焊接(对接焊缝)[1]课件.ppt
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- 焊接 对接 焊缝 课件
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1、1.1.了解钢结构连接的种类及特点。了解钢结构连接的种类及特点。2.2.了解焊接的工作性能,掌握焊接连接的了解焊接的工作性能,掌握焊接连接的 构造要求和计算方法。构造要求和计算方法。3.3.掌握螺栓连接的构造要求和计算方法。掌握螺栓连接的构造要求和计算方法。4.4.掌握焊接残余应力和残余变形产生的原掌握焊接残余应力和残余变形产生的原 因及对结构工作性能的影响。因及对结构工作性能的影响。基本要求基本要求项目二项目二 焊接焊接 ( (一一) ) 焊接的方法、形式、焊缝符号标注及焊缝质量等级焊接的方法、形式、焊缝符号标注及焊缝质量等级 钢结构是由钢构件连接形成的结构,因此连接钢结构是由钢构件连接形成
2、的结构,因此连接在钢结构中占有很重要的位置,它直接关系钢结构在钢结构中占有很重要的位置,它直接关系钢结构的安全和经济。在受力过程中,连接应具有足够的的安全和经济。在受力过程中,连接应具有足够的强度,以使被连接构件之间保持正确的相互位置。强度,以使被连接构件之间保持正确的相互位置。 连接的作用是通过一定方式将板材或型钢组合成构连接的作用是通过一定方式将板材或型钢组合成构件件, ,或将若干构件组合成整体结构或将若干构件组合成整体结构, ,以保证其共同工作。以保证其共同工作。 钢结构的连接方法可分为钢结构的连接方法可分为焊接连接焊接连接、螺栓连接螺栓连接和和铆铆钉连接钉连接三种。三种。 焊接连接焊接
3、连接 螺栓连接螺栓连接 铆钉连接铆钉连接 NNNNNN螺栓连接螺栓连接铆钉连接铆钉连接焊接连接焊接连接焊缝连接焊缝连接对接焊缝连接对接焊缝连接角焊缝连接角焊缝连接焊缝连接焊缝连接优点:构造简单,任何形式的构件都可直接相连;优点: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;用料经济,不削弱截面; 制作加工方便,可实现自动化操作;制作加工方便,可实现自动化操作; 连接的密闭性好,结构刚度大。连接的密闭性好,结构刚度大。钢结构连接特点钢结构连接特点缺点:在焊缝附近的热影响区内,钢材局部材质变脆;缺点:在焊缝附近的热影响区内,钢材局部材质变脆; 焊接残余应力和残余变形降低受压构件承载
4、力;焊接残余应力和残余变形降低受压构件承载力; 对裂纹敏感,局部裂纹一旦发生,就容易扩展到对裂纹敏感,局部裂纹一旦发生,就容易扩展到 整体,低温冷脆问题较为突出。整体,低温冷脆问题较为突出。螺栓连接螺栓连接普通螺栓连接普通螺栓连接高强度螺栓连接高强度螺栓连接螺栓连接螺栓连接粗制螺栓粗制螺栓 C级级精制螺栓精制螺栓 A、B级级摩擦型高强度螺栓摩擦型高强度螺栓承压型高强度螺栓承压型高强度螺栓普通螺栓连接普通螺栓连接:装卸便利,设备简单;螺栓精度低时装卸便利,设备简单;螺栓精度低时不宜受剪,螺栓精度高时加工和安装难度较大。不宜受剪,螺栓精度高时加工和安装难度较大。高强螺栓连接高强螺栓连接:加工方便,
5、对结构削弱少,可拆换,加工方便,对结构削弱少,可拆换,能承受动力荷载,耐疲劳,塑性、韧性好;需进行摩能承受动力荷载,耐疲劳,塑性、韧性好;需进行摩擦面处理,安装工艺略为复杂,造价略高。擦面处理,安装工艺略为复杂,造价略高。 铆钉连接是将铆钉插入铆孔后施压使铆钉端部铆合铆钉连接是将铆钉插入铆孔后施压使铆钉端部铆合, ,常用加热铆合,也可在常温下铆合。常用加热铆合,也可在常温下铆合。 铆钉连接的传力可靠,韧性和塑性好,质量易于检铆钉连接的传力可靠,韧性和塑性好,质量易于检查,连接变形小,承受动力荷载时抗疲劳性能好,适合查,连接变形小,承受动力荷载时抗疲劳性能好,适合于重型和直接承受动力荷载的结构。
