钢结构的连接焊缝讲稿.ppt

关于钢结构的连接焊缝第一页，讲稿共一百零二页哦31钢结构的连接方法钢结构的连接方法oo连连连连接接接接的的的的作作作作用用用用：钢结构是由若干构件组合而成的。连连接接的的作作用用就就是是通通过过一一定定的的手手段段将将板板材材或或型型钢钢组组合合成成构构件件，或或将将若若干干构构件件组组合合成成整整体体结结构构，以以保保证证其其共共同同工工作作。因此，连接方式及其质量优劣直接影响钢结构的工作性能。oo要要要要求求求求：钢结构的连接必须符合安安安安全全全全可可可可靠靠靠靠、传传传传力力力力明明明明确确确确、构构构构造造造造简简简简单单单单、制制制制造造造造方方方方便便便便和和和和节节节节约约约约钢材钢材钢材钢材的原则。连接接头应有足够的强度，更有适宜于施行连接手段的足够空间足够的强度，更有适宜于施行连接手段的足够空间足够的强度，更有适宜于施行连接手段的足够空间足够的强度，更有适宜于施行连接手段的足够空间。oo方法方法方法方法：钢结构的连接方法可分为焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种(图图图图3.1)3.1)。第二页，讲稿共一百零二页哦3.2 焊接方法和焊缝连接形式焊接方法和焊缝连接形式321 钢结构常用焊接方法钢结构常用焊接方法钢结构中通常采用钢结构中通常采用：电弧焊：电弧焊有手工电弧焊、埋弧焊电弧焊：电弧焊有手工电弧焊、埋弧焊(埋弧埋弧自动或半自动焊自动或半自动焊)以及气体保护焊等以及气体保护焊等。电渣焊：熔嘴电渣焊电渣焊：熔嘴电渣焊电阻焊电阻焊第三页，讲稿共一百零二页哦3.2 焊接方法和焊缝连接形式焊接方法和焊缝连接形式321 钢结构常用焊接方法钢结构常用焊接方法 3211 手工电弧焊手工电弧焊 工工艺艺流流程程：(图图3.2)，通通电电后后，在在涂涂有有药药皮皮的的焊焊条条与与焊焊件件之之间间产产生生电电弧弧。电电弧弧的的温温度度或或高高达达30003000。在在高高温温作作用用下下，电电弧弧周周围围的的金金属属变变成成液液态态，形形成成熔熔池池。同同时时，焊焊条条中中的的焊焊丝丝很很快快熔熔化化，滴滴落落入入熔熔池池中中，与与焊焊件件的的熔熔融融金金属属相相互互结结合合，冷冷却却后后即即形形成成焊焊缝缝。焊焊条条药药皮皮则则在在焊焊接接过过程程中中产产生生气气体体，保保护护电电弧弧熔熔化化金金属属，并并形形成成熔熔渣渣覆覆盖盖着着焊焊缝缝，防防止止空空气气中中的的氧氧、氮氮等等有有害害气气体体与与熔熔化化金金属属接接触触而形成易脆的化合物。而形成易脆的化合物。o第四页，讲稿共一百零二页哦3.2 焊接方法和焊缝连接形式焊接方法和焊缝连接形式321 钢结构常用焊接方法钢结构常用焊接方法3211 手工电弧焊手工电弧焊oo特特特特点点点点：手手工工电电弧弧焊焊的的设设备备简简单单，操操作作灵灵活活方方便便，适适于于任任意意空空间间位位置置的的焊焊接接，特特别别适适于于焊焊接接短短焊焊缝缝。但但生生产产效效率率低低，劳劳动动强强度度大大，焊接质量取决于焊工的精神状态与技术水平。焊接质量取决于焊工的精神状态与技术水平。oo焊焊条条：手手工工电电弧弧焊焊所所用用焊焊条条应应与与焊焊件件钢钢材材（或或称称主主体体金金属属）相相 适适 应应，一一 般般 为为：对对Q235钢钢 采采 用用 E43型型 焊焊 条条(E4300E4328)；对对Q345钢钢 采采 用用E50型型 焊焊 条条(E5000E5048)；对对Q390钢钢和和Q420钢钢采采用用E55型型焊焊条条(E5500E5518)。不不同同钢钢种种的的钢钢材材相相焊焊接接时时，例例如如Q235钢钢与与Q345钢钢相相焊焊接接，宜宜采采用用低低组组配配方方案案，即即宜宜采采用与用与低强度低强度钢材相适应的焊条。钢材相适应的焊条。第五页，讲稿共一百零二页哦3.2焊接方法和焊缝连接形式321 钢结构常用焊接方法钢结构常用焊接方法3212埋弧焊(自动或半自动)oo埋埋埋埋弧弧弧弧焊焊焊焊：电电弧弧在在焊焊剂剂层层下下燃燃烧的一种电弧焊方法。烧的一种电弧焊方法。oo埋埋埋埋弧弧弧弧自自自自动动动动电电电电弧弧弧弧焊焊焊焊：焊焊丝丝送送进进和和电电弧弧按按焊焊接接方方向向的的移移动动有有专门机构控制完成专门机构控制完成(图图3.3)；oo半半半半埋埋埋埋弧弧弧弧自自自自动动动动电电电电弧弧弧弧焊焊焊焊：焊焊丝丝送送进进有有专专门门机机构构，而而电电弧弧按按焊焊接接方方向的移动靠人手工操作完成。