2-14工字梁装配焊接
装配式钢-UHPC轻型组合梁设计和整体受力分析
第４６卷，第１期２０２１年２月公路工程ＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ．４６，Ｎｏ．１Ｆｅｂ．，２０２１Ｄｏｉ：１０．１９７８２／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７４－０６１０．２０２１．０１．０１７［收稿日期］２０１９－０６－０３［基金项目］广东省交通运输厅２０１７年度重大科技专项（科技－２０１７－０１－００２）［作者简介］李志锋（１９７５—），男，广东揭西人，高级工程师，研究方向：道路与桥梁工程。
［引文格式］李志锋，何湘峰，赵旭东，等．装配式钢－ＵＨＰＣ轻型组合梁设计和整体受力分析［Ｊ］．公路工程，２０２１，４６（１）：９８－１０２．ＬＩＺＦ，ＨＥＸＦ，ＺＨＡＯＸＤ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｎｔｅｇｒａｌｆｏｒｃｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆａｓｓｅｍｂｌｅｄｓｔｅｅｌ－ＵＨＰＣｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｃｏｍｐｏｓｉｔｅｇｉｒｄｅｒ［Ｊ］．Ｈｉｇｈ ｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２１，４６（１）：９８－１０２．装配式钢－ＵＨＰＣ轻型组合梁设计和整体受力分析李志锋１，何湘峰１，赵旭东２，胡伟业２，邵旭东２（１ 广东省路桥建设发展有限公司，广东广州 ５１０６３５；２ 湖南大学土木工程学院，湖南长沙 ４１００８２）［摘 要］以首次采用钢－ＵＨＰＣ组合梁方案的惠清高速公路麻埔停车区跨线桥工程为依托工程，介绍了依托工程的设计和施工要点以及技术先进性和经济性。
同时，通过Ｍｉｄａｓ软件建立了钢－ＵＨＰＣ轻型组合梁全桥模型，计算分析了该桥的内力及应力特性，并对承载能力极限状态下的抗弯承载力、抗剪承载力及稳定性和正常使用状态下的应力、变形及裂缝宽度进行了验算。
［关键词］超高性能混凝土（ＵＨＰＣ）；轻型组合梁；经济性；承载力；有限元分析［中图分类号］Ｕ４４３ ３２ ［文献标志码］Ａ ［文章编号］１６７４—０６１０（２０２１）０１—００９８—０５ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｎｔｅｇｒａｌＦｏｒｃｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＡｓｓｅｍｂｌｅｄＳｔｅｅｌ ＵＨＰＣＬｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔＣｏｍｐｏｓｉｔｅＧｉｒｄｅｒＬＩＺｈｉｆｅｎｇ１，ＨＥＸｉａｎｇｆｅｎｇ１，ＺＨＡＯＸｕｄｏｎｇ２，ＨＵＷｅｉｙｅ２，ＳＨＡＯＸｕｄｏｎｇ２（１ ＧｕａｎｇｄｏｎｇＲｏａｄ＆ＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｏ Ｌｔｄ ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６３５，Ｃｈｉｎａ；２ ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＣｈａｎｇｓｈａＨｕｎａｎ４１００８２，Ｃｈｉｎａ） ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｉｒｓｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｔｅｅｌ ＵＨＰＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅｇｉｒｄｅｒｓｃｈｅｍｅ－ＭａｐｕＰａｒｋｉｎｇＡｒｅａｏｖｅｒｐａｓｓｂｒｉｄｇｅｉｎＨｕｉｑｉｎｇＨｉｇｈｗａｙ，ｔｈｅｋｅｙｐｏｉｎｔｓｏｆｄｅｓｉｇｎａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｒｏｕｇｈｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｓｔｅｅｌ ＵＨＰＣｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｃｏｍｐｏｓｉｔｅｇｉｒｄｅｒｂｒｉｄｇｅｉｎＭｉｄａｓｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅａｎｄｓｔｒｅｓｓｌｅｖｅｌｓｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ Ｕｎｄｅｒｔｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｌｉｍｉｔｓｔａｔｅ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｂｅｎｄｉｎｇａｎｄｓｈｅａｒｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｉｅｓ，ｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｂｒｉｄｇｅａｒｅｃｈｅｃｋｅｄ Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｌｅｖｅｌｓ，ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｃｒａｃｋｗｉｄｔｈａｒｅｅｓｔｉｍａｔｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｓｅｒｖｉｃｅａｂｉｌｉｔｙｌｉｍｉｔｓｔａｔｅ［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｕｌｔｒａ ｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｏｎｃｒｅｔｅ（ＵＨＰＣ）；ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｃｏｍｐｏｓｉｔｅｇｉｒｄｅｒ；ｅｃｏｎｏｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ０ 引言采用高性能、高强度材料和高性能复合材料，以延长寿命，提高耐久性，是世界大桥的未来趋势之一［１］。
焊接结构的装配与焊接工艺
第五章焊接结构的装配与焊接工艺装配与焊接是焊接结构生产过程中的核心，直接关系到焊接结构的质量和生产效率。
同一种焊接结构，由于其生产批量、生产条件不同，或由于结构形式不同，可有不同的装配方式、不同的焊接工艺、不同的装配—焊接顺序，也就会有不同的工艺过程。
本章重点介绍装配与焊接工艺方法。
第一节焊接结构的装配装配是将焊前加工好的零、部件，采用适当的工艺方法，按生产图样和技术要求连接成部件或整个产品的工艺过程。
装配工序的工作量大，约占整体产品制造工作量的30％~40％，且装配的质量和顺序将直接影响焊接工艺、产品质量和劳动生产率。
所以，提高装配工作的效率和质量，对缩短产品制造周期、降低生产成本、保证产品质量等方面，都具有重要的意义。
一、装配方式的分类装配方式可按结构类型及生产批量、工艺过程、工艺方法及工作地点来分类。
1．按结构类型及生产批量的大小分类（1）单件小批量生产单件小批量生产的结构经常采用划线定位的装配方法。
该方法所用的工具、设备比较简单，一般是在装配台上进行。
划线法装配工作比较繁重，要获得较高的装配精度，要求装配工人必须具有熟练的操作技术。
（2）成批生产成批生产的结构通常在专用的胎架上进行装配。
胎架是一种专用的工艺装备，上面有定位器、夹紧器等，具体结构是根据焊接结构的形状特点设计的。
2．按工艺过程分类（1）由单独的零件逐步组装成结构对结构简单的产品，可以是一次装配完毕后进行焊接；当装配复杂构件时，大多数是装配与焊接交替进行。
（2）由部件组装成结构装配工作是将零件组装成部件后，再由部件组装成整个结构并进行焊接。
3．按装配工作地点分类（1）工件固定式装配装配工作在固定的工作位置上进行，这种装配方法一般用在重型焊接结构或产量不大的情况下。
（2）工件移动式装配工件沿一定的工作地点按工序流程进行装配，在工作地点上设有装配用的胎具和相应的工人。
这种装配方式在产量较大的流水线生产中应用广泛，但有时为了使用某种固定的专用设备，也常采用这种装配方式。
焊接结构生产-装配—焊接工艺装备
(2)螺旋夹紧器螺旋夹紧器一般由螺杆、螺母和主体三部分组成，如图 5-10所示，通过螺杆与螺母的相对旋动达到夹紧工件的目的。
为避免螺杆直接压紧焊件造成表面压伤和产生位移，通常是在螺 杆的端部装有可以摆动的压块。图5-11是常用摆动压块的结构形式。 图5-11a型压块端面光滑,用来夹紧已加工表面；图5-11b型压块端面带 有齿纹，用于比较粗糙的零件表面。压块与螺杆间采用螺纹或钢丝挡 圈略微活动的联接方式。
图5-16铰链夹紧机构结构形式 1—夹紧杆2—手柄杆3—连杆4—支座(架)5—螺杆
(2)液压夹紧器液压夹紧器的传动系统由油箱、过滤网、电动机、液 压泵、压力表、单向阀、换向阀、液压缸等基本部件组成。图5-1７ 所示是液压撑圆器结构形式，适用于厚壁筒体的对接、矫形及撑圆装 配。
图5-17液压撑圆器结构形式 1—心盘2—连接板3—推撑头4—支撑杆5—缓冲弹簧 6—支撑板7—操作机伸缩臂8—液压缸9—导轨花盘
组合夹具是由一些规格化的夹具元件，按照产品装焊的要求拼装而 成的可拆式夹具。适用于品种多、变化快、批量少、生产周期短的场合， 特别是在新产品的试制中更为适用。
小知识在先进的工业国家，对广泛采用的一些夹紧机构已经标准 化、系列化。设计时进行选用即可。我国焊接工作者正进行着这方面 的研究开发工作。个别夹紧机构已有商品供应。 1)定位准确、夹紧可靠。 2)防止和减小焊接变形，减轻了焊接后的矫正工作量。
3)能够保证最佳的施焊位置，焊缝的成形性优良，工艺缺陷明显降 低，可获得满意的焊接接头。 4)利用焊接工装进行焊件的定位、夹紧以及翻转等繁重的工作，改 善了工人的劳动条件。 5)可以扩大先进工艺方法和设备的使用范围，促进焊接结构生产机 械化和自动化的综合发展。 2.焊接工装的分类 焊接工装的形式多种多样，可按其功能、适用范围或动力源等进行 分类。
焊接夹具课程设计说明书.
