建筑钢结构熔透对接焊缝缺陷对焊缝抗拉承载力影响的研究

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1、第43卷第5期西安建筑科技大学学报(自然科学版)Vol.43No.52011年10月J1XicanUniv.ofArch.&Tech.(NaturalScienceEdition)Oct.2011建筑钢结构熔透对接焊缝缺陷对焊缝抗拉承载力影响的研究1,231,21,2,4杨晓东,雷艳春,尚建丽,岳鹏(1.西安建筑科技大学材料科学与工程学院,陕西西安710055;21西部建筑科技国家重点实验室(筹),陕西西安710055;31西安工业大学建筑工程学院,陕西西安710032;41西安建筑科技大学建筑学院,陕西西安710055)摘要:超声波探伤计

2、算建筑钢结构熔透对接焊缝的缺陷率,对含有不同位置缺陷及缺陷率的焊缝进行拉力试验,用缺陷率-焊缝强度关系图分析焊缝抗拉承载力达到:母材强度,GB50017-2003一、二、三级熔透对接焊缝设计值,母材屈服强度标准值时,建筑钢结构熔透对接焊缝可允许存在的体积性缺陷率限值.研究结果表明:存在于熔透对接焊缝中部的缺陷,当缺陷率小于2.6%时,焊缝的抗拉强度大于母材的强度,当缺陷率小于8.0%时,焊缝的抗拉强度大于母材屈服强度标准值,当缺陷率小于25.5%时,焊缝的抗拉强度大于GB50017-2003一、二级熔透对接焊缝设计值,当缺陷率小于30.0%

3、时,焊缝的抗拉强度大于GB50017-2003三级熔透对接焊缝设计值;存在于熔透对接焊缝根部的缺陷,当缺陷率小于11.0%时,焊缝的抗拉强度大于母材屈服强度标准值以及GB50017-2003一、二级熔透对接焊缝设计值,当缺陷率小于23.0%时,焊缝的抗拉强度大于GB50017-2003三级熔透对接焊缝设计值.关键词:建筑钢结构;熔透对接焊;焊缝抗拉承载力;焊接缺陷;缺陷率限值*中图分类号:TB44117文献标志码:A文章编号:1006-7930(2011)05-0730-05.建筑钢结构现场焊接,焊缝中的缺陷不可避免.国际上公认的焊缝中可以

4、存在一些/体积性0缺陷[1](缺陷尺寸可进行三维度量),然而国内外对焊接缺陷的研究主要集中在造船、压力容器等行业,对于建筑钢结构焊接体积性缺陷的大小与结构正常使用之间的相关性尚需研究.建筑钢结构焊缝与锅炉压力容器等封闭性钢结构焊缝受力状况有着本质的区别,焊缝在建筑钢结构中所处的位置不同,承受荷载大小、种类也不相同,破坏后产生的危害程度也不相同,因此对焊缝质量的要求也应不一样,如果一味的追求消除焊接缺陷要求,将造成不必要的浪费.1材料及试验1.1钢材试验用钢材:Q345B,厚度为10mm、12mm、16mm、18mm、20mm、22mm.5低

5、合金高强度结构钢6GB/T1591-2008规定Q345B材质的力学指标及试验钢材的力学性能实测值如表1所示.表1钢材的力学性能Tab.1MechanicalpropertyofthesteelUltimatetensileElongationrateTypeYieldstrength/MPastrength/MPaafterbreak/%Testingvalue380~400482~55629.0~33.0Standardvalue[16mm345470~63020incode>16~40mm3351.2焊材和试件焊条型号为E5003,

6、焊条的力学性能如表2所示;焊缝试件为熔透对接形式,焊接方式为手工电弧*收稿日期:2011-03-02修改稿日期:2011-07-26基金项目:陕西省教育厅自然科学专项(09JK558)作者简介:杨晓东(1968-),男,陕西勉县人,高级工程师,主要从事钢结构无损探伤的研究工作.第5期杨晓东等:建筑钢结构熔透对接焊缝缺陷对焊缝抗拉承载力影响的研究731[2]焊,试件宽度为50mm;5钢结构设计规范6GB50017-2003中规定的焊缝设计强度如表3所示.表2E5003焊条力学性能Tab.2Mechanicalpropertyofwelding

7、electrodeTypeYieldstrength/MPaUltimatetensilestrength/MPaElongationafterbreak/%E500343056025表3熔透对接焊缝设计强度Tab.3DesignstrengthofpenetratedbuttweldTypeofThicknessofCompressiveTensilestrength/MPaShearstrength/MPasteelsteelslab/mmstrength/MPaGrade1,grade2Grade3[16310310265180Q34

8、5B16~402952952501751.3试验设备(1)试件测试仪器:WE-1000A(立式)万能材料试验机,最大量程为0~1000kN,一级精度.(2)试验加荷速度:试验加荷