向的移动靠人手工操作完成。第六页，讲稿共一百零二页哦3.2焊接方法和焊缝连接形式321 钢结构常用焊接方法钢结构常用焊接方法3212埋弧焊(自动或半自动)oo特特特特点点点点：1）焊焊缝缝金金属属为为焊焊剂剂所所覆覆盖盖，能能对对较较细细的的焊焊丝丝采采用用大大电电流流。电电弧弧热热量量集集中中，熔熔深深大大，适适于于厚厚板板的的焊焊接接，具具有有高高的的生生产产率率。2）由由于于采采用用了了自自动动控控或或半半自自动动控控制制化化操操作作，焊焊接接时时的的工工艺艺条条件件稳稳定定，焊焊缝缝的的化化学学成成分分均均匀匀，故故形形成成的的焊焊缝缝质质量量好好，焊焊件件变变形形小小。3）高高焊焊速速也也减减小小了了热热影影响响区区的的范范围围。4）但但埋埋弧弧焊焊对对焊焊件件边边缘缘的的装装配配精精度度(如如间间隙隙)要求比手工焊高要求比手工焊高。oo焊焊焊焊丝丝丝丝焊焊焊焊剂剂剂剂：埋埋弧弧焊焊所所用用焊焊丝丝和和焊焊剂剂应应与与主主体体金金属属强强度度相相适适应应，即即要要求求焊焊缝缝与与主体金属等强度主体金属等强度。第七页，讲稿共一百零二页哦3.2焊接方法和焊缝连接形式321 钢结构常用焊接方法钢结构常用焊接方法3213气体保护焊oo气气体体保保护护焊焊：利利用用二二氧氧化化碳碳气气体体或或其其他他惰惰性性气气体体作作为为保保护护介介质质的的一一种种电电弧弧熔熔焊焊方方法法。它它直直接接依依靠靠保保护护气气体体在在电电弧弧周周围围造造成成局局部部的的保保护护区区，以以防防止止有有害害气气体体的的侵侵入入并并保保证证了了焊焊接接过程中的稳定性。过程中的稳定性。oo特点：特点：特点：特点：气体保护焊的焊缝熔化区没有熔渣，焊工能够清楚地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，适用于全位置的焊缝强度比手工电弧焊高塑性和抗腐蚀性好，适用于全位置的焊接的焊接。但不适用于野外或有风的地方施焊。但不适用于野外或有风的地方施焊。第八页，讲稿共一百零二页哦3.2 焊接方法和焊缝连接形式焊接方法和焊缝连接形式321 钢结构常用焊接方法钢结构常用焊接方法3214 电渣焊和电阻焊电渣焊和电阻焊o电渣焊和电阻焊电渣焊和电阻焊参见课本p191第九页，讲稿共一百零二页哦3.2焊接方法和焊缝连接形式322 焊缝连接形式及焊缝形式焊缝连接形式及焊缝形式3221 焊缝连接形式焊缝连接形式o按相互位置可分为：对接对接对接对接、搭接搭接搭接搭接、T T形连接形连接形连接形连接和角部连接角部连接角部连接角部连接o四种(图3.4)。第十页，讲稿共一百零二页哦3.2焊接方法和焊缝连接形式322 焊缝连接形式及焊缝形式焊缝连接形式及焊缝形式3221 焊缝连接形式焊缝连接形式oo对对对对接接接接连连连连接接接接主主要要用用于于厚厚度度相相同同或或接接近近相相同同的的两两构构件件的的相相互互连连接接。图图3.4(a)所所示示为为采采用用对对接接焊焊缝缝的的对对接接连连接接，由由于于相相互互连连接接的的两两构构件件在在同同一一平平面面内内，因因而而传传力力均均匀匀平平缓缓，没没有有明明显显的的应应力力集集中中，且且用用料料经经济济，但但是是焊焊件件边边缘缘需需要要加加工工，被被连连接接两板的间隙和坡口尺寸有严格的要求。两板的间隙和坡口尺寸有严格的要求。第十一页，讲稿共一百零二页哦3.2焊接方法和焊缝连接形式322 焊缝连接形式及焊缝形式焊缝连接形式及焊缝形式3221 焊缝连接形式焊缝连接形式oo角角角角焊焊焊焊缝缝缝缝的的的的对对对对接接接接连连连连接接接接：图3.4(b)所示为用双层盖板和角焊缝的对接连接，这种连接传力不均匀、费料，但施工简便，所连接两板的间隙大小无需严格控制。第十二页，讲稿共一百零二页哦3.2焊接方法和焊缝连接形式322 焊缝连接形式及焊缝形式焊缝连接形式及焊缝形式3221 焊缝连接形式焊缝连接形式oo角角角角焊焊焊焊缝缝缝缝的的的的搭搭搭搭接接接接连连连连接接接接：图图3.4(c)所所示示为为用用角角焊焊缝缝的的搭搭接接连连接接，特特别别适适用用于于不不同同厚度构件的连接。传力不均匀，材料较费，但构造简单，施工方便，目前还广泛应用。厚度构件的连接。传力不均匀，材料较费，但构造简单，施工方便，目前还广泛应用。