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时间:2020-09-13
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1、第三章钢结构的连接第一节连接分类及特点一.概述连接的方式可分为两大类:焊缝连接和紧固件(螺栓、铆钉等)连接。焊接,又可分为对接焊缝连接和角焊缝连接.紧固件连接指的是为铆钉连接和螺栓连接,常简称栓钉连接,而螺栓连接又有普通螺栓连接和高强度螺栓连接.二、焊缝连接1.焊缝连接方法(1)电弧焊最常用的一种焊接方法,分为手工电弧焊和(半)自动埋弧焊.图3-1-2连接示例(a)焊缝连接;(b)铆钉连接立焊;(c)螺栓连接图3-1-3手工焊示意图图3-1-4自动焊示意图手工电弧焊所用焊条应与焊件钢材(或称主体金属)相适应,一般为:Q235钢采用E43型焊条(E4300~E4328);Q
2、345钢采用E50型焊条(E5000~E5048);Q390钢和Q420钢采用E55型焊条(E5500~E5518)。焊条型号中,字母E表示焊条,前两位数字为熔敷金属的最小抗拉强度(即分别为420、490、540N/mm2),第三、四位数字表示适用焊接位置、电流以及药皮类型等。不同钢种的钢材相焊接时,宜采用低组配方案,即宜采用与低强度钢材相适应的焊条。埋弧焊所用焊丝和焊剂应与主体金属强度相适应,即要求焊缝与主体金属等强度。(2)电阻焊电阻焊是利用电流通过焊件接触点表面时的电阻所产生的热量,来熔化焊件金属,再利用压力使其焊合。它适用于焊接厚度为6~12mm的板束。(3)电渣
3、焊电渣焊是利用电流通过熔渣所产生的热阻,来熔化金属,使之焊合。特别适用于焊接40mm厚度以上的焊件,而且焊件可以不开坡口。(4)气体保护焊气体保护焊是用焊枪中喷出的惰性气体及自动送人焊丝代替焊剂和焊条的一种焊接方法。主要用于手工操作,与手工电弧焊相比较,速度快,焊接变形小。焊缝连接的优点是:构造简单,任何形式的构件都可直接相连;用料经济,不削弱截面;制作加工方便,既可手工施焊也可实现自动化操作;连接的密闭性好,结构刚度大,整体性较好。其缺点是:在焊缝附近的热影响区内,易使局部材质变脆;焊接残余应力和残余变形使构件受力时变形增加、降低了构件的稳定性;焊接结构对裂纹很敏感,局
4、部裂纹一旦发生,就容易扩展到整体,低温冷脆问题较为突出。3.焊缝连接形式和焊缝种类焊缝连接按被连接钢材的相互位置可分为对接(或平接)、搭接(或错接)、T形(或顶接)连接和角接等。在T形连接中也有被连接件不是垂直的情况。(a)对接;(b)用拼接盖板的对接;(c)搭接;(d)、(e)T形连接;(f)、(g)角接按照焊缝的空间位置,即施焊的方位,焊缝又可分为平焊、立焊、横焊和仰焊。(a)平焊;(b)立焊;(c)横焊;(d)仰焊对接焊缝和角焊缝在两焊件连接面的间隙内,用熔化的焊条金属填塞,并与焊件熔化部分相结合,形成的焊缝称为对接焊缝。又分为全熔透和部分熔透(非熔透)两种。焊缝金
5、属填充在被连接件形成的直(斜)角区域内的焊缝称为角焊缝,广泛应用。4.焊缝缺陷与焊接质量控制常见的缺陷有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔合、未焊透等,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。焊缝质量检验一般采用外观检查和内部无损探伤两种方法,前者检查外观缺陷和几何尺寸,后者检查内部缺陷。内部无损检验目前广泛采用超声波,使用灵活、经济,对内部缺陷反应灵敏,但不易识别缺陷性质;有时还用磁粉检验、荧光检验等较简单的方法作为辅助;此外还可采用x射线或射线透照或拍片,尤其x射线应用较广泛。《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205)
6、中规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。三级焊缝只要求对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且符合一级、二级质量标准外,还要求超声波检验并符合相应级别的质量标准,若超声波探伤不能对缺陷作出判断时,应采用射线探伤。外观和探伤检查的位置和数量也有专门的规定。设计中对焊缝质量等级不应提出不恰当的要求(i)在需要进行疲劳计算的构件中,凡对接焊缝均应焊透,其质量等级为作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T形对接与角接组合焊缝,受拉时应为一级,受压时应为二级;作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级;(ii)不需要计算疲劳的构件中,凡要
7、求与母材等强的对接焊缝应予焊透,其质量等级当受拉时应不低于二级,受压时宜为二级;(iii)重级工作制和起重量Q≥50t的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘之间以及吊车桁架上弦杆与节点板之间的T形接头焊缝均要求焊透,焊缝形式一般为对接与角接的组合焊缝,其质量等级不应低于二级;(iv)不要求焊透的T形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝,以及搭接连接采用的角焊缝,其质量等级为对直接承受动力荷载且需要验算疲劳的结构和吊车起重量Q≥50t的中级工作制吊车粱,焊缝的外观质量应符合二级;对其他结构,焊缝的外观质量标准可为三级。5.焊
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