第4章 钢结构的连接PPT讲稿.ppt

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1、第4章 钢结构的连接第1页，共96页，编辑于2022年，星期二第一节 钢结构的连接方法及其应用l l钢结构的连接方法分为钢结构的连接方法分为焊接、螺栓连接、铆接、焊接、螺栓连接、铆接、轻型钢结构用的紧固件连接轻型钢结构用的紧固件连接a-焊缝连接；b-铆钉连接；c-螺栓连接;d-紧固件连接 第2页，共96页，编辑于2022年，星期二l l一、焊接一、焊接l l1 1、焊接、焊接、焊接、焊接一般通过电弧产生热量使焊条和焊件局部一般通过电弧产生热量使焊条和焊件局部一般通过电弧产生热量使焊条和焊件局部一般通过电弧产生热量使焊条和焊件局部熔化，然后冷却凝结成焊缝，从而使焊件连接成一体。熔化，然后冷却凝结

2、成焊缝，从而使焊件连接成一体。熔化，然后冷却凝结成焊缝，从而使焊件连接成一体。熔化，然后冷却凝结成焊缝，从而使焊件连接成一体。l l2、焊接的特点、焊接的特点、焊接的特点、焊接的特点l l优点优点优点优点：不需要在钢材上打孔钻研，既省工又使材不需要在钢材上打孔钻研，既省工又使材料得到充分应用，节约材料；料得到充分应用，节约材料；任何形状的构件都任何形状的构件都可以直接焊接，不需要辅助零件，构造简单；可以直接焊接，不需要辅助零件，构造简单；连连接的密封性好，刚度大；接的密封性好，刚度大；易于采用自动化作业，易于采用自动化作业，提高焊接的质量。提高焊接的质量。第3页，共96页，编辑于2022年，星

3、期二l l缺点：缺点：施焊时的高温度作用，形成焊缝施焊时的高温度作用，形成焊缝附近的热影响区，热影响区内的材质有些附近的热影响区，热影响区内的材质有些变脆；变脆；焊接残余应力使焊接结构发生脆焊接残余应力使焊接结构发生脆性破坏的可能性增大；性破坏的可能性增大；焊接结构对裂纹焊接结构对裂纹很敏感，尤其在低温下容易发生脆性断裂。很敏感，尤其在低温下容易发生脆性断裂。l l3、焊接的应用、焊接的应用l l除少数直接承受动力荷载结构的某些部位，除少数直接承受动力荷载结构的某些部位，因容易产生疲劳破坏，其它的部位均可普因容易产生疲劳破坏，其它的部位均可普遍应用。遍应用。第4页，共96页，编辑于2022年，

4、星期二l l二、铆接二、铆接l l1、铆接、铆接将一端带半圆形预制钉头的铆钉，将一端带半圆形预制钉头的铆钉，经将钉杆烧红后迅速插入被连接的钉孔中，经将钉杆烧红后迅速插入被连接的钉孔中，然后将另一端也打铆成钉头。然后将另一端也打铆成钉头。l l2、特点、特点传力可靠，塑性、韧性均较好；传力可靠，塑性、韧性均较好；制造费工费料，且劳动强度大。制造费工费料，且劳动强度大。基本被焊基本被焊接和高强度螺栓连接所代替接和高强度螺栓连接所代替。第5页，共96页，编辑于2022年，星期二三、螺栓连接三、螺栓连接l l1 1、普通螺栓连接、普通螺栓连接、普通螺栓连接、普通螺栓连接普通螺栓分为普通螺栓分为普通螺栓

5、分为普通螺栓分为C C级螺栓和级螺栓和级螺栓和级螺栓和A A级、级、级、级、B B级螺栓级螺栓级螺栓级螺栓两两两两种。种。种。种。l lA A级、级、级、级、B B级螺栓级螺栓级螺栓级螺栓采用钢材性能等级采用钢材性能等级采用钢材性能等级采用钢材性能等级5.65.6级或级或级或级或8.88.8级制造（级制造（级制造（级制造（5.65.6级抗级抗级抗级抗力强度力强度力强度力强度 不小于不小于不小于不小于500N/mm500N/mm，=0.6=0.6），），），），A A级级、B B级级螺栓表面螺栓表面螺栓表面螺栓表面经车经车床加工，尺寸准确，精度床加工，尺寸准确，精度床加工，尺寸准确，精度床加工，

6、尺寸准确，精度较较高。螺杆和螺孔高。螺杆和螺孔高。螺杆和螺孔高。螺杆和螺孔间间的最大的最大的最大的最大间间隙隙隙隙为为0.30.5mm0.30.5mm，故螺栓受剪性能良好。但制造和安装，故螺栓受剪性能良好。但制造和安装，故螺栓受剪性能良好。但制造和安装，故螺栓受剪性能良好。但制造和安装过过于浪于浪于浪于浪费费，目前很少采用。目前很少采用。目前很少采用。目前很少采用。l lC C级螺栓级螺栓级螺栓级螺栓4.64.6级和级和级和级和4.84.8级制造。用圆钢冷镦压制而成，表面不级制造。用圆钢冷镦压制而成，表面不级制造。用圆钢冷镦压制而成，表面不级制造。用圆钢冷镦压制而成，表面不加工，尺寸不精确，加