第十三页，讲稿共一百零二页哦3.2焊接方法和焊缝连接形式322 焊缝连接形式及焊缝形式焊缝连接形式及焊缝形式3221 焊缝连接形式焊缝连接形式ooT T形形形形连连连连接接接接：省省工工省省料料，常常用用于于制制作作组组合合截截面面。当当采采用用角角焊焊缝缝连连接接时时图图3.4(d)，焊焊件件间间存存在在缝缝隙隙，截截面面突突变变，应应力力集集中中现现象象严严重重，疲疲劳劳强强度度较较低低，可可用用于于不不直直接接承承受受动动力力荷荷载载结结构构的的连连接接中中。对对于于直直接接承承受受动动力力荷荷载载的的结结构构，如如重重级级工工作作制制吊吊车车梁，其上翼缘与腹板的连接，应采用如图梁，其上翼缘与腹板的连接，应采用如图3.4(e)所示的所示的K形坡口焊缝进行连接。形坡口焊缝进行连接。oo角部连接：角部连接：角部连接：角部连接：图图3.4(f)、(g)主要用于制作箱形截面主要用于制作箱形截面第十四页，讲稿共一百零二页哦3.2焊接方法和焊缝连接形式322 焊缝连接形式及焊缝形式焊缝连接形式及焊缝形式3222焊缝形式o焊缝形式：主要有对接焊缝对接焊缝对接焊缝对接焊缝和角焊缝（连续角焊缝角焊缝（连续角焊缝角焊缝（连续角焊缝角焊缝（连续角焊缝和间断续角断续角断续角断续角oo 焊缝）焊缝）焊缝）焊缝）。o对接焊缝：分为正对接焊缝正对接焊缝正对接焊缝正对接焊缝图3.5(a)和斜对接焊缝斜对接焊缝斜对接焊缝斜对接焊缝图3.5(b)。o角焊缝：可分为正面角焊缝正面角焊缝正面角焊缝正面角焊缝、侧面角焊缝侧面角焊缝侧面角焊缝侧面角焊缝和斜焊缝斜焊缝斜焊缝斜焊缝图3.5(c)。第十五页，讲稿共一百零二页哦3.2焊接方法和焊缝连接形式322 焊缝连接形式及焊缝形式焊缝连接形式及焊缝形式3222焊缝形式oo连续角焊缝连续角焊缝连续角焊缝连续角焊缝和间断续角焊缝断续角焊缝断续角焊缝断续角焊缝o焊缝沿长度方向的布置分为连续角焊缝和间断角焊缝二种(图3.6)。连续角焊缝的受力性能较好，为主要的角焊缝形式。间断角焊缝的起、灭弧处容易引起应力集中，重要结构应避免采用，只能用于一些次要构件的连接或受力很小的连接中。间断角焊缝的间断距离l不宜过长，以免连接不紧密，潮气侵入引起构件锈蚀。一般在受压构件中应满足l15t；在受拉构件中l30t，t为较薄焊件的厚度。第十六页，讲稿共一百零二页哦3.2焊接方法和焊缝连接形式323 焊缝缺陷及焊缝质量检验焊缝缺陷及焊缝质量检验3231焊缝缺陷oo焊焊焊焊缝缝缝缝缺缺缺缺陷陷陷陷：指焊接过程中产生于焊缝金属或附近热影响区钢材表面或内部的缺陷。常见的缺陷有裂裂纹纹、焊焊瘤瘤、烧烧穿穿、弧弧坑坑、气气孔孔、夹夹渣渣、咬咬边边、未未熔熔合合、未未焊焊透透(图3.8)等；以及焊缝尺寸不符合要求、焊缝成形不良等。裂纹是焊缝连接中最危险的缺陷。产生裂纹的原因很多，如钢材的化学成分不当；焊接工艺条件(如电流、电压、焊速、施焊次序等)选择不合适；焊件表面油污未清除干净等。第十七页，讲稿共一百零二页哦3.2焊接方法和焊缝连接形式323 焊缝缺陷及焊缝质量检验焊缝缺陷及焊缝质量检验3232焊缝质量检验o焊缝缺陷的存在将削弱焊缝的受力面积，在缺陷处引起应力集中，故对连接的强度、冲击韧性及冷弯性能等均有不利影响。因此，焊缝质量检验极为重要。oo检检检检验验验验方方方方法法法法：一一般般可可用用外外观观检检查查及及无无损损检检查查，前前者者检检查查外外观观缺缺陷陷和和几几何何尺尺寸寸，后后者者检检验验内内部部缺缺陷陷。无无损损检检验验目目前前广广泛泛采采用用超超声声波波检检验验，使使用用灵灵活活、经经济济，对对内内部部缺缺陷陷反反应应灵灵敏敏，但但不不易易识识别别缺缺陷陷性性质质；有有时时还还用用磁磁粉粉检检验验、荧荧光光屏屏等等较较简简单单的的方方法法作作为为辅辅助助；当当前前最最明明确确可可靠靠的的方方法法是是X X射线射线或或射线透照射线透照或或拍片拍片，X X射线应用较广。射线应用较广。第十八页，讲稿共一百零二页哦3.2 焊接方法和焊缝连接形式焊接方法和焊缝连接形式323 焊缝缺陷及焊缝质量检验焊缝缺陷及焊缝质量检验3232 焊缝质量检验焊缝质量检验oo等等等等级级级级：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一一级级、二二级级和和三三级级。三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准；一级、二级焊缝则除外观检查外，还要求对每条焊缝全部或20%长度进行超声波或射线探伤检验并符合相应级别的质量标准。