焊缝金属的强度，并与焊 接形式、应力集中程度以及焊接的工艺条件等有密 切关系。
E（Electrode）表示焊条。
手工焊现在大都用厚涂料焊条（又称优质焊 条）。涂料（又称药皮）的作用为：
稳定电弧；
施焊时产生气体保护熔滴与空气隔离，以防 止空气中氧、氮浸人，而使焊缝性质变脆；
焊药造成的熔渣覆盖在熔成的焊缝表面上 （清理焊缝时铲除），使焊缝慢慢冷却以便 气体和杂质能从焊缝中溢出；
电阻焊是利用电流通过焊件接触点表面的电阻所产生 的热量来熔化金属，再通过压力使其焊合。
钢结构中主要用电弧焊。薄钢板（t≤3 毫米）的连接 可以采用电阻焊或气焊。冷弯薄壁型钢的焊接，常用 电阻点焊，板叠总厚度一般不超过12mm，焊点应主 要承受剪力，其抗拉(撕裂)能力较差。
一．电弧焊
电弧焊就是采用低电压（一般为50～70伏）大电流 （几十到几百安培）引燃电弧使焊条和焊件之间产 生很大热量和强烈的弧光，利用电弧热来熔化焊条 进行焊接。
钢结构
第二章 钢结构的连接
本章包括如下六节内容： 第一节 连接的类型 第二节 焊接方法和焊缝强度 第三节 对接焊缝连接的构造和计算 第四节 角焊缝连接的构造和计算 第五节 焊接应力和焊接变形 第六节 螺栓连接
钢结构的连接
钢结构是由钢板、型钢通过必要的连接组 成基本构件，再通过一定的安装连结装配 成空间整体结构。
缺点：工艺复杂、噪音大、劳动条件差，用钢量 大，现已很少采用。
图 2-1 钢结构的连接方法
第二节 焊接方法和焊缝强度
根据工艺特点不同，可分为熔化焊和电阻焊。
熔化焊，将主体金属（母材）在连接处局部加热至熔 融状态，并附加熔化的填充金属使金属分子互相结合 而成为整体形成接头。熔化焊有电弧焊、气焊（用氧 和乙炔火焰加热）等。
不同的钢种要求选用不同型号的焊条，而同一钢种 又因焊件的工作条件、使用环境、结构型式等差别， 也要选用不同品种的焊条。一般可按结构钢的强度 选用相应强度等级的焊条。
焊条应和焊件的强度和性能相适应。 Q235钢用E43型焊条(E4300一E4316)， Q345钢用E50型焊条(E5000～E5018)， Q390和Q420钢用E55型焊条(E5500～E5518)。
二、焊条的型号
焊条的质量直接影响着焊缝的机械性能和抗蚀性能 等，因此，焊条的选择应与焊件钢材、焊接技术要 求相适应。
对焊条的基本要求是：① 焊缝金属的化学成分和 全相组织与基本金属要相近；② 焊缝的机械性能 要接近基本金属；③对焊接不应造成特殊困难，易 于掌握，工艺性能要好，可焊性要满足要求（重要 结构要做焊条可靠性试验）。
连接的构造和计算是钢结构设计的重要组 成部分。
第一节 连接的类型
一、焊缝连接
20世纪初开始在工程结构上较广泛应用。焊接是现 代钢结构最主要的连接方法之一。
优点：不削弱构件截面，构造简单，节约钢材， 加工方便，可采用自动化操作，生产效率高。刚度 较大、密封性能好。
缺点：焊缝附近存在热影响区，由高温快速降到 常温，使钢材脆性加大；存在焊接残余应力及残余 变形；焊接结构低温冷脆问题也比较突出。
电弧焊又分为手工焊、自动焊和半自动焊。
手工电弧焊示意图
(1)手工电弧焊
设备简单，操作灵活，适于任意空间位置 的焊接，适用各种焊缝。生产效率较低，质 量变异性大，施焊时弧光外露，电弧光较强。 手工焊采用的焊条
(2)自动或半自动电弧焊
属于机械化焊接，电弧埋在焊剂层下。
采用盘状连续的光焊丝在散粒状焊剂下燃弧焊接，散 粒状焊剂的作用与手工焊焊条的药皮相同。自动焊的 引弧、焊丝送下、焊剂堆落和焊丝沿焊缝方向的移动 都是自动的。埋弧焊节省焊丝和电能，劳动条件好， 生产效率高；焊缝质量稳定可靠，塑性和韧性也较好， 但不如手工焊灵活。
另外在焊缝金属内掺入某些合金元素，可改 善焊缝的机械性能。
三、焊缝缺陷、质量检验和焊缝级别
1．焊缝缺陷 主要有外观缺陷： ①焊缝尺寸偏差；②咬边； ③弧坑，起弧或落弧处焊缝所形成的凹坑；内部 缺陷：④未熔合；⑤母材被烧穿；⑥气孔；⑦非 金属夹渣；⑧裂纹等缺陷，均会引起应力集中削 弱焊缝有效截面，降低承载能力。若发现焊缝有 裂纹，应彻底铲除后补焊。
2．焊缝质量检验和焊缝级别
焊缝质量检验分为三级。
III级：只对全部焊缝做外观检查；
Ⅱ级：除对全部焊缝做外观检查外，还要用超声 波抽查焊缝长度的50％；
I级：除全部做外观检查外，还须按要求用超声波 检查，并用X射线抽查焊缝长度的2％，且部分拍 片。
四、焊缝连接形式及焊缝类型
焊缝连接接头按被连接构件ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的相对位置分为 对接、搭接、T形连接和角接四种。