6、于重型和直接承受动力荷载的结构。 但由于铆钉连接费材费工,噪音大,一般情况下很但由于铆钉连接费材费工,噪音大,一般情况下很少采用,逐渐被高强螺栓取代。少采用,逐渐被高强螺栓取代。铆钉连接铆钉连接1 1、手工电弧焊、手工电弧焊钢结构常用焊接方法钢结构常用焊接方法(1 1)原理:利用电弧产生热量熔化焊条和母材形成焊缝。)原理:利用电弧产生热量熔化焊条和母材形成焊缝。 焊机焊机导线导线熔池熔池焊条焊条焊钳焊钳保护气体保护气体焊件焊件电弧电弧图图 手工电弧焊手工电弧焊(4 4)焊条的表示方法:)焊条的表示方法:E后面加后面加4个数字个数字E表示焊条表示焊条(Electrode)前两位前两位数字为熔融金
7、属的最小抗拉强度数字为熔融金属的最小抗拉强度(N/mm2)后两位后两位数字数字表示适用焊接位置、电流种类及药皮类型等。表示适用焊接位置、电流种类及药皮类型等。(2 2)优点:设备简单,操作灵活方便,适于任意空间位)优点:设备简单,操作灵活方便,适于任意空间位置的焊接,持别适于焊接短焊缝。置的焊接,持别适于焊接短焊缝。(3 3)缺点:生产效率低,劳动强度大,焊接质量取决于)缺点:生产效率低,劳动强度大,焊接质量取决于焊工的精神状态与技术水平,质量波动大。焊工的精神状态与技术水平,质量波动大。 (5 5)焊条的选择)焊条的选择 焊条应与焊件钢材相适应;不同钢种的钢材焊接,焊条应与焊件钢材相适应;不
8、同钢种的钢材焊接,宜采用与低强度钢材相适应的焊条。如:宜采用与低强度钢材相适应的焊条。如:Q390、Q420钢钢E55型焊条型焊条(E5500-5518)Q345钢钢E50型焊条型焊条(E5000-5048)Q235钢钢E43型焊条型焊条(E4300-E4328)2 2、埋弧焊(自动或半自动)、埋弧焊(自动或半自动)(1 1)原理:埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊)原理:埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。方法。图图 埋弧自动电弧焊埋弧自动电弧焊焊丝焊丝转盘转盘送丝器送丝器悍剂漏斗悍剂漏斗悍剂悍剂悍件悍件熔渣熔渣悍缝金属悍缝金属 (2 2)优点:自动化程度高,焊接速度快,劳动强度
9、)优点:自动化程度高,焊接速度快,劳动强度低;电弧热量集中,熔深大,热影响区小;工艺条件稳低;电弧热量集中,熔深大,热影响区小;工艺条件稳定,焊缝的化学成分均匀,焊缝质量好,焊件变形小。定,焊缝的化学成分均匀,焊缝质量好,焊件变形小。 (3 3)缺点:装配精度要求高,设备投资大,施工位置)缺点:装配精度要求高,设备投资大,施工位置受限等。受限等。 (4 4)焊丝的选择:埋弧焊的焊条应与焊件钢材相匹配,)焊丝的选择:埋弧焊的焊条应与焊件钢材相匹配,如:如:Q235-H08、H08A、H08MnA; Q345、Q390-H08A、H08E、H08Mn等。等。3 3、气体保护焊、气体保护焊 气体保护
10、焊是利用惰性气体或二氧化碳气体作为保护气体保护焊是利用惰性气体或二氧化碳气体作为保护介质,在电弧周围造成局部的保护层,使被熔化的钢材介质,在电弧周围造成局部的保护层,使被熔化的钢材不与空气接触。其优点:电弧加热集中,焊接速度快,不与空气接触。其优点:电弧加热集中,焊接速度快,熔化深度大,焊缝强度高,塑性好。熔化深度大,焊缝强度高,塑性好。 1 1、焊缝连接形式、焊缝连接形式焊缝连接形式及焊缝形式焊缝连接形式及焊缝形式按被连接钢材的相互位置,可分为:按被连接钢材的相互位置,可分为:(1 1)对接连接)对接连接有拼接盖板的对接连接有拼接盖板的对接连接(2 2)搭接连接)搭接连接(3 3)T T形连