重庆理工大学课程设计说明书题目:工字梁组件的焊接夹具设计学院：材料科学与工程专业：焊接结构与工程姓名:学号: 11009030428指导老师：2014年1月序言 01。
对焊接工装夹具的设计要求 01.1焊接工装夹具的主要作用 (1)2。
焊接结构件的分析 (1)2。
1 焊接产品“钢梁组件”的重点技术要求分析： (1)2.2 采用合理的焊接顺序和方向 (2)3。
夹具设计方案的确定 (2)3。
1 在设计夹具体时应满足以下基本要求： (2)3.2 基准面的选择： (2)3.3 定位方式及元器件选择 (3)3.4 夹紧方式及元器件选择 (4)3。
5 装焊夹具结构 (5)3.6 装焊方案 (5)4。
主要零件设计的说明 (5)4。
1 夹具体 (5)4。
2 手动螺旋夹紧器 (5)4。
3 挡板 (6)4。
4 反变形装置 (6)4.5 垫板 (7)4。
6 销钉 (7)4.7 螺栓 (7)5. 装焊夹具使用说明 (7)5。
1 夹具的操作步骤： (7)5.2 夹具的结构特点： (7)5.3 夹具使用注意事项、保养及维护 (7)6。
本次课程设计总结、体会 (8)参考资料 (8)焊接工装夹具是将焊件准确定位并夹紧，用于装配和焊接的工艺装备.在焊接结构生产中，把用来装配进行定位焊的夹具称为装配夹具:而专门用来焊接焊件的夹具称为焊接夹具:把既用于装配又用于焊接的夹具称为装焊夹具.它们统称为焊接工装夹具。
1。
对焊接工装夹具的设计要求(1）焊接工装夹具应动作迅速，操作方便,操作位置应处在工人容易接近，最宜操的部位。
特别是手动夹具，其操作力不能过大,操作频率不能过高，操作高度应设在工人最容易用力的部位，当夹具处于夹紧装态时，应能自锁.（2）焊接工装夹具应有足够的装配焊接空间，不能影响焊接操作和焊工观察,不妨碍焊件的装卸，所有的定位原件和夹紧装置应与焊道保持适当距离或者布置在焊件的下方和侧面。
夹紧机构的执行元件应能够伸缩或转位.(3）夹紧可靠，刚性适当，夹紧时不破坏焊件的定位位置和几何形状，夹紧后不使焊件松动滑移,又不使焊件的拘束度过大，产生较大的应力。
梁及柱的焊接
3〕合理安排焊缝位置
在进展构造设计时，焊缝尽可能对称于截 面中性轴，这样，有可能使焊缝产生的焊 接变形互相抵消，对减小梁、柱的焊接变 形有利。另外焊缝尽量靠近中性轴分布， 焊缝间隔 中性轴越近，产生的焊接变形越 小。
1〕采用正确的组装和焊接顺序
采用合理的组装和焊接顺序对减小焊接变 形具有重要意义，同一个焊接构件，假如 采用不同的组装和焊接顺序，焊后产生的 焊接变形不一样。如图13-3所示的焊接梁， 是由两根槽钢、盖板和假设干隔板组成， 槽钢与盖板间焊接角焊缝1，隔板与盖板间 焊接角焊缝2，隔板与槽钢间焊接角焊缝3， 这个构件可采用三种不同的组装焊接
图13-1 箱形杆件的焊接弯曲变形
图13-2 工形杆件的焊接扭曲变形
〔二〕 梁、柱焊接变形防止措施
1〕确定合理的焊缝尺寸和坡口形式 焊缝尺寸直接关系到焊接工作量和焊接变
形量的大小，焊缝尺寸大，不但焊接量增 加，而且焊接变形也大。假如设计者对焊 缝不够理解，对焊缝信心缺乏，片面地认 为只有增大焊缝尺寸才可以保证构件平安， 不合理地增大焊缝尺寸，增大了构件的焊 接变形。因此在保证构造承载才能的条件 下，应尽可能减小焊缝尺寸。
图9-5 梁对接焊缝坡口
梁与梁对接焊缝，一般位于梁受弯矩较小 处，防止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，防止对接焊 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。
图9-6 梁对接焊缝的布置
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，防止盖板、腹板对 接焊缝一一单独施焊，否那么会产生很大 的应力集中和焊接变形。在焊接盖板与腹 板较近处焊缝时，由于焊接操作和焊缝清
工字梁焊接结构的焊接工艺设计与制造
学生学号实验课成绩学生实验报告书实验课程名称综合实验（二）典型焊接结构的焊接工艺设计与制造开课学院材料科学与工程指导教师姓名学生姓名学生专业班级2011-- 2012学年第 1 学期实验教学管理基本规范实验是培养学生动手能力、分析解决问题能力的重要环节；实验报告是反映实验教学水平与质量的重要依据。
为加强实验过程管理，改革实验成绩考核方法，改善实验教学效果，提高学生质量，特制定实验教学管理基本规范。
1、本规范适用于理工科类专业实验课程，文、经、管、计算机类实验课程可根据具体情况参照执行或暂不执行。
2、每门实验课程一般会包括许多实验项目，除非常简单的验证演示性实验项目可以不写实验报告外，其他实验项目均应按本格式完成实验报告。
3、实验报告应由实验预习、实验过程、结果分析三大部分组成。
每部分均在实验成绩中占一定比例。
各部分成绩的观测点、考核目标、所占比例可参考附表执行。
各专业也可以根据具体情况，调整考核内容和评分标准。
4、学生必须在完成实验预习内容的前提下进行实验。
教师要在实验过程中抽查学生预习情况，在学生离开实验室前，检查学生实验操作和记录情况，并在实验报告第二部分教师签字栏签名，以确保实验记录的真实性。