7、工，尺寸不精确，加工，尺寸不精确，加工，尺寸不精确，螺杆和螺孔之螺杆和螺孔之螺杆和螺孔之螺杆和螺孔之间间的的的的间间隙隙隙隙为为1.53mm1.53mm，故空，故空，故空，故空隙隙隙隙较较大，加之螺栓大，加之螺栓大，加之螺栓大，加之螺栓强强度度度度较较低，用于螺栓受剪低，用于螺栓受剪低，用于螺栓受剪低，用于螺栓受剪时时板件板件板件板件间产间产生加大生加大生加大生加大的滑移，的滑移，的滑移，的滑移，产产生滑移生滑移生滑移生滑移变变形，故其性能形，故其性能形，故其性能形，故其性能较较差。受拉性能差。受拉性能差。受拉性能差。受拉性能较较好。受剪好。受剪好。受剪好。受剪连连接，只用在承受静荷接，只用在

8、承受静荷接，只用在承受静荷接，只用在承受静荷载载或或或或间间接承受接承受接承受接承受动动荷荷荷荷载结载结构中的次要构中的次要构中的次要构中的次要连连接，接，接，接，或或或或临时临时固定构件的安装固定构件的安装固定构件的安装固定构件的安装连连接。接。接。接。第6页，共96页，编辑于2022年，星期二第7页，共96页，编辑于2022年，星期二l l2 2、高强度螺栓连接、高强度螺栓连接、高强度螺栓连接、高强度螺栓连接l l高强度螺栓连接高强度螺栓连接高强度螺栓连接高强度螺栓连接一般采用优质碳素钢中的一般采用优质碳素钢中的一般采用优质碳素钢中的一般采用优质碳素钢中的4545号钢、号钢、号钢、号钢、4

9、0B40B钢，钢，钢，钢，合金钢中的合金钢中的合金钢中的合金钢中的20MnTiB20MnTiB钢等，性能等级可达钢等，性能等级可达钢等，性能等级可达钢等，性能等级可达8.88.8级和级和级和级和10.910.9级。级。级。级。l l高强度螺栓摩擦型连接高强度螺栓摩擦型连接高强度螺栓摩擦型连接高强度螺栓摩擦型连接利用利用利用利用板叠间的摩擦力板叠间的摩擦力板叠间的摩擦力板叠间的摩擦力即可有效地传即可有效地传即可有效地传即可有效地传递剪力，以外剪力达到板件接触面间的最大摩擦力为极限状递剪力，以外剪力达到板件接触面间的最大摩擦力为极限状递剪力，以外剪力达到板件接触面间的最大摩擦力为极限状递剪力，以外

10、剪力达到板件接触面间的最大摩擦力为极限状态。其特点变形小、不松动、耐疲劳，因此用于直接承受动态。其特点变形小、不松动、耐疲劳，因此用于直接承受动态。其特点变形小、不松动、耐疲劳，因此用于直接承受动态。其特点变形小、不松动、耐疲劳，因此用于直接承受动荷载的结构最佳。荷载的结构最佳。荷载的结构最佳。荷载的结构最佳。l l高强度螺栓承压型连接高强度螺栓承压型连接高强度螺栓承压型连接高强度螺栓承压型连接允许超过板叠间的摩擦力并产生滑动，然允许超过板叠间的摩擦力并产生滑动，然允许超过板叠间的摩擦力并产生滑动，然允许超过板叠间的摩擦力并产生滑动，然后利用后利用后利用后利用栓杆与螺栓孔壁靠紧传递剪力栓杆与螺

11、栓孔壁靠紧传递剪力栓杆与螺栓孔壁靠紧传递剪力栓杆与螺栓孔壁靠紧传递剪力。其特点强度高，剪切变形。其特点强度高，剪切变形。其特点强度高，剪切变形。其特点强度高，剪切变形比摩擦型的大。仅用于承受静荷载或间接动荷载的结构，以能比摩擦型的大。仅用于承受静荷载或间接动荷载的结构，以能比摩擦型的大。仅用于承受静荷载或间接动荷载的结构，以能比摩擦型的大。仅用于承受静荷载或间接动荷载的结构，以能发挥高承载力的优点发挥高承载力的优点发挥高承载力的优点发挥高承载力的优点第8页，共96页，编辑于2022年，星期二l l两类高强螺栓对比：两类高强螺栓对比：两类高强螺栓对比：两类高强螺栓对比：l l摩擦型高强螺栓：摩擦

12、型高强螺栓：摩擦型高强螺栓：摩擦型高强螺栓：l l螺杆与螺孔之差螺杆与螺孔之差螺杆与螺孔之差螺杆与螺孔之差1.51.51.51.52.0mm2.0mm2.0mm2.0mml l剪切变形小，弹性性能好，施工较简单，可拆卸，耐疲劳、剪切变形小，弹性性能好，施工较简单，可拆卸，耐疲劳、剪切变形小，弹性性能好，施工较简单，可拆卸，耐疲劳、剪切变形小，弹性性能好，施工较简单，可拆卸，耐疲劳、抗动力荷载性能好，承载力较承压型低抗动力荷载性能好，承载力较承压型低抗动力荷载性能好，承载力较承压型低抗动力荷载性能好，承载力较承压型低l l特别适用于承受动力荷载的结构特别适用于承受动力荷载的结构特别适用于承受动力