oo钢钢钢钢结结结结构构构构中中中中一一一一般般般般采采采采用用用用三三三三级级级级焊焊焊焊缝缝缝缝，可可满满足足通通常常的的强强度度要要求求；但但其其对对接接焊焊缝缝的的抗抗拉拉强强度度有有较较大大的的变变异异性性，钢钢结结构构设设计计规规范范规规定定其其设设计计值值只只为为主主体体钢钢材材的的85%左左右右。因因而而对对有有较较大大拉拉应应力力的的对对接接焊焊缝缝以以及及直直接接承承受受动动力力荷荷载载构构件件的的较较重重要要的的对对接接焊焊缝缝，宜宜采采用用二二级级焊焊缝缝；对对疲疲劳劳性性能能有较高要求处可采用一级焊缝。有较高要求处可采用一级焊缝。第十九页，讲稿共一百零二页哦3.2 焊接方法和焊缝连接形式焊接方法和焊缝连接形式3.2.4 焊缝代号（参考焊缝代号（参考p195197焊缝符号表示方法焊缝符号表示方法GB324-88)oo建建筑筑结结构构制制图图标标准准规规定定：焊焊缝缝代代号号由由引引出出线线、图图形形符符号号和和辅辅助助符符号号三三部部分分组组成成。引引出出线线由由横横线线和和带带箭箭头头的的斜斜线线组组成成。箭箭头头指指到到图图形形上上的的相相应应焊焊缝缝处处，横横线线的的上上面面和和下下面面用用来标注图形符号和焊缝尺寸来标注图形符号和焊缝尺寸。第二十页，讲稿共一百零二页哦3.2 焊接方法和焊缝连接形式焊接方法和焊缝连接形式324 焊缝代号焊缝代号第二十一页，讲稿共一百零二页哦3.2焊接方法和焊缝连接形式324 焊缝代号焊缝代号o当当引引出出线线的的箭箭头头指指向向焊焊缝缝所所在在的的一一面面时时，应应将将图图形形符符号号和和焊焊缝尺寸等标注在水平横线的上面；缝尺寸等标注在水平横线的上面；o当当箭箭头头指指向向对对应应焊焊缝缝所所在在的的另另一一面面时时，则则应应将将图图形形符符号号和和焊焊缝缝尺尺寸寸标标注注在在水水平平横横线线的的下下面面。必必要要时时，可可在在水水平平横线的末端加一尾部作为其他说明之用。横线的末端加一尾部作为其他说明之用。o图图形形符符号号表表示示焊焊缝缝的的基基本本型型式式，如如用用 表表示示角角焊焊缝缝，用用V表表示示V型型坡坡口口的的对对接接焊焊缝缝。辅辅助助符符号号表表示示焊焊缝缝的的辅辅助助要要求求，如如用用 表表示示现现场场安安装装焊焊缝缝等等。表表3.2列列出出了了一一些些常常用用焊焊缝缝代代号号，可可供设计时参考。供设计时参考。第二十二页，讲稿共一百零二页哦3.2焊接方法和焊缝连接形式324 焊缝代号焊缝代号o当当焊焊缝缝分分布布比比较较复复杂杂或或用用上上述述标标注注方方法法不不能能表表达达清清楚楚时时，在在标标注注焊焊缝缝代代号号的的同同时时，可可在在图图形形上加栅线表示上加栅线表示(图图3.9)。第二十三页，讲稿共一百零二页哦33 角焊缝的构造与计算（角焊缝的构造与计算（#）331 角焊缝的形式和受力状态角焊缝的形式和受力状态oo1.形式形式：o角角焊焊缝缝按按其其与与作作用用力力的的关关系系可可分分为为：焊焊缝缝长长度度方方向向与与作作用用力力垂垂直直的的正正正正面面面面角角角角焊焊焊焊缝缝缝缝；焊焊缝缝长长度度方方向向与与作作用用力力平行的平行的侧面角焊缝侧面角焊缝侧面角焊缝侧面角焊缝以及以及斜焊缝斜焊缝斜焊缝斜焊缝。第二十四页，讲稿共一百零二页哦33角焊缝的构造与计算（#）331 角焊缝的形式和受力状态角焊缝的形式和受力状态oo1.形式形式：o按按其其截截面面形形式式可可分分为为：直直直直角角角角角角角角焊焊焊焊缝缝缝缝(图图3.10)和和斜角角焊缝斜角角焊缝斜角角焊缝斜角角焊缝(图图3.11)。o直直角角角角焊焊缝缝通通常常做做成成表表面面微微凸凸的的等等腰腰直直角角三三角角形形截面截面 图图3.10(3.10(a)a)。o在在直直接接承承受受动动力力荷荷载载的的结结构构中中，正正面面角角焊焊缝缝的的截截面面常常采采用用图图3.10(3.10(b)b)所所示示的的坦坦式式，侧侧面面角角焊焊缝缝的的截截面面则则作作成成凹面凹面式式 图图3.10(3.10(c)c)。第二十五页，讲稿共一百零二页哦33角焊缝的构造与计算（#）331 角焊缝的形式和受力状态角焊缝的形式和受力状态第二十六页，讲稿共一百零二页哦33角焊缝的构造与计算331 角焊缝的形式和受力状态角焊缝的形式和受力状态oo1.1.