11、接形连接(4 4)角部连接角部连接(5 5)焊钉连接)焊钉连接N(6 6)槽焊连接槽焊连接N2 2、焊缝形式、焊缝形式(1 1)正交正交平行平行斜交斜交对接焊缝对接焊缝角焊缝角焊缝正对接焊缝正对接焊缝斜对接焊缝斜对接焊缝按按受受力力方方向向正面角焊缝正面角焊缝侧面角焊缝侧面角焊缝斜焊缝斜焊缝正交正交斜交斜交(2 2)角焊缝沿长度方向的布置分为:)角焊缝沿长度方向的布置分为: 连续角焊缝:受力性能较好,为主要的角焊缝形式连续角焊缝:受力性能较好,为主要的角焊缝形式。 断续角焊缝:在起、灭弧处容易引起应力集中,用断续角焊缝:在起、灭弧处容易引起应力集中,用于次要构件或受力小的连接。于次要构件或受力
12、小的连接。 长度长度b10hf或或50mm 受压时间断距离受压时间断距离l15t; ;受拉时受拉时l30t,其中其中t为较薄焊件的厚度。为较薄焊件的厚度。b bl l间隔角焊缝间隔角焊缝连续角焊缝连续角焊缝(3 3)角焊缝按施)角焊缝按施焊焊位置分为:位置分为:船形位置焊船形位置焊(平焊)(平焊)立立焊焊立立焊焊仰焊仰焊仰焊仰焊仰焊仰焊横焊横焊横焊横焊横焊横焊平焊平焊焊缝符号及标注焊缝符号及标注 图2-17 对接焊缝的坡口形式、符号及尺寸标注 图2-15 焊缝标注图形 1 1、焊缝缺陷、焊缝缺陷焊缝缺陷及焊缝质量检验焊缝缺陷及焊缝质量检验 焊缝缺陷是指焊接过程中产生于焊缝金属或附近热焊缝缺陷是
13、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。影响区钢材表面或内部的缺陷。 常见的缺陷有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹常见的缺陷有裂纹、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。求、焊缝成形不良等。 焊缝缺陷焊缝缺陷裂纹裂纹焊瘤焊瘤烧穿烧穿弧坑弧坑气孔气孔夹渣夹渣咬边咬边未熔合未熔合未焊透未焊透2 2、焊缝质量检验、焊缝质量检验 外观检查:检查外观缺陷和几何尺寸;外观检查:检查外观缺陷和几何尺寸; 内部无损检验:检验内部缺陷。(超声波检验、内部无损检验:检验内部缺陷。(超声波检
14、验、X射射线或线或射线透照或拍片)射线透照或拍片)3 3、焊缝质量等级及选用、焊缝质量等级及选用 钢结构工程施工质量验收规范钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001规定规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。 三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三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;质量标准; (1 1)焊缝质量等级)焊缝质量等级 一级、二级焊缝则除外观检查外,还要求一定数量的一级、二级焊缝则除外观检查外,还要求一定数量的超声波探伤检验,超声波探伤不能对缺陷作出判断时,应超声波探伤检验,超声波探伤不能
15、对缺陷作出判断时,应采用射线探伤检验,并应符合国家相应质量标准的要求。采用射线探伤检验,并应符合国家相应质量标准的要求。 钢结构设计规范钢结构设计规范(GB500172003)中,对焊缝质中,对焊缝质量等级的选用有如下规定:量等级的选用有如下规定: 需要进行疲劳计算的构件中,垂直于作用力方向的需要进行疲劳计算的构件中,垂直于作用力方向的横向对接焊缝受拉时应为一级,受压时应为二级。平行于横向对接焊缝受拉时应为一级,受压时应为二级。平行于作用力方向的纵向对接焊缝应为二级作用力方向的纵向对接焊缝应为二级。 (2 2)焊缝等级选用)焊缝等级选用 在不需要进行疲劳计算的构件中,凡