5、教师应及时评阅学生的实验报告并给出各实验项目成绩，完整保存实验报告。
在完成所有实验项目后，教师应按学生姓名将批改好的各实验项目实验报告装订成册，构成该实验课程总报告，按班级交课程承担单位（实验中心或实验室）保管存档。
6、实验课程成绩按其类型采取百分制或优、良、中、及格和不及格五级评定。
附表：实验考核参考内容及标准观测点考核目标成绩组成实验预习1．预习报告2．提问3．对于设计型实验，着重考查设计方案的科学性、可行性和创新性对实验目的和基本原理的认识程度，对实验方案的设计能力20%实验过程1．是否按时参加实验2．对实验过程的熟悉程度3．对基本操作的规范程度4．对突发事件的应急处理能力5．实验原始记录的完整程度6．同学之间的团结协作精神着重考查学生的实验态度、基本操作技能；严谨的治学态度、团结协作精神30%结果分析1．所分析结果是否用原始记录数据2．计算结果是否正确3．实验结果分析是否合理4．对于综合实验，各项内容之间是否有分析、比较与判断等考查学生对实验数据处理和现象分析的能力；对专业知识的综合应用能力；事实求实的精神50%实验课程名称：综合实验（二）实验项目名称典型焊接结构的焊接工艺设计与制造实验成绩实验者专业班级组别第三组同组者实验日期2011年12月22日一、实验目的熟悉低碳钢焊接工艺文件内容，学习和掌握焊接工艺文件的制定；熟悉低碳钢焊接焊前准备和工艺过程，加深理解电弧焊方法的特点、焊接工艺参数对焊缝成形及焊接质量的影响，了解焊接质量的评定方法和过程。
fd焊接结构的装配与焊接工艺
第五章焊接结构的装配与焊接工艺装配与焊接是焊接结构生产过程中的核心，直接关系到焊接结构的质量和生产效率。
同一种焊接结构，由于其生产批量、生产条件不同，或由于结构形式不同，可有不同的装配方式、不同的焊接工艺、不同的装配—焊接顺序，也就会有不同的工艺过程。
本章重点介绍装配与焊接工艺方法。
第一节焊接结构的装配装配是将焊前加工好的零、部件，采用适当的工艺方法，按生产图样和技术要求连接成部件或整个产品的工艺过程。
装配工序的工作量大，约占整体产品制造工作量的30％~40％，且装配的质量和顺序将直接影响焊接工艺、产品质量和劳动生产率。
所以，提高装配工作的效率和质量，对缩短产品制造周期、降低生产成本、保证产品质量等方面，都具有重要的意义。
一、装配方式的分类装配方式可按结构类型及生产批量、工艺过程、工艺方法及工作地点来分类。
1．按结构类型及生产批量的大小分类（1）单件小批量生产单件小批量生产的结构经常采用划线定位的装配方法。
该方法所用的工具、设备比较简单，一般是在装配台上进行。
划线法装配工作比较繁重，要获得较高的装配精度，要求装配工人必须具有熟练的操作技术。
（2）成批生产成批生产的结构通常在专用的胎架上进行装配。
胎架是一种专用的工艺装备，上面有定位器、夹紧器等，具体结构是根据焊接结构的形状特点设计的。
2．按工艺过程分类（1）由单独的零件逐步组装成结构对结构简单的产品，可以是一次装配完毕后进行焊接；当装配复杂构件时，大多数是装配与焊接交替进行。
（2）由部件组装成结构装配工作是将零件组装成部件后，再由部件组装成整个结构并进行焊接。
3．按装配工作地点分类（1）工件固定式装配装配工作在固定的工作位置上进行，这种装配方法一般用在重2）同一构件上与其它构件有连接或配合关系的各个零件，应尽量采用同一定位基准，这样能保证构件安装时与其它构件的正确连接和配合。
3）应选择精度较高，又不易变形的零件表面或边棱作定位基准，这样能够避免由于基准面、线的变形造成的定位误差。
焊接通用技术条件.doc
焊接通用技术条件SDZ018-85本标准适用于水利电力系统一般机械及钢结构产品的手工电弧焊和埋弧自动焊。
凡产品图样或技术文件中无特殊要求时，均应符合本标准的规定。
1 一般技术要求1.1 焊接工作应配备专职的焊接技术人员、焊接检查和检验人员。
1.2 焊工应经专门的技术训练，从事Ⅰ、Ⅱ类焊缝焊接的工人，需按SDZ009-84《手工电弧焊及埋弧自动焊焊工考试规则》或其他有关焊工考试规则进行考试，并取得第三方公证单位认可的焊工合格证。
1.3 焊接原材料和焊接材料的型号、规格和订货要求应符合图样和技术文件规定，材料的代用应执行代用制度。
材料进厂时，应按材料标准的规定检查验收，必要时可进行抽检复验。
对无牌号、规格、无质量保证书的原材料和焊接材料，只有经过检验和鉴定，确定其规格、型号、质量状态后，方可使用。
1.3.1 焊接材料的选用，应根据母材的化学成份、机械性能、焊接接头的抗裂性、焊前预热、焊后热处理及使用条件等因素综合考虑。
参照表1选用。
表1 焊接材料的选用及预热、焊后热处理规范注：回火加热速度不大于200℃/小时，保温时间一般为0.04时/毫米，最低不少于两小时，以2.5～3℃/分钟的速度缓冷至300℃后空冷。
1.3.1.1 同种钢材之间的焊接，焊接材料的选用，一般应符合下列要求：a.焊接接头的机械性能应与母材相当；b.工艺性能良好；c.低碳钢及低合金钢焊接的焊条应符合GB981-76《低碳钢及低合金高强度钢焊条》的要求。
1.3.1.2 异种钢之间的焊接，焊接材料的选用应符合下列要求：a.两侧均非奥氏体不锈钢时，可根据合金元素含量较低(或强度等级较低)的一侧钢材选用。