形式（形式（形式（形式（continued)continued)oo斜斜斜斜角角角角角角角角焊焊焊焊缝缝缝缝：两两焊焊脚脚边边的的夹夹角角90或或90的的焊焊缝缝称称为为斜斜角角角角焊焊缝缝。斜斜角角角角焊焊缝缝常常用用于于钢钢漏漏斗斗和和钢钢管管结结构构中中。对对于于夹夹角角135或或60的的斜斜角角角角焊焊缝缝，除除钢钢管管结结构构外外，不不宜宜用用作受力焊缝作受力焊缝。第二十七页，讲稿共一百零二页哦33角焊缝的构造与计算331 角焊缝的形式和受力状态角焊缝的形式和受力状态oo2 2、受力状态、受力状态、受力状态、受力状态oo侧侧侧侧面面面面角角角角焊焊焊焊缝缝缝缝受受受受力力力力状状状状态态态态：大大量量试试验验结结果果表表明明，侧侧面面角角焊焊缝缝(图图3.12)主主要要承承受受剪剪应应力力。塑塑性性 较较 好好，弹弹 性性 模模 量量 低低(E=7104N/mm2)，强强度度也也较较低低。传传力力线线通通过过侧侧面面角角焊焊缝缝时时产产生生弯弯折折，因因而而应应力力沿沿焊焊缝缝长长度度方方向向的的分分布布不不均均匀匀，呈呈两两端端大大而而中中间间小小的的状状态态。焊焊缝缝越越长长，应应力力分分布布不不均均匀匀性性越越显显著著，但但在在塑塑性性工工作作阶阶段段时时，产产生生应应力力重重分分布布，可可使使应应力力分布的不均匀现象渐趋缓和分布的不均匀现象渐趋缓和。第二十八页，讲稿共一百零二页哦oo正正正正面面面面角角角角焊焊焊焊缝缝缝缝受受受受力力力力状状状状态态态态：正正面面角角焊焊缝缝(图图3.13)受受力力复复杂杂，截截面面中中的的各各面面均均存存在在正正应应力力和和剪剪应应力力，焊焊根根处处存存在在着着很很严严重重的的应应力力集集中中。一一方方面面由由于于力力线线弯弯折折，另另一一方方面面由由于于在在焊焊根根处处正正好好是是两两焊焊件件接接触触面面的的端端部部，相相当当于于裂裂缝缝的的尖尖端端。正正面面角焊缝的破坏强度高于侧面角焊缝，但塑性变形要差些角焊缝的破坏强度高于侧面角焊缝，但塑性变形要差些。第二十九页，讲稿共一百零二页哦33角焊缝的构造与计算331 角焊缝的形式和受力状态角焊缝的形式和受力状态oo倾斜倾斜角焊缝受力状态角焊缝受力状态:oo而而而而斜斜斜斜焊焊焊焊缝缝缝缝的的的的受受受受力力力力性性性性能能能能和和和和强强强强度度度度值值值值介介介介于于于于正正正正面面面面角角角角焊焊焊焊缝缝缝缝和和和和侧侧侧侧面面面面角角角角焊焊焊焊缝之间。缝之间。缝之间。缝之间。第三十页，讲稿共一百零二页哦33 角焊缝的构造与计算角焊缝的构造与计算 332 角焊缝的构造要求角焊缝的构造要求 1 最大焊脚尺寸最大焊脚尺寸o根根据据角角焊焊缝缝的的工工艺艺和和力力学学性性能能，为为了了避避免免焊焊缝缝区区的的基基本本金金属属“过过烧烧”，减减小小焊焊件件的的焊焊接接残残余余应应力力和和残残余余变变形形，角角角角焊焊焊焊缝缝缝缝的的的的焊焊焊焊脚脚脚脚尺尺尺尺寸寸寸寸不不不不宜宜宜宜大大大大于于于于较较较较薄薄薄薄焊焊焊焊件件件件厚厚厚厚度度度度的的的的1.21.2倍。倍。倍。倍。第三十一页，讲稿共一百零二页哦33 角焊缝的构造与计算角焊缝的构造与计算 332 角焊缝的构造要求角焊缝的构造要求1 最大焊脚尺寸最大焊脚尺寸o对对板板件件边边缘缘的的角角焊焊缝缝：当当当当 板板板板 件件件件 厚厚厚厚 度度度度t t6mm6mm时时时时，取取取取h hf ft t(12)mm(12)mm，当当当当t t6mm6mm时时时时，取取取取h hf ft t。如如如如果果果果另另另另一一一一焊件厚度焊件厚度焊件厚度焊件厚度ttt t时，还应满足时，还应满足时，还应满足时，还应满足h hf f1.21.2 t t的要求的要求的要求的要求。第三十二页，讲稿共一百零二页哦33角焊缝的构造与计算332 角焊缝的构造要求角焊缝的构造要求oo2 最小焊脚尺寸最小焊脚尺寸最小焊脚尺寸最小焊脚尺寸o 角角焊焊缝缝的的焊焊脚脚尺尺寸寸也也不不能能过过小小，否否则则焊焊缝缝因因输输入入量量过过小小，而而焊焊件件厚厚度度较较大大，以以致致施施焊焊时时冷冷却却速速度度过过快快，产产生生淬淬硬组织，导致母材开裂。硬组织，导致母材开裂。o 规规范范规规定定：角角角角焊焊焊焊缝缝缝缝的的的的焊焊焊焊脚脚脚脚尺尺尺尺寸寸寸寸h hf f不不不不得得得得小小小小于于于于1.5 1.5 ，t t为较厚焊件厚度为较厚焊件厚度为较厚焊件厚度为较厚焊件厚度(单位为单位为mm)。