第三章连接

1、角焊缝的形式和受力情况 侧焊缝----长度方向与作用力 方向平行的角焊缝称为侧焊缝
端焊缝----长度方向与作用力 方向垂直的角焊缝称为端焊缝。
角焊缝两焊脚边的夹角α一般为90。（直角角焊缝）， 若该夹角大于或小于90。 ；则称为斜角角焊缝（图3-14）
侧焊缝主要承受剪力作用。 在弹性阶段，应力沿焊缝长 度分布不均，但由于其塑性 较好，在出现塑性变形后， 将产生应力重分布，在规范 规定的焊缝长度范围内，应 力分布可趋于均匀。
第二节 焊接方法、焊缝类型和质量级别
一、钢结构中常用的焊接方法 1．电弧焊 焊条或焊丝与焊件间产生的电弧热，使焊
条和焊件熔化，二者凝结成焊缝。 (1)手工电弧焊 设备简单，操作灵活，适用性和可达性
强，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。
手工焊采用的是焊条， 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)。E（Electrode）表示焊条。
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 用仰焊焊缝
三、焊缝缺陷、质量检验和焊缝级别
四、焊缝符号及标注方法
按《建筑结构制图标准》(GB/T50105-2001)和 《焊缝符号表示法》(GB324-88)执行。
第三节 对接焊缝连接的构造和计算
对接焊缝传力直接、平顺、没有显著的应力集 中现象，受力性能良好。但质量要求高，焊件间施 焊间隙要求严，一般多用于工厂制造的连接中。
一、对接焊缝连接的构造要求 ⑴坡口加工：应对板件边缘加工成适当型式和 尺寸的坡口(图3-7)，以便焊接时有焊条运转的必要 空间。对于手工焊，当板厚超过10mm时，就应开 坡口；而对自动焊，则当板厚超过16mm时，开V 形坡口即可。
2．对接焊缝承受剪力和弯矩
对接焊缝承受弯矩M和剪力V作用(图3-10b)时，
按下式验算其焊缝强度
M
/Ww
f
W t
VS w /(I wt) fVW
在正应力和剪应力都较大之处，还应按下
式验算该点的折算应力：
2 1
3
2 1
1.1
fቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
W t
3．工字形截面对接焊缝承受弯矩、剪力和轴心力
共同作用时（图3-10c），应按下列各式验算焊缝
2．电阻焊 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。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。
二、焊缝连接形式及焊缝类型
焊缝连接形式按被连接构件间的相对位置分为 对接、搭接、T形连接和角接四种。
（2）A、B级螺栓连接：螺杆机加工制成，尺寸准确， 孔加工精度高。制造安装费工。A级：d≤24mm，
l≤150mm 和10d，B级：d>24mm，l>150mm 和10d。
2). 高强度螺栓连接 20世纪中钢结构开始采用。 高强度螺栓则用高强度钢材制成并经热处理。拧 紧螺栓使板件接触面产生很大摩擦力，依靠摩擦 力传力。连接紧密，耐疲劳，承受动载可靠。是 现代钢结构最主要的连接方法之一。
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。
(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。
2、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，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。
缺点：工艺复杂、噪音大、劳动条件差，用钢量大，现 已很少采用。
3、螺栓连接 1）．普通螺栓连接
（1）C级螺栓连接：用圆钢制成，杆身粗糙，尺寸不很 准确。主要用于受拉连接和安装螺栓。
(2)自动或半自动埋弧焊
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。 埋弧焊所采用的焊丝和焊剂应与焊件钢材相匹配。对
强度：
M Ww
N Aw
ftw
2 N
3
2 m
ax
1.1 ftw
( 1 N ) 2
3
2 1
ftw
第四节 角焊缝连接的构造和计算
角焊缝为沿两直交或斜交焊件的交线焊接的焊 缝，可用于对接、搭接以及直角或斜角相交的T形 和角接接头中。角焊缝施焊时板边不需要加工坡口， 施焊较方便。 一、受力情况和构造要求
⑵对于不同截面尺寸构件的拼接，应采用平缓 过度的连接方式（图3-8），以减小应力集中。
二、对接焊缝的强度计算
1．对接直焊缝承受轴心力N
N lwt
f
t
w或f
w c
或
N lwt
[
w t
]
式中 l w—焊缝的计算长度，当未采用引弧板时，
每条焊缝取实际长度减去 2t，当采用引弧板时，
取焊缝实际长度，t—为焊缝的计算厚度。
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。各级焊缝的应用见规范要 求。