b.其中一侧是奥氏体不锈钢时，可选用含镍、铬量比不锈钢更高的焊条(焊丝)。
1.4 焊前准备。
1.4.1 焊接前必须根据材料的可焊性、结构特点、设计要求、设备能力、使用条件及施工环境等因素编制合理的焊接工艺。
1.4.2 首次使用的钢种以及改变焊接材料类型、焊接方法和焊接工艺，必须在施工前进行焊接工艺试验。
焊接变形和焊接应力
焊接变形和焊接应力焊接变形和焊接应力焊接是一种局部加热的加工方法，热源集中在焊缝处加热，因而造成焊件上温分布不均匀，最终导致在焊接结构内部产生了焊接变形与焊接应力。
一、焊接变形1. 焊接变形的概念由焊接而引起的焊件尺寸和形状的改变称为焊接变形。
焊接过程结束后，残国在焊接结构中的变形，称为焊接残余变形。
本书中提到的焊接变形指的是焊接残余变形。
2. 焊接变形的类型及产生原因焊接变形可分为收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形、扭曲变形等几种形式焊件局部（焊缝和焊缝附近的金属）不均匀加热和冷却是产生焊接变形的根本用因。
焊接时，加热是通过移动的高温电弧热源进行的，焊缝和焊缝附近的金属温度很高，受热金属要膨胀，其余大部分金属不受热，受热金属的膨胀受到阻碍和抑制，生了压缩塑性变形。
焊完冷却后，焊缝和附近的金属因收缩而变短，却又受到周围受热金属的限制，就使焊件产生了内应力，以致产生变形。
各类焊接变形的具体原因各不相同，与焊缝在焊件中的位置、加热方法、焊接序等因素密切相关。
焊接变形的类型及产生原因见表2-3-7。
3. 预防和矫正焊接变形的方法及措施（1）预防焊接变形的方法及措施预防焊接变形可以从焊接结构设计和焊接工艺两方面进行。
在焊接结构设计时要在保证结构有足够强度的前提下，尽量减小焊缝的数量和尺寸;对称布置焊缝;必要时预先留出收缩余量;采用冲压结构代替焊接结构;将焊缝布置在最大工作应力之外等。
预防焊接残余变形的工艺措施主要有∶1）选择合理的装配焊接顺序。
装配焊接顺序对焊接结构变形的影响很大。
对称焊接、不对称焊缝先焊焊缝少的一侧和减少长道直焊缝等都可以很大程度上减少焊接变形量。
如图2-3-13所示的工字梁，当采用1、2、3、4的焊接顺序时，虽然结构的焊缝对称，焊后仍将产生较大的上拱弯曲变形，但如果改为将工字梁1、2焊缝的长度分成若干段，采取分段、跳焊的对称焊接，先焊完总长度的60%～70%，然后将工字果翻转180°焊接3、4焊缝，也采取分段、跳焊的对称焊将3、4焊缝全部焊完。
工字梁装配焊接
2-2、弯曲变形
工字钢焊后的弯曲变形表现在构件实际中心线偏离设计中心 线;产生一定的挠度;弯曲变形分为两种：焊缝横向收缩引起的 弯曲变形和焊缝纵向收缩引起的弯曲变形&如图4所示&腹板在 焊接时;高温部分焊缝受热膨胀受阻;产生压缩塑性变形;腹板 在膨胀力的作用下发生图4中b的变形：冷却时由于压缩塑性变 形的存在;高温部分在冷却后受拉力作用;其反作用力使腹扳发 生图4中c的变形&在焊接图1中3;4角焊缝时;由于先焊的1;2 角焊缝使腹板与翼扳已构成一个T形梁;构件的刚性有所增大; 焊后产生较小的弯曲变形;和前面产生的弯曲变形只能部分抵 消&
2-3、扭曲变形
扭曲变形产生的根本原因主要是焊缝的角变形沿焊缝长度 分布不均匀;在焊接工字梁的时候如图6所示的焊接顺序和焊 接方向;则会产生如图所示的扭曲变形;这主要是角变形沿焊缝 长度逐渐增大的结果&如果改变焊接顺序
如图5-d所示就会克服这种扭曲变形;这是因为两条相邻的焊缝同 时同向同一个方向焊接;这样就会相互抵消各自的焊接变形； 扭曲变形还由于构件本身的形状不规则、装配不当、搁置位置 不正确等&
二、焊接操作
1-2、制作意义 焊接工字梁是3块一定规格尺寸的钢板组焊而成;如图1．两
块翼板与腹板通过两个T型接头结合成一整体&T型接头施焊过 程中;随着焊接温度的变化;体积也发生变化;即局部的膨胀和 收缩;焊件的局部膨胀收缩引起工件的变形&在焊接过程中;由 于焊接热循环的特点;使焊件受到的是不均匀的加热;因此;焊 接金属受热膨胀及冷却收缩的程度也不同;这样;在焊件内部就 产生了应力;引起焊件变形&型钢在制造过程中;工件的变形量 是最重要的质量控制点之一&
2、工字梁的焊接变形及原因分析 在制作工字梁的时候;会出现局部的变形图1一、角变形；二、
盖梁(抱箍法)施工工艺技术方案精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版盖梁(抱箍法)施工工艺技术方案工艺流程盖梁施工采用双抱箍法进行施工，抱箍上横桥向布设单层贝雷片为主横梁，贝雷片上纵桥向布置I14工字钢为分配梁，支架平台上设置防护网。
图 0-1 盖梁施工工艺流程图施工方法测量放样在盖梁施工前，对墩顶标高及墩柱中心进行复测，确认无误后放出盖梁轴线，作为安装盖梁底模的依据。
墩柱施工测量与控制的内容包括：墩柱中心位置测量，立柱顶高程测量；墩柱中心测量采用全站仪进行测量；高程根据施工中设立的临时水准点进行控制。