o 计计算算时时，焊焊脚脚尺尺寸寸取取mm的的整整数数，小小数数点点以以后后都都进进为为1。自自动动焊焊熔熔深深较较大大，故故所所取取最最小小焊焊脚脚尺尺寸寸可可减减小小1mm；对对T形形连连接接的的单单面面角角焊焊缝缝，应应增增加加1mm；当当焊焊件件厚厚度度小于或等于小于或等于4mm时，则取与焊件厚度相同。时，则取与焊件厚度相同。第三十三页，讲稿共一百零二页哦33 角焊缝的构造与计算角焊缝的构造与计算 332 角焊缝的构造要求角焊缝的构造要求oo3 3 侧面角焊缝的最大计算长度侧面角焊缝的最大计算长度侧面角焊缝的最大计算长度侧面角焊缝的最大计算长度o前前已已述述及及，侧侧面面角角焊焊缝缝在在弹弹性性阶阶段段沿沿长长度度方方向向受受力力两两端端大大中中间间小小。焊焊缝缝越越长长，应应力力集集中中系系数数越越大大。如如果果焊焊缝缝长长度度不不过过大大，当当焊焊缝缝两两端端点点处处的的应应力力达达到到屈屈服服强强度度后后，继继续续加加载载，应应力力会会渐渐趋趋均均匀匀。但但是是，如如果果焊焊缝缝长长度度超超过过某某一一限限值值时时，有有可可能能首首先先在在焊焊缝缝的的两两端端破破坏坏，故故一一般般规规定定侧侧面面角角焊焊缝缝的的计算长度计算长度l lww6060h hf f。第三十四页，讲稿共一百零二页哦33 角焊缝的构造与计算角焊缝的构造与计算 332 角焊缝的构造要求角焊缝的构造要求oo3 3 侧面角焊缝的最大计算长度侧面角焊缝的最大计算长度侧面角焊缝的最大计算长度侧面角焊缝的最大计算长度o l lww6060h hf fo 当当实实际际长长度度大大于于上上述述限限值值时时，其其超超过过部部分分在在计计算算中中不不予予考考虑虑。若若内内力力沿沿侧侧面面角角焊焊缝缝全全长长分分布布，比比如如焊焊接接梁梁翼翼缘缘板板与与腹腹板板的的连连接接焊焊缝缝，屋屋架架中中弦弦杆杆与与节节点点板板的的连连接接焊焊缝缝，以以及及梁梁的的支支承承加加劲劲肋肋与与腹腹板板连连接接焊焊缝缝等等，计计算算长长度度可可不不受上述限制受上述限制。第三十五页，讲稿共一百零二页哦33角焊缝的构造与计算332 角焊缝的构造要求角焊缝的构造要求oo4 4 角焊缝的最小计算长度角焊缝的最小计算长度o角角焊焊缝缝的的焊焊脚脚尺尺寸寸大大而而长长度度较较小小时时，焊焊件件的的局局部部加加热热严严重重，焊焊缝缝起起灭灭弧弧所所引引起起的的缺缺陷陷相相距距太太近近，以以及及焊焊缝缝中中可可能能产产生生的的其其他他缺缺陷陷(气气孔孔、非非金金属属夹夹杂杂等等)，使使焊焊缝缝不不够够可可靠靠。对搭接连接的侧面角焊缝而言，如果焊缝长度过小，由于力线弯折大，也会造成严重应力集中。因此，侧侧侧侧面面面面角角角角焊焊焊焊缝缝缝缝或或或或正正正正面面面面角角角角焊焊焊焊缝的计算长度不得小于缝的计算长度不得小于缝的计算长度不得小于缝的计算长度不得小于8 8 h hf f和和和和4040mmmm。第三十六页，讲稿共一百零二页哦oo5 5 搭接连接的构造要求搭接连接的构造要求搭接连接的构造要求搭接连接的构造要求o试验结果表明，图中连连连连接接接接的的的的承承承承载载载载力力力力与与与与b b b b/l l l lwwww有有有有关关关关。b b b b为为为为两两两两侧侧侧侧焊焊焊焊缝缝缝缝的的的的距距距距离离离离，l l l lwwww为为为为焊焊焊焊缝缝缝缝长长长长度度度度。当当当当b b b b/l l l lwwww1 1 1 1时时时时，连连连连接接接接的的的的承承承承载载载载力力力力随随随随着着着着b b b b/l l l lwwww比比比比值值值值的的的的增增增增大大大大而而而而明明明明显显显显下下下下降降降降。这这这这主主主主要要要要是是是是由由由由于于于于应应应应力传递的过分弯折使构件中应力不均匀分布的影响。力传递的过分弯折使构件中应力不均匀分布的影响。力传递的过分弯折使构件中应力不均匀分布的影响。力传递的过分弯折使构件中应力不均匀分布的影响。第三十七页，讲稿共一百零二页哦33角焊缝的构造与计算332 角焊缝的构造要求角焊缝的构造要求oo5 5 搭接连接的构造要求搭接连接的构造要求搭接连接的构造要求搭接连接的构造要求o为为此此规规定定：应应使使每每条条侧侧焊焊缝缝的的长长度度不不小小于于两两侧侧焊焊缝缝之间的距离，即之间的距离，即b/lw1。