13、荷载的结构特别适用于承受动力荷载的结构l l承压型高强螺栓：承压型高强螺栓：承压型高强螺栓：承压型高强螺栓：l l螺杆与螺孔之差螺杆与螺孔之差螺杆与螺孔之差螺杆与螺孔之差1.01.01.01.01.5mm1.5mm1.5mm1.5mml l承载力高，连接紧凑，但抗剪变形大承载力高，连接紧凑，但抗剪变形大承载力高，连接紧凑，但抗剪变形大承载力高，连接紧凑，但抗剪变形大l l一般仅用于承受静力荷载和间接承受动力荷载结构中的连接一般仅用于承受静力荷载和间接承受动力荷载结构中的连接一般仅用于承受静力荷载和间接承受动力荷载结构中的连接一般仅用于承受静力荷载和间接承受动力荷载结构中的连接（与普通螺栓类似）

14、（与普通螺栓类似）（与普通螺栓类似）（与普通螺栓类似）第9页，共96页，编辑于2022年，星期二第二节第二节 焊接方法、焊缝形式和质量等级焊接方法、焊缝形式和质量等级l l一、焊接方法一、焊接方法一、焊接方法一、焊接方法l l手工电弧焊手工电弧焊手工电弧焊手工电弧焊l l手工电弧焊手工电弧焊它由焊件、焊条、焊钳、电焊机和导它由焊件、焊条、焊钳、电焊机和导它由焊件、焊条、焊钳、电焊机和导它由焊件、焊条、焊钳、电焊机和导线组成电路。施焊时，首先使分接电焊机两级的焊条和线组成电路。施焊时，首先使分接电焊机两级的焊条和线组成电路。施焊时，首先使分接电焊机两级的焊条和线组成电路。施焊时，首先使分接电焊机

15、两级的焊条和焊件瞬间短路打火在焊条和焊件的空隙产生电弧温度达焊件瞬间短路打火在焊条和焊件的空隙产生电弧温度达焊件瞬间短路打火在焊条和焊件的空隙产生电弧温度达焊件瞬间短路打火在焊条和焊件的空隙产生电弧温度达到到到到30003000使焊条和焊件迅速熔化。熔化的焊条金属与使焊条和焊件迅速熔化。熔化的焊条金属与使焊条和焊件迅速熔化。熔化的焊条金属与使焊条和焊件迅速熔化。熔化的焊条金属与焊件金属结合形成焊缝金属。同时焊件金属结合形成焊缝金属。同时焊件金属结合形成焊缝金属。同时焊件金属结合形成焊缝金属。同时焊条药皮形成的气焊条药皮形成的气焊条药皮形成的气焊条药皮形成的气体和熔渣覆盖熔池保护电弧体和熔渣覆盖

16、熔池保护电弧体和熔渣覆盖熔池保护电弧体和熔渣覆盖熔池保护电弧，隔绝有害气体，熔池中，隔绝有害气体，熔池中，隔绝有害气体，熔池中，隔绝有害气体，熔池中的金属冷却、结晶形成焊缝。的金属冷却、结晶形成焊缝。的金属冷却、结晶形成焊缝。的金属冷却、结晶形成焊缝。l l特点特点特点特点：电焊设备简单，使用方便；生产效率低，劳动：电焊设备简单，使用方便；生产效率低，劳动：电焊设备简单，使用方便；生产效率低，劳动：电焊设备简单，使用方便；生产效率低，劳动条件差；焊缝的质量取决于焊工水平。条件差；焊缝的质量取决于焊工水平。条件差；焊缝的质量取决于焊工水平。条件差；焊缝的质量取决于焊工水平。l l应用范围应用范围

17、应用范围应用范围：适应于全方位焊接，尤其适用于工地安：适应于全方位焊接，尤其适用于工地安：适应于全方位焊接，尤其适用于工地安：适应于全方位焊接，尤其适用于工地安装焊缝、短焊缝和曲折焊缝。装焊缝、短焊缝和曲折焊缝。装焊缝、短焊缝和曲折焊缝。装焊缝、短焊缝和曲折焊缝。第10页，共96页，编辑于2022年，星期二手工电弧焊示意图手工电弧焊示意图第11页，共96页，编辑于2022年，星期二l l注意注意：手工电弧焊常用的焊条有碳钢焊条手工电弧焊常用的焊条有碳钢焊条和低合金焊条，其牌号有和低合金焊条，其牌号有E43型、型、E50型型E55型。型。l lE表示焊条表示焊条，其后两位数字表示焊条系列。，其后

18、两位数字表示焊条系列。数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位，单位为为kgf/mm.E43（43kgf/mm），），E50（50kgf/mm）E55类类似。似。l l焊焊条型号与主体金属条型号与主体金属强强度相适度相适应应，Q235钢钢用用E43系列系列焊焊条，条，Q345钢钢用用E50系列系列焊焊条，条，Q390钢钢和和Q420用用E55系列系列焊焊条，条，采用不同采用不同强强度的度的钢钢材材连连接接时时，采用与低，采用与低强强度度钢钢材相适材相适应应的的焊焊条系列。条系列。第12页，共96页，编辑于2022年，星期二l l自动或半自动埋弧焊自动或半自动埋弧焊

19、自动或半自动埋弧焊自动或半自动埋弧焊l l自动或半自动埋弧焊自动或半自动埋弧焊自动或半自动埋弧焊自动或半自动埋弧焊：采用没有涂料的焊丝埋入焊剂层下，：采用没有涂料的焊丝埋入焊剂层下，：采用没有涂料的焊丝埋入焊剂层下，：采用没有涂料的焊丝埋入焊剂层下，通电后由于电弧的作用使焊丝与焊剂熔化，电弧埋在焊剂下，通电后由于电弧的作用使焊丝与焊剂熔化，电弧埋在焊剂下，通电后由于电弧的作用使焊丝与焊剂熔化，电弧埋在焊剂下，通电后由于电弧的作用使焊丝与焊剂熔化，电弧埋在焊剂下，故称为埋弧焊。熔化后的焊剂浮在熔化的金属表面，使之不故称为埋弧焊。熔化后的焊剂浮在熔化的金属表面，使之不故称为埋弧焊。熔化后的焊剂浮在