抱箍安装(1)抱箍采用两块半圆弧型钢板制成，面板厚12mm钢板，连接边厚20mm钢板，高0.50m，加强板厚20mm钢板，为保证支撑体系满足受力要求，浇筑砼过程中不移位，50cm抱箍一侧用13个M24（7.8级）高强螺栓连接、25cm抱箍一侧用8个M24（7.8级）高强螺栓连接，采用电动扭矩扳手将螺栓逐个对称拧紧。
图 0-1 抱箍示意图(2)安装之前要准确测设抱箍安装位置，并做好标记。
抱箍顶距盖梁梁底为215cm，其中模板11cm（包含板厚及板肋），I14工字钢14cm，贝雷片150cm，砂箱40cm 。
抱箍安装必须在墩柱砼强度达到设计强度的100%以上才能进行，为增加抱箍钢带与墩柱之间的摩擦力及保护墩柱砼外观，在抱箍与墩柱间加垫3mm 厚橡胶皮。
(3)抱箍安装时，两个抱箍支撑点应对齐，且高强螺栓交错满上，禁止全部指向同一方向。
抱箍螺栓拧紧时，应全部上完后对称拧紧，避免螺栓卡位等。
支架搭设(1)抱箍就位并对高强螺栓安装检查合格后，在每组抱箍上安放两个砂箱，砂桶安装时，应对抱箍顶面进行调平处理，调平时，再抱箍顶上放一块小钢板找平，钢板与抱箍间间隙用砂子填塞密实；再在砂箱上放置放两片贝雷片作为承重梁（下图所示），两片贝雷片之间用20mm 的拉杆连接(每根柱两侧均至少布设一根，并且呈对角布设)，墩柱中间贝雷采用手对拉杆对拉，以增强整体稳定性。
纵梁上铺设I14工字钢作分配梁，间距0.6m 。
工字梁结构焊接过程中焊接变形的防止
的焊接规范进行焊接。但是合理的装配顺序也是 ｌ 、 ＼
扭曲
角
１ ． ２ 在焊接上下盖板 的时候 一面温度较高 ，另
一
面较低 ，在焊接的那面受热膨胀较大 ，另一面
附图
工字梁局 部变形
作者简 介：杨元峰（ １ ９ ８ ４ － ） ，男，西南交通大学材料成型及控制工程专业毕业，目前主要从 事焊接技术 管理工作 。
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工字梁 结构 焊 接 过程 中焊接 变形 的 防止
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文／ 大连机车车辆有限公司钢结构分公司 杨元峰
摘 要 ：车体钢结构底架组焊 过程 中 ，经常 出现工字梁结构 ，包括 中梁 、横梁等装配 ，如果控制 不好 ，会 出现严重的变形 ，且不容 易修复 。本文通过合理 的分析 ，工字梁焊接过程 中应采取预 留 收缩量 、反 变形施焊、制定 合理 的焊接工艺 ，同时对扭 曲变形 、角变形、弯曲变形及其控制作 出
１ ． ４ 扭曲变形产生的根本原 因主要是焊缝的角
变形沿焊缝长度分布不 均匀 ，在这主要是角变
形沿焊缝长度逐渐增大的结果 。如果 改变焊接 顺序 ，两条相邻的焊缝 同时同向同一个方 向焊
接 ，这样就会相互抵消各 自的焊接变形 ；扭 曲 变形还由于构件本身的形状不规则、装配不当、 搁置位置不正确等造成。
好且水平相近的２ 名焊工同时施焊 ，这样可将变 形减小到最低 限度。一般情况下应先焊下盖板 的二条角焊缝 ，再焊上盖板角焊缝 ，焊接方 向
很重要的 ，能增加焊接时的刚性 ，同时能减少弯
曲变形。采用先焊接下盖板与腹板的焊缝， 再焊
装配式盖梁湿接缝吊模浇筑施工工法
装配式盖梁湿接缝吊模浇筑施工工法1.前言目前而言,装配式盖梁湿接缝施工往往采用下部立柱支撑+上部贝雷架结构或满堂支架的传统体系(以下简称传统体系)。
传统体系不仅搭设需要花费大量的人力、物力,由于盖梁安装高程以及原地面高程不一,每一跨盖梁所需钢管立柱长度不一,不可周转使用,或需采取其它垫高措施。
势必会增加垫高连接处的不稳定因素和造成大量材料浪费。
因此,为优化城市高架桥装配式盖梁湿接缝连接做法,标准化可循环吊架和定型钢模板组合而成的吊模体系的施工方法应运而生。
2.工法特点本工法主要是适用于大体积预制盖梁分节预制安装技术,面临严寒地区、高震区、地势不平坦等恶劣环境下如何解决和保证大构件、大跨径及带有预应力的预制构件湿接缝连接处质量问题。
该工法特点主要有以下几点：2.0.1采用标准化可循环吊架和定型钢模板组合而成的吊模体系，节约了施工周期，提高了模板周转率。
2.0.2采用吊模体系浇筑工艺，节约了传统体系所需的钢管支架，节约了成本。
2.0.3采用吊模体系浇筑工艺，盖梁湿接缝拆模后混凝土达到了清水混凝土的效果，造型美观，提升了预制构件连接质量品质，满足功能需要，为大力推进装配式施工技术提供了技术支撑方式。
2.0.4该施工工艺构件采用工厂集中制作,减少了现场加工所需作业面,减少建筑垃圾,节约施工用电,降低了噪音和光污染。
3．适用范围本工法主要是适用于在面临严寒地区、高震区、地势不平坦等恶劣环境下如何保证大构件、大跨径及带有预应力的预制构件湿接缝连接处质量问题的大体积预制盖梁分节预制安装技术。
4．工艺原理在湿接缝处利用4根分段的16号工字钢搭设在盖梁顶部,作为横向主梁，主梁上面搭设上面搭设2根14a号双槽钢作为纵向主梁,纵向主梁两端应伸出盖梁截面最宽处100mm。
横向主与纵向主梁交接处利用预先焊接的限位板。
盖梁底部同样设置2根14a号双槽钢作为横向主梁,上下双槽钢主梁通过4根精轧螺纹钢吊杆以及配套垫块和高强度螺栓进行连接,形成一个吊架平台。
船体装配工高级技师题库及答案(易)
船体装配工高级技师题库——较易部分一、单项选择题1.钢板在弯曲时, 当R/δ=4时, 其中性层位置在板厚的中间。