o两两侧侧面面角角焊焊缝缝之之间间距距离离b也也不不宜宜大大于于16t(t12mm)或或200mm(t12mm)，t为为较较薄薄焊焊件件的的厚厚度度，以以免免因因焊焊缝缝横横向向收收缩缩，引引起起板板件件向向外外发发生较大拱曲生较大拱曲。第三十八页，讲稿共一百零二页哦33角焊缝的构造与计算332 角焊缝的构造要求角焊缝的构造要求oo5 5 搭接连接的构造要求搭接连接的构造要求搭接连接的构造要求搭接连接的构造要求o在在搭搭接接连连接接中中，当当仅仅采采用用正正面面角角焊焊缝缝时时(图图3.16)，其其搭搭接长度不得小于焊件较小厚度的接长度不得小于焊件较小厚度的5倍，也不得小于倍，也不得小于25mm。第三十九页，讲稿共一百零二页哦oo5 5 搭接连接的构造要求搭接连接的构造要求搭接连接的构造要求搭接连接的构造要求o杆杆件件端端部部搭搭接接采采用用三三面面围围焊焊时时，在在转转角角处处截截面面突突变变，会会产产生生应应力力集集中中，如如在在此此处处起起灭灭弧弧，可可能能出出现现弧弧坑坑或或咬咬肉肉等等缺缺陷陷，从从而而加加大大应应力力集集中中的的影影响响。故故所所有有围围焊焊的转角处必须连续施焊。的转角处必须连续施焊。o 对对于于非非围围焊焊情情况况，当当角角焊焊缝缝的的端端部部在在构构件件转转角角处处时时，可连续地作长度为可连续地作长度为2 hf的绕角焊。的绕角焊。第四十页，讲稿共一百零二页哦33 角焊缝的构造与计算角焊缝的构造与计算333 直角角焊缝强度计算的基本公式直角角焊缝强度计算的基本公式（key point)oo直角边边长直角边边长直角边边长直角边边长h hf f称为角焊缝的焊称为角焊缝的焊称为角焊缝的焊称为角焊缝的焊脚尺寸。脚尺寸。脚尺寸。脚尺寸。ooh he e=0.7=0.7 h hf f为直角角焊缝的为直角角焊缝的为直角角焊缝的为直角角焊缝的有效厚度。有效厚度。有效厚度。有效厚度。oo破坏型式：破坏型式：破坏型式：破坏型式：试验表明，直角角焊试验表明，直角角焊缝隙的破坏常发生在喉部，常假缝隙的破坏常发生在喉部，常假定：定：直角角焊缝是以直角角焊缝是以45方向方向的最小截面的最小截面(即有效厚度与焊缝即有效厚度与焊缝计算长度的乘积计算长度的乘积)破坏破坏，该截，该截面称为面称为有效截面或计算截面。有效截面或计算截面。因此焊缝的计算在计算截面上因此焊缝的计算在计算截面上进行。进行。第四十一页，讲稿共一百零二页哦oo 计算截面上点的计算截面上点的应力状态应力状态：作用于焊缝作用于焊缝有效截面上的应力如图所有效截面上的应力如图所示，这些应力包括：垂直示，这些应力包括：垂直于焊缝有效截面的于焊缝有效截面的正应力正应力，垂直于焊缝长度方向垂直于焊缝长度方向的的垂直剪应力垂直剪应力，以及沿以及沿焊缝长度方向的焊缝长度方向的平行剪应平行剪应力力 第四十二页，讲稿共一百零二页哦oo强强度度验验算算公公式式：根根据据能能量量强强度度理理论论，焊焊缝缝中中任任意意节节点的折算应力公式为：点的折算应力公式为：o由于规范规定的角焊缝强度设计值由于规范规定的角焊缝强度设计值 是根据是根据抗剪条件确定的，而抗剪条件确定的，而 相当于角焊缝的抗相当于角焊缝的抗拉强度设计值拉强度设计值 。o应用上式进行设计时，需要计算有效截面上的应力分量，应用上式进行设计时，需要计算有效截面上的应力分量，较为繁难。为此对验算公式进行较为繁难。为此对验算公式进行简化简化第四十三页，讲稿共一百零二页哦o1第四十四页，讲稿共一百零二页哦o1第四十五页，讲稿共一百零二页哦o1第四十六页，讲稿共一百零二页哦o133 角焊缝的构造与计算333 直角角焊缝强度计算的基本公式直角角焊缝强度计算的基本公式第四十七页，讲稿共一百零二页哦o1第四十八页，讲稿共一百零二页哦334 各种受力状态下直角角焊缝连接的计算各种受力状态下直角角焊缝连接的计算1 1 承受轴心力作用时角焊缝连接计算承受轴心力作用时角焊缝连接计算承受轴心力作用时角焊缝连接计算承受轴心力作用时角焊缝连接计算o1第四十九页，讲稿共一百零二页哦1 1 承受轴心力作用时角焊缝连接计算承受轴心力作用时角焊缝连接计算承受轴心力作用时角焊缝连接计算承受轴心力作用时角焊缝连接计算o1第五十页，讲稿共一百零二页哦1 1 承受轴心力作用时角焊缝连接计算承受轴心力作用时角焊缝连接计算承受轴心力作用时角焊缝连接计算承受轴心力作用时角焊缝连接计算(2)(2)承受斜向轴心力的角焊缝连接计算承受斜向轴心力的角焊缝连接计算承受斜向轴心力的角焊缝连接计算承受斜向轴心力的角焊缝连接计算第五十一页，讲稿共一百零二页哦第五十二页，讲稿共一百零二页哦第五十三页，讲稿共一百零二页哦第五十四页，讲稿共一百零二页哦第五十五页，讲稿共一百零二页哦第五十六页，讲稿共一百零二页哦2 