20、熔化的金属表面，使之不故称为埋弧焊。熔化后的焊剂浮在熔化的金属表面，使之不与外界空气接触，保护了熔化金属。焊剂提供焊缝所需要的与外界空气接触，保护了熔化金属。焊剂提供焊缝所需要的与外界空气接触，保护了熔化金属。焊剂提供焊缝所需要的与外界空气接触，保护了熔化金属。焊剂提供焊缝所需要的合金元素，改善了焊缝的质量。随着焊机的移动，焊剂不断合金元素，改善了焊缝的质量。随着焊机的移动，焊剂不断合金元素，改善了焊缝的质量。随着焊机的移动，焊剂不断合金元素，改善了焊缝的质量。随着焊机的移动，焊剂不断自动从漏斗流下，同时绕转盘上的焊丝也自动地熔化和下降。自动从漏斗流下，同时绕转盘上的焊丝也自动地熔化和下降。自

21、动从漏斗流下，同时绕转盘上的焊丝也自动地熔化和下降。自动从漏斗流下，同时绕转盘上的焊丝也自动地熔化和下降。全过程自动进行时称自动埋弧焊。当电机靠人工移动时称板全过程自动进行时称自动埋弧焊。当电机靠人工移动时称板全过程自动进行时称自动埋弧焊。当电机靠人工移动时称板全过程自动进行时称自动埋弧焊。当电机靠人工移动时称板自动埋弧焊。自动埋弧焊。自动埋弧焊。自动埋弧焊。l l特点特点特点特点：自动埋弧焊电弧热量大，熔深大，焊缝质量均：自动埋弧焊电弧热量大，熔深大，焊缝质量均：自动埋弧焊电弧热量大，熔深大，焊缝质量均：自动埋弧焊电弧热量大，熔深大，焊缝质量均匀，内部缺陷少，塑性和韧性都好。半自动埋弧焊介于

22、匀，内部缺陷少，塑性和韧性都好。半自动埋弧焊介于匀，内部缺陷少，塑性和韧性都好。半自动埋弧焊介于匀，内部缺陷少，塑性和韧性都好。半自动埋弧焊介于自动埋弧焊和手工电弧焊之间。生产效率高，成本低，自动埋弧焊和手工电弧焊之间。生产效率高，成本低，自动埋弧焊和手工电弧焊之间。生产效率高，成本低，自动埋弧焊和手工电弧焊之间。生产效率高，成本低，劳动条件好。劳动条件好。劳动条件好。劳动条件好。l l应用范围：应用范围：应用范围：应用范围：焊机须沿顺焊缝的导轨移动，批量拼焊机须沿顺焊缝的导轨移动，批量拼装焊缝。装焊缝。第13页，共96页，编辑于2022年，星期二埋弧焊示意图埋弧焊示意图第14页，共96页，编

23、辑于2022年，星期二l l二氧化气体保护焊二氧化气体保护焊l l二氧化气体保护焊二氧化气体保护焊二氧化气体保护焊二氧化气体保护焊：用喷枪喷出二氧化碳气体作为：用喷枪喷出二氧化碳气体作为：用喷枪喷出二氧化碳气体作为：用喷枪喷出二氧化碳气体作为电弧的保护介质，使熔化金属与空气隔绝，以保护焊电弧的保护介质，使熔化金属与空气隔绝，以保护焊电弧的保护介质，使熔化金属与空气隔绝，以保护焊电弧的保护介质，使熔化金属与空气隔绝，以保护焊接过程稳定。接过程稳定。接过程稳定。接过程稳定。l l特点特点：电弧加热集中，焊接速度快，熔：电弧加热集中，焊接速度快，熔深大，故焊缝强度比手工焊高。且塑性和深大，故焊缝强度

24、比手工焊高。且塑性和耐腐蚀性好。耐腐蚀性好。l l应用范围应用范围：操作必须在室内避风处，适：操作必须在室内避风处，适合厚钢板和特厚钢板（合厚钢板和特厚钢板（t100mm)的焊接的焊接.第15页，共96页，编辑于2022年，星期二二 焊接接头及焊缝的形式1 1焊接接头焊接接头焊接接头焊接接头被连接构件间的相对位置被连接构件间的相对位置被连接构件间的相对位置被连接构件间的相对位置：对接、搭接、：对接、搭接、：对接、搭接、：对接、搭接、T T形和形和形和形和角接。角接。角接。角接。第16页，共96页，编辑于2022年，星期二搭接搭接角角部部连连接接T T形连接形连接平接平接第17页，共96页，编辑

25、于2022年，星期二2 2、焊缝形式、焊缝形式u按受力方向分：按受力方向分：l对接焊缝：对接焊缝：正对接焊缝、斜对接焊缝正对接焊缝、斜对接焊缝正对接焊缝正对接焊缝斜对接焊缝斜对接焊缝T型对接焊缝型对接焊缝对接焊缝连接对接焊缝连接第18页，共96页，编辑于2022年，星期二角焊缝：角焊缝：正面角焊缝、侧面角焊缝、斜焊缝正面角焊缝、侧面角焊缝、斜焊缝角焊缝连接角焊缝连接第19页，共96页，编辑于2022年，星期二u按长度方向的布置分：按长度方向的布置分：l连续角焊缝：连续角焊缝：受力性能较好，主要的角焊缝形式受力性能较好，主要的角焊缝形式l间断角焊缝：间断角焊缝：容易引起应力集中只能用于一些次要构