2.船体结构图上可见的水密外板轮廓线用双细实线表示。
3.一块宽628毫米, 厚10毫米的钢板, 卷成圆管的内、外径为190、210毫米。
4.采用反造法, 双层底分段由肋板与纵桁等构件控制外板线型。
5.主船体船底基线产生中拱现象不是船体在船台装配施工阶段中常见的变形状态。
6.船体结构图样是根据正投影的基本原则验制的。
7.对于艏、艉段中合拢装配一般都采用反造法。
8.船壳板在肋骨线型图上的投影呈彼此不平行的曲线, 这类壳板具有横向曲度和纵向曲度。
9.焊接接头的承受冲击载荷或低温下使用时, 要考虑疲劳断裂的可能性。
10.船体建造中, 将各个零、部件组装成平面分段、立体分段或总段, 俗称中合拢。
11.下列理论线规定哪一条是正确的上下构件靠船基线。
12.小直径焊条、偏低的电流或较快的焊接速度进行焊接时都能减小焊接变化。
13.设计水线长的符号LWLD.Lo。
14.船体外壳表面呈双曲度空间曲面。
15.肋距的符号F、S。
16.当工件厚度≥30毫米时, 开始切割时割嘴应向前倾斜10°—20°。
17.将一块板厚50毫米的钢板弯曲为直径600毫米的圆管, 其中性位置系数Xo=0.50。
18.在耐压体焊接过程中, 要做到焊前预热和焊后加热, 预热的作用是：减低焊道的冷却速度, 防止冷裂纹的产生。
19.如图视工字梁, 合理的焊接顺序是：1→4→2→3 。
20.钢材的热处理过程中, 正火的目的: 得到细密的结构组织；改善加工性能；提高硬度、强度等性能。
21.钢材的表面化学热处理种类中, 氮化的作用是：增加表面硬度、耐磨性、疲劳强度和耐蚀性。
22.对变形量较大或刚性较大的结构的波浪变形, 一般采用线状加热方法, 加热线的宽度一般为钢板厚度的0.5~2倍倍。
23.不同厚度船体板的对接接头, 若厚度差大于或等于4mm时, 应将厚板的边缘削斜, 削斜的宽度应不小于厚度差的4倍。
工字梁
目录前言............................................ 错误!未定义书签。
第一章：箱型梁焊接结构设计概述.................. 错误!未定义书签。
概述......................................... 错误!未定义书签。
箱形梁结构的组成及制造关键点............. 错误!未定义书签。
箱型梁焊接结构设计要求................... 错误!未定义书签。
箱型梁焊接结构材料的选择..................... 错误!未定义书签。
箱型梁焊接结构的性能要求................. 错误!未定义书签。
确定材料................................. 错误!未定义书签。
分析正火钢WH530(15MnNbR)焊接性分析....... 错误!未定义书签。
第二章箱型梁结构焊接工艺设计.................... 错误!未定义书签。
箱型梁焊缝位置............................... 错误!未定义书签。
焊缝接头形式（坡口、坡口角度、钝边、间隙）... 错误!未定义书签。
焊接方法的选择............................... 错误!未定义书签。
焊接材料..................................... 错误!未定义书签。
焊接工艺参数的选择........................... 错误!未定义书签。
焊接顺序..................................... 错误!未定义书签。
焊接工艺卡................................... 错误!未定义书签。
第三章焊接工艺规程.............................. 错误!未定义书签。
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2-2、弯曲变形 工字钢焊后的弯曲变形表现在构件实际中心线偏离设计中心 线，产生一定的挠度，弯曲变形分为两种：焊缝横向收缩引起 的弯曲变形和焊缝纵向收缩引起的弯曲变形。如图4所示。腹 板在焊接时，高温部分(焊缝)受热膨胀受阻，产生压缩塑性变 形，腹板在膨胀力的作用下发生图4中b)的变形：冷却时由于 压缩塑性变形的存在，高温部分在冷却后受拉力作用，其反作 用力使腹扳发生图4中c)的变形。在焊接图1中3，4角焊缝时， 由于先焊的1，2角焊缝使腹板与翼扳已构成一个T形梁，构件 的刚性有所增大，焊后产生较小的弯曲变形，和前面产生的弯 曲变形只能部分抵消。
2-14工字梁装配焊接
讲师：邹玉林 2012年
课程大纲
一
相关关知识
二 三
焊接操作 技术指导
一、相关知识
金属结构在焊接过程中，会产生不同的焊接应力和焊接变 形，如果不合理的控制，会使焊件尺寸和形状发生变化，使焊 接结构质量下降，严重使产品报废。 焊接应力或焊接残余应力往往是造成裂纹的直接原因，及 时不造成裂纹，也会降低焊接结构的承载能力和使用寿命。