2 承受弯矩、轴心力或剪力联合作用的承受弯矩、轴心力或剪力联合作用的 角焊缝连接计算角焊缝连接计算第五十七页，讲稿共一百零二页哦2 2 承受弯矩、轴心力或剪力联合作用的承受弯矩、轴心力或剪力联合作用的承受弯矩、轴心力或剪力联合作用的承受弯矩、轴心力或剪力联合作用的角焊缝连接计算角焊缝连接计算第五十八页，讲稿共一百零二页哦2 承受弯矩、轴心力或剪力联合作用的承受弯矩、轴心力或剪力联合作用的 角焊缝连接计算角焊缝连接计算第五十九页，讲稿共一百零二页哦2 承受弯矩、轴心力或剪力联合作用承受弯矩、轴心力或剪力联合作用 的角焊缝连接计算的角焊缝连接计算第六十页，讲稿共一百零二页哦第六十一页，讲稿共一百零二页哦第六十二页，讲稿共一百零二页哦3 承受扭矩或扭矩与剪力联合作用的承受扭矩或扭矩与剪力联合作用的 角焊缝连接计算角焊缝连接计算第六十三页，讲稿共一百零二页哦第六十四页，讲稿共一百零二页哦第六十五页，讲稿共一百零二页哦第六十六页，讲稿共一百零二页哦第六十七页，讲稿共一百零二页哦3 承受扭矩或扭矩与剪力联合作用的承受扭矩或扭矩与剪力联合作用的承受扭矩或扭矩与剪力联合作用的承受扭矩或扭矩与剪力联合作用的 角焊缝连接计算角焊缝连接计算角焊缝连接计算角焊缝连接计算o应应该该指指出出的的是是上上述述计计算算方方法法中中，假假定定轴轴心心力力产产生生的的应应力力为为平平均均分分布布。实实际际上上，在在图图3.313.31所所示示轴轴心心力力作作用用下下，水水平平焊焊缝缝为为正正面面焊焊缝缝，而而竖竖直直焊焊缝缝为为侧侧面面焊焊缝缝，两两者者单单位位长长度度分分担担的的应应力力是是不不同同的的，前前者者较较大大后后者者较较小小。显显然然，轴轴心心力力产产生生的的应应力力假假设设为为平平均均分分布布，与与前前面面基基本本公公式式推推导导中中，考考虑虑焊焊缝缝方方向向的的思思路路不不符符。同同样样，在在确确定定形形心心位位置置以以及及计计算算扭扭矩矩下下所所产产生生的的应应力力时时，也也没没有有考考虑虑焊焊缝缝方方向向，而而只只在在最最后后验验算算式式中中引引起起了了系系数数，上上面面计计算算方方法法有有一定的近似性。一定的近似性。第六十八页，讲稿共一百零二页哦335 斜角角焊缝的计算斜角角焊缝的计算oo斜斜角角角角焊焊缝缝采采用用与与直直角角角角焊焊缝缝相相同同的的计计算算公公式式进进行行计计算算。但但考考虑虑到到以以前前对对斜斜角角角角焊焊缝缝很很少少研研究究；而而且且我我国国采采用用的的计计算算公公式式也也是是根根据据直直角角角角焊焊缝缝简简化化得得出出的的。因因此此对对斜斜角角角角焊焊缝缝不不论论其其有有效效截截面面上上的的应应力力情情况况如如何何，都都按按承承受受剪剪应应力力考考虑虑，即即不不考考虑虑焊焊缝缝的的方方向向，一一律律即即 (或或 )=1.0。第六十九页，讲稿共一百零二页哦335 斜角角焊缝的计算斜角角焊缝的计算o在在确确定定焊焊缝缝有有效效厚厚度度时时(图图3.32)，假假定定焊焊缝缝在在其其所所成成夹夹角角的的最最小小斜斜面面上上发发生生破破坏坏。因因此此，钢钢结结构构设设计计规规范范规规定定：当当两两焊焊脚边夹角脚边夹角60 90或或 o90 135，且根部间隙不大于，且根部间隙不大于1.5mm时，时，o焊缝有效厚度为：焊缝有效厚度为：第七十页，讲稿共一百零二页哦335 斜角角焊缝的计算斜角角焊缝的计算o当根部间隙大于当根部间隙大于1.5mm时，则焊缝有效厚度取为时，则焊缝有效厚度取为：第七十一页，讲稿共一百零二页哦34 对接焊缝的构造与计算对接焊缝的构造与计算3.4.1 3.4.1 对接焊缝的构造对接焊缝的构造1、断面要求、断面要求：对对接接焊焊缝缝的的焊焊件件常常需需做做成成坡坡口口，故故又又叫叫坡坡口口焊焊缝缝。坡坡口口形形式式与与焊焊件件厚厚度度有有关关。当当焊焊件件厚厚度度很很小小(t10mm时时，可可用用直直边边缝缝。对对于于一一般般厚厚度度(t=1020mm)的的焊焊件件可可采采用用具具有有斜斜坡坡口口的的单单单单边边边边VV形形形形或或或或VV形形形形焊焊缝缝。斜斜坡坡口口和和离离离离缝缝缝缝C C共共同同组组成成一一个个焊焊条条能能够够运运转转的的施施