26、件容易引起应力集中只能用于一些次要构件的连接或受力很小的连接中的连接或受力很小的连接中连续角焊缝连续角焊缝 间断角焊缝间断角焊缝第20页，共96页，编辑于2022年，星期二u按施缝位置分：按施缝位置分：平焊平焊 横焊横焊 立焊立焊 仰焊仰焊第21页，共96页，编辑于2022年，星期二第22页，共96页，编辑于2022年，星期二三三三三 焊缝符号及标注方法焊缝符号及标注方法焊缝符号及标注方法焊缝符号及标注方法第23页，共96页，编辑于2022年，星期二序号序号名名称称示示 意意 图图符符号号说说明明1 1带垫带垫板符板符号号1)1)表示表示焊缝焊缝底部有底部有垫垫板板2 2三面三面焊缝焊缝符号符

27、号1)1)表示三面表示三面带带有有焊焊缝缝3 3周周围焊缝围焊缝符号符号表示表示环绕环绕工件周工件周围焊缝围焊缝4 4现场现场符号符号 表示在表示在现场现场或工或工地上地上进进行行焊焊接接5 5尾部符号尾部符号 可以参照可以参照GB5185GB5185标标注注焊焊接工接工艺艺方方法等内容法等内容第24页，共96页，编辑于2022年，星期二示示 意意 图图标标 注注 示示 例例说说明明表示表示V V形形焊缝焊缝的背的背面底部有面底部有垫垫板板工件三面工件三面带带有有焊缝焊缝，焊焊接方法接方法为为手工手工电电弧弧焊焊表示在表示在现场现场沿工件沿工件周周围围施施焊焊第25页，共96页，编辑于2022

28、年，星期二四四 焊缝缺陷和焊缝质量检验焊缝缺陷和焊缝质量检验l l焊缝的缺陷焊缝的缺陷焊缝的缺陷焊缝的缺陷焊接过程中，产生焊缝金属或附近焊接过程中，产生焊缝金属或附近焊接过程中，产生焊缝金属或附近焊接过程中，产生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：裂热影响区钢材表面或内部的缺陷。常见的缺陷：裂热影响区钢材表面或内部的缺陷。常见的缺陷：裂热影响区钢材表面或内部的缺陷。常见的缺陷：裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未焊纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未焊纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未焊纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未焊透等。透等。透等。透等

29、。第26页，共96页，编辑于2022年，星期二l l焊缝的质量检验焊缝的质量检验焊缝的质量检验焊缝的质量检验l l常用方法常用方法l l外观检验（焊缝尺寸和外观缺陷符合要求）。外观检验（焊缝尺寸和外观缺陷符合要求）。外观检验（焊缝尺寸和外观缺陷符合要求）。外观检验（焊缝尺寸和外观缺陷符合要求）。l l无损探伤检验超声波、无损探伤检验超声波、无损探伤检验超声波、无损探伤检验超声波、x x射线或射线或r r射线。射线。射线。射线。l l焊缝的质量检验标准分为三级焊缝的质量检验标准分为三级：l l第三级只要求第三级只要求第三级只要求第三级只要求外观满足外观满足外观满足外观满足要求；要求；要求；要求；

30、l l第二级除第二级除第二级除第二级除外观满足外观满足要求外用要求外用要求外用要求外用超声波检验超声波检验超声波检验超声波检验每条焊缝的每条焊缝的每条焊缝的每条焊缝的20%20%长度；长度；长度；长度；l l第一级除第一级除第一级除第一级除外观满足外观满足外观满足外观满足要求外用要求外用要求外用要求外用超声波检验超声波检验超声波检验超声波检验每条焊缝的每条焊缝的每条焊缝的每条焊缝的100%100%长度；长度；长度；长度；第27页，共96页，编辑于2022年，星期二第三节第三节 对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算l l一、全焊透对接焊缝的构造一、全焊透对接焊缝的构造一、全焊透对接焊缝的构造

31、一、全焊透对接焊缝的构造l l对接焊缝的坡口的基本形式对接焊缝的坡口的基本形式对接焊缝的坡口的基本形式对接焊缝的坡口的基本形式l lI I形缝形缝形缝形缝：薄板（手工焊：薄板（手工焊：薄板（手工焊：薄板（手工焊t6mmt6mm，埋弧焊，埋弧焊，埋弧焊，埋弧焊t10mm)t10mm)l l单边单边单边单边V V形、形、形、形、V V形或形或形或形或J J形坡口形坡口形坡口形坡口：中等板厚焊件（手工焊：中等板厚焊件（手工焊：中等板厚焊件（手工焊：中等板厚焊件（手工焊t t616mm616mm，埋弧焊，埋弧焊，埋弧焊，埋弧焊t t1020mm1020mm）l lK K形和形和形和形和X X形坡口形坡

32、口形坡口形坡口：较厚板件（手工焊：较厚板件（手工焊：较厚板件（手工焊：较厚板件（手工焊t t16mm16mm，埋弧焊，埋弧焊，埋弧焊，埋弧焊t t20mm)20mm)l lJ J形或形或形或形或U U形坡口形坡口形坡口形坡口：特厚板（：特厚板（：特厚板（：特厚板（t t50mm50mm）第28页，共96页，编辑于2022年，星期二b)I型型c)单边单边V型型h)K型型溶合线溶合线a)I型型V型型d)单边单边U型型e)U型型f)g)X型型第29页，共96页，编辑于2022年，星期二P P为钝边为钝边为钝边为钝边（手工焊03mm，埋弧焊26mm)b b为间隙为间隙为间隙为间隙（手工焊手工焊03mm

33、03mm，埋弧焊埋弧焊0mm)0mm)a a为坡口角度为坡口角度为坡口角度为坡口角度，一般，一般4545对接焊缝的图示对接焊缝的图示第30页，共96页，编辑于2022年，星期二引弧板引弧板b2 2、引弧板的设置、引弧板的设置、引弧板的设置、引弧板的设置原因原因原因原因:在对接焊缝的起弧落弧处，常出现缺陷，以致引起应力集中，在对接焊缝的起弧落弧处，常出现缺陷，以致引起应力集中，在对接焊缝的起弧落弧处，常出现缺陷，以致引起应力集中，在对接焊缝的起弧落弧处，常出现缺陷，以致引起应力集中，钢结构工程施工及验收规范规定各种接头的对接焊缝均应在焊钢结构工程施工及验收规范规定各种接头的对接焊缝均应在焊钢结构

34、工程施工及验收规范规定各种接头的对接焊缝均应在焊钢结构工程施工及验收规范规定各种接头的对接焊缝均应在焊缝的两端设置引弧板。缝的两端设置引弧板。缝的两端设置引弧板。缝的两端设置引弧板。引弧板的长度引弧板的长度引弧板的长度引弧板的长度：手工电弧焊及气体保护焊：手工电弧焊及气体保护焊：手工电弧焊及气体保护焊：手工电弧焊及气体保护焊20mm20mm，埋弧焊，埋弧焊，埋弧焊，埋弧焊50mm50mm。某些特殊情况无法采用引弧板时某些特殊情况无法采用引弧板时某些特殊情况无法采用引弧板时某些特殊情况无法采用引弧板时，则应在计算中每条焊缝的长，则应在计算中每条焊缝的长，则应在计算中每条焊缝的长，则应在计算中每条

35、焊缝的长度减去度减去度减去度减去2t(t2t(t为较薄板件厚度）。为较薄板件厚度）。为较薄板件厚度）。为较薄板件厚度）。第31页，共96页，编辑于2022年，星期二l l3 3、不同宽度或厚度的钢板拼接、不同宽度或厚度的钢板拼接、不同宽度或厚度的钢板拼接、不同宽度或厚度的钢板拼接l l当对接焊缝拼接钢板宽度不同或厚度相差当对接焊缝拼接钢板宽度不同或厚度相差当对接焊缝拼接钢板宽度不同或厚度相差当对接焊缝拼接钢板宽度不同或厚度相差4mm4mm以上，以上，以上，以上，在宽度或厚在宽度或厚在宽度或厚在宽度或厚度方向从一侧或两侧做成坡度度方向从一侧或两侧做成坡度度方向从一侧或两侧做成坡度度方向从一侧或两

36、侧做成坡度 1 1：2.52.5的斜坡，以使截面平缓过渡，减少应力集中；的斜坡，以使截面平缓过渡，减少应力集中；的斜坡，以使截面平缓过渡，减少应力集中；的斜坡，以使截面平缓过渡，减少应力集中；l l当厚度不大于当厚度不大于当厚度不大于当厚度不大于4mm4mm可不做斜坡。可不做斜坡。可不做斜坡。可不做斜坡。第32页，共96页，编辑于2022年，星期二l l1.1.轴心受力作用时对接焊缝的计算轴心受力作用时对接焊缝的计算轴心受力作用时对接焊缝的计算轴心受力作用时对接焊缝的计算l l当当当当外力作用在对接焊缝的垂直方向外力作用在对接焊缝的垂直方向外力作用在对接焊缝的垂直方向外力作用在对接焊缝的垂直方

37、向，其合力通过焊缝的形心，其合力通过焊缝的形心，其合力通过焊缝的形心，其合力通过焊缝的形心，按下式计算焊缝的强度按下式计算焊缝的强度按下式计算焊缝的强度按下式计算焊缝的强度l lNN轴心拉力或轴心压力设计值轴心拉力或轴心压力设计值轴心拉力或轴心压力设计值轴心拉力或轴心压力设计值;l l 焊缝的计算长度，当采用引弧板时取实际长度；未采用引弧焊缝的计算长度，当采用引弧板时取实际长度；未采用引弧焊缝的计算长度，当采用引弧板时取实际长度；未采用引弧焊缝的计算长度，当采用引弧板时取实际长度；未采用引弧板时，每条焊缝取实际长度减去板时，每条焊缝取实际长度减去板时，每条焊缝取实际长度减去板时，每条焊缝取实际

38、长度减去2t;2t;l ltt在对接焊缝连接板件中的较小厚度在对接焊缝连接板件中的较小厚度在对接焊缝连接板件中的较小厚度在对接焊缝连接板件中的较小厚度;l l 对接焊缝的抗拉、抗压、抗剪强度的设计对接焊缝的抗拉、抗压、抗剪强度的设计对接焊缝的抗拉、抗压、抗剪强度的设计对接焊缝的抗拉、抗压、抗剪强度的设计 值值值值5959页表页表页表页表4242查；查；查；查；二、焊透对接焊缝的计算二、焊透对接焊缝的计算二、焊透对接焊缝的计算二、焊透对接焊缝的计算第33页，共96页，编辑于2022年，星期二l l当当外力作用线与对接焊缝斜交外力作用线与对接焊缝斜交时，其合力通过焊缝时，其合力通过焊缝的形心时的形

39、心时第34页，共96页，编辑于2022年，星期二l l注意注意：l l对接焊缝的抗拉强度及抗剪强度设计值均与钢材对接焊缝的抗拉强度及抗剪强度设计值均与钢材相同，而相同，而抗拉强度设计值只在焊缝质量为三级时为抗拉强度设计值只在焊缝质量为三级时为钢材的钢材的85%（缺陷太多，受压和受剪时无影响，但（缺陷太多，受压和受剪时无影响，但受拉时影响显著）受拉时影响显著）l l对有引弧板的对接焊缝不需计算即可用于任何部对有引弧板的对接焊缝不需计算即可用于任何部位，位，只在三级焊缝且受拉时才用上式计算只在三级焊缝且受拉时才用上式计算l l如果垂直焊缝不能满足要求，可以采用斜焊缝，如果垂直焊缝不能满足要求，可以

40、采用斜焊缝，以减少焊缝的长度和减小法向应力，但比较浪费材以减少焊缝的长度和减小法向应力，但比较浪费材料。当焊缝长度与作用力间的夹角料。当焊缝长度与作用力间的夹角 规范规定，当斜焊缝倾角规范规定，当斜焊缝倾角56.3，即，即tan1.5时，时，可认为对接斜焊缝与母材等强，不用计算。可认为对接斜焊缝与母材等强，不用计算。第35页，共96页，编辑于2022年，星期二!例例1 1 试验算图示钢板的对接焊缝的强度。图中试验算图示钢板的对接焊缝的强度。图中a=540mm,t=22mma=540mm,t=22mm，轴心力的设计值为，轴心力的设计值为N=2500kNN=2500kN。钢材为。钢材为Q235-B

41、Q235-B，手工焊，焊条为，手工焊，焊条为E43E43型，三级检验标准的焊缝，型，三级检验标准的焊缝，施焊时加引弧板施焊时加引弧板第36页，共96页，编辑于2022年，星期二第37页，共96页，编辑于2022年，星期二2、弯矩和剪力共同作用时的对接焊缝计算弯矩和剪力共同作用时的对接焊缝计算l l矩形截面矩形截面第38页，共96页，编辑于2022年，星期二l lM焊缝计算截面的弯矩焊缝计算截面的弯矩l l 焊缝截面抵抗矩焊缝截面抵抗矩l l 焊缝截面计算剪应力处的以上部分截面对中焊缝截面计算剪应力处的以上部分截面对中和轴的面积矩和轴的面积矩l l 焊缝截面对中和轴的惯性矩焊缝截面对中和轴的惯性

42、矩l l 对接焊缝的抗剪强度设计值对接焊缝的抗剪强度设计值l l工字形、工字形、T形截面形截面第39页，共96页，编辑于2022年，星期二三、未焊透对接焊缝的计算三、未焊透对接焊缝的计算未焊透的对接焊缝计算同角焊缝的计算未焊透的对接焊缝计算同角焊缝的计算（如下文（如下文)第40页，共96页，编辑于2022年，星期二l l1 1、计算两块钢板对接焊缝。已知钢板截面为、计算两块钢板对接焊缝。已知钢板截面为、计算两块钢板对接焊缝。已知钢板截面为、计算两块钢板对接焊缝。已知钢板截面为46012mm46012mm，承受轴心拉力，承受轴心拉力N=1180KN（静力荷载），（静力荷载），（静力荷载），（静力

43、荷载），钢材为钢材为钢材为钢材为Q235Q235，焊条采用，焊条采用E43型，焊缝质量等级为三级，型，焊缝质量等级为三级，型，焊缝质量等级为三级，型，焊缝质量等级为三级，施工中不采用引弧板。施工中不采用引弧板。施工中不采用引弧板。施工中不采用引弧板。l l2 2、简支梁的截面荷载（含梁自重在内的设计值）。、简支梁的截面荷载（含梁自重在内的设计值）。在距支座在距支座2.4m处有翼缘和腹板的拼接连接，试设计处有翼缘和腹板的拼接连接，试设计拼接的对接焊缝。已知钢材为拼接的对接焊缝。已知钢材为Q235Q235，焊条采用，焊条采用E43E43型，焊缝质量等级为三级，施工中采用引弧板。型，焊缝质量等级为三

44、级，施工中采用引弧板。型，焊缝质量等级为三级，施工中采用引弧板。型，焊缝质量等级为三级，施工中采用引弧板。l l3、试验算柱和牛腿的对接焊缝连接。已知钢材为、试验算柱和牛腿的对接焊缝连接。已知钢材为、试验算柱和牛腿的对接焊缝连接。已知钢材为、试验算柱和牛腿的对接焊缝连接。已知钢材为Q390Q390，焊条采用，焊条采用，焊条采用，焊条采用E55E55型，焊缝质量等级为三级，施工中不采型，焊缝质量等级为三级，施工中不采型，焊缝质量等级为三级，施工中不采型，焊缝质量等级为三级，施工中不采用引弧板。用引弧板。用引弧板。用引弧板。第41页，共96页，编辑于2022年，星期二第四节第四节 角焊缝的构造和计

45、算角焊缝的构造和计算一直角角焊缝的构造一直角角焊缝的构造1 1、按、按、按、按角焊缝长度与受力方向的关系角焊缝长度与受力方向的关系角焊缝长度与受力方向的关系角焊缝长度与受力方向的关系：侧面角焊缝侧面角焊缝侧面角焊缝侧面角焊缝：焊缝长度方向与受力方向平行，焊缝长度方向与受力方向平行，焊缝长度方向与受力方向平行，焊缝长度方向与受力方向平行，主要承受剪应力，其特点为应力分布简单主要承受剪应力，其特点为应力分布简单主要承受剪应力，其特点为应力分布简单主要承受剪应力，其特点为应力分布简单些，但分布并不均匀，剪应力两端大，中些，但分布并不均匀，剪应力两端大，中些，但分布并不均匀，剪应力两端大，中些，但分布

46、并不均匀，剪应力两端大，中间小。弹模低强度低，但塑性较好间小。弹模低强度低，但塑性较好间小。弹模低强度低，但塑性较好间小。弹模低强度低，但塑性较好正面角焊缝正面角焊缝：焊缝垂直于受力方向，其特点焊缝垂直于受力方向，其特点为受力后应力状态较复杂，应力集中严重，为受力后应力状态较复杂，应力集中严重，焊缝根部形成高峰应力，易于开裂。破坏强焊缝根部形成高峰应力，易于开裂。破坏强度要高一些，但塑性差度要高一些，但塑性差 斜焊缝斜焊缝：受力性能和强度介于两受力性能和强度介于两者之间者之间 第42页，共96页，编辑于2022年，星期二l l2、按焊缝的两焊脚边的夹角分、按焊缝的两焊脚边的夹角分：l l直角角

47、焊缝直角角焊缝直角角焊缝直角角焊缝：两焊脚边的夹角为：两焊脚边的夹角为：两焊脚边的夹角为：两焊脚边的夹角为9090l l特点：受力性能较好，应用广泛。特点：受力性能较好，应用广泛。特点：受力性能较好，应用广泛。特点：受力性能较好，应用广泛。l l斜角角焊缝斜角角焊缝斜角角焊缝斜角角焊缝：两焊脚边的不等于夹角为：两焊脚边的不等于夹角为：两焊脚边的不等于夹角为：两焊脚边的不等于夹角为9090l l特点：两焊脚边的夹角特点：两焊脚边的夹角特点：两焊脚边的夹角特点：两焊脚边的夹角a a135135或或或或6060时，除钢管以外，不易用作时，除钢管以外，不易用作时，除钢管以外，不易用作时，除钢管以外，不

48、易用作受力焊缝受力焊缝受力焊缝受力焊缝。l l 3、角焊缝按其截面角焊缝按其截面角焊缝按其截面角焊缝按其截面l l 分分分分：普通型（焊脚尺：普通型（焊脚尺：普通型（焊脚尺：普通型（焊脚尺l l 寸寸寸寸1:1)1:1)、平坦型寸、平坦型寸、平坦型寸、平坦型寸l l （焊脚尺寸（焊脚尺寸（焊脚尺寸（焊脚尺寸1 1：1.51.5）l l 凹面型凹面型凹面型凹面型 焊脚尺寸焊脚尺寸焊脚尺寸焊脚尺寸1 1：1)1)l l 焊脚尺寸焊脚尺寸焊脚尺寸焊脚尺寸 第43页，共96页，编辑于2022年，星期二第44页，共96页，编辑于2022年，星期二l l3.角焊缝的构造要求角焊缝的构造要求l l1 1）.

49、最小焊脚尺寸最小焊脚尺寸最小焊脚尺寸最小焊脚尺寸：角焊缝的焊脚尺寸与焊件的厚度有关，当焊件较：角焊缝的焊脚尺寸与焊件的厚度有关，当焊件较：角焊缝的焊脚尺寸与焊件的厚度有关，当焊件较：角焊缝的焊脚尺寸与焊件的厚度有关，当焊件较厚而焊脚又过小时，焊缝内部将冷却过快而产生淬硬组织，容易使焊厚而焊脚又过小时，焊缝内部将冷却过快而产生淬硬组织，容易使焊厚而焊脚又过小时，焊缝内部将冷却过快而产生淬硬组织，容易使焊厚而焊脚又过小时，焊缝内部将冷却过快而产生淬硬组织，容易使焊缝附近主体金属产生裂纹。缝附近主体金属产生裂纹。缝附近主体金属产生裂纹。缝附近主体金属产生裂纹。l l2 2）.最大焊脚尺寸最大焊脚尺寸

50、最大焊脚尺寸最大焊脚尺寸：角焊缝的焊脚尺寸也不宜过大，易使焊件形：角焊缝的焊脚尺寸也不宜过大，易使焊件形：角焊缝的焊脚尺寸也不宜过大，易使焊件形：角焊缝的焊脚尺寸也不宜过大，易使焊件形成烧穿，且使焊件产生较大的焊接残余应力和焊接变形。成烧穿，且使焊件产生较大的焊接残余应力和焊接变形。成烧穿，且使焊件产生较大的焊接残余应力和焊接变形。成烧穿，且使焊件产生较大的焊接残余应力和焊接变形。l l3 3）.最小计算长度最小计算长度最小计算长度最小计算长度：角焊缝焊脚尺寸大而长度过小，将使焊件局部：角焊缝焊脚尺寸大而长度过小，将使焊件局部：角焊缝焊脚尺寸大而长度过小，将使焊件局部：角焊缝焊脚尺寸大而长度过