2-3、扭曲变形 扭曲变形产生的根本原因主要是焊缝的角变形沿焊缝长度 分布不均匀,在焊接工字梁的时候如图6所示的焊接顺序和焊接 方向，则会产生如图所示的扭曲变形，这主要是角变形沿焊缝 长度逐渐增大的结果。如果改变焊接顺序 （如图5-d所示）就会克服这种扭曲变形，这是因为两条相邻的 焊缝同时同向同一个方向焊接，这样就会相互抵消各自的焊接 变形；扭曲变形还由于构件本身的形状不规则、装配不当、搁 置位置不正确等。
作业
1、把今天所讲的内容复习一遍。 2、作习题册本节内容
谢 谢！
3、工字梁焊接时变形的防止 我在红旗机械厂实习的时候，通过和工厂老师傅交流工字梁 制作出现的问题，同时对多个焊接钢梁进行反复测量和分析， 发现焊接工资梁的变形形式主要包括：挠曲变形、拱变形、角 变彤出现频率较高，为主要变形；纵向收缩、横收缩次之，为 次要变形；扭曲变形最少，为微小变形。所以焊接时候要进行 如下措施。 3-1、预留收缩量 选择材质合格、表面平直的钢板下料 ，下料时应考虑焊接收 缩余量。例如，我们曾做过150MW锅炉的大板梁梁长10m， 根据经验．收缩量为0．1％ 左右，即收缩量为10mm，故下 料长度应为10m+10mm 实际工作时考虑到端铣和加工误差， 余量一般放：柱为20mm左右，梁为10mm左右。
二、焊接操作
1-2、制作意义 焊接工字梁是3块一定规格尺寸的钢板组焊而成，如图1．两 块翼板与腹板通过两个T型接头结合成一整体。T型接头施焊过 程中，随着焊接温度的变化，体积也发生变化，即局部的膨胀 和收缩，焊件的局部膨胀收缩引起工件的变形。在焊接过程中， 由于焊接热循环的特点，使焊件受到的是不均匀的加热，因此， 焊接金属受热膨胀及冷却收缩的程度也不同，这样，在焊件内 部就产生了应力，引起焊件变形。型钢在制造过程中，工件的 变形量是最重要的质量控制点之一。
焊件在焊接过程中，热应力、相变应力、加工应力等超过屈服极 限（Yield strength），以致冷却后焊件中留有未能消除的应 力。 这样，焊接冷却后的残余在焊件中的宏观应力称为残余焊 接应力。焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变 形和比容不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因。 焊接残余应力，是焊接工程研究领域的重点问题。涉及焊接 的各种工程应用中，都十分关注残余应力的影响。例如，在土 木工程领域，对于钢结构焊接连接，残余应力对结构的疲劳性 能，稳定承载力等均有影响。
2、工字梁的焊接变形及原因分析 在制作工字梁的时候，会出现局部的变形（图1）一、角变 形；二、扭曲变形；三、弯曲变形。
2-1、局部变形 局部变形主要表现在翼板上的角变形（根本原因是由于焊缝的横向收缩沿 板厚分布不均匀所致的），焊缝接头形式不同，其角变形的特点也是不同。 但是焊接工字梁的时候常是以Ｔ形接头的形式出现，Ｔ形接头角变形(见图 1)可以看成是由立板相对于水平板的回转与水平板本身的角变形两部分组 成。在焊接翼板的时候一面温度较高，另一面较低，在焊接的那面受热膨胀 较大，另一面较小，这样翼板冷却的时候子厚度方向上的收缩不均匀，焊接 收缩面较大，另一面较小，产生了如图1所示的角变形。 角变形的大小与焊接规范以及焊件的刚性有关，焊接规范中数值越大，它的输 出能量就越大，造成厚度方面的收缩就不均匀，角变形也就会很大，焊件的 刚性越小，焊后引起的变形就越大，所以在焊接工字梁的时候就要合理加强 板的刚性,但是在批量生产的时候，基本采用刚性固定的方法（如图2）,以 加强焊接板的刚度。但是对于一些特殊要求的工字梁焊接时，也采用反变形 的方法（如图3），
三、技术指导
问：怎样消除焊接残余应力？
答：1、利用锤击焊缝区来控制焊接残余应力焊后用小锤轻敲焊 缝及其邻近区域，使金属展开，能有效地减少焊接残余应力。 2、利用预热法来控制焊接残余应力构件本体上温差越大，焊接 残余应力也越大。焊前对构件进行预热，能减小温差和减慢冷 却速度，两者均能减小焊接残余应力。 3、利用“加热减应区法”来控制焊接残余应力。焊接时，加热 那些阻碍焊接区自由伸缩的部位，使之与焊接区同时膨胀和同 时收缩，就能减小焊接应力，这种方法称为“加热减应区法”， 加热的部位就称之为“减应区”。 4、利用高温回火来消除焊接残余应力
4、焊接后的检验 检验项目 标准 焊缝外观检查 焊缝余高(mm) 0~2 焊缝每侧增宽(mm) 0.5~2.5 焊缝宽度差(mm) 0~2 焊接接头脱节(mm) ＜2 弧坑 填满 咬边 深度/mm ≤0.5（平焊）≤0.5（立焊）≤0.5（横焊） 长度/mm（累计计算） ≤10（平焊）≤12（立焊）≤10（横焊） 未焊透，气孔，裂纹，夹渣，焊瘤 无 焊后角变形/（ °） 0~3 焊缝内部质量检查 按GB/T3323―1987《钢熔化焊对梁的时候，在进行批量 生产的时候反变形基本不会采用，但是对 于一些小批量的生产，采用合理的反变形 会减少变形，实践证明，适当的反变形可 有效防止角变形的发生。 3-3、制定合理的焊接工艺 由于在焊接工字梁的时候，焊缝的长度 很长，所以工艺的好坏直接影响工字梁焊 缝和变形产生是否。因此，对于手工电弧 焊焊接的时候，宜采用对称逆向分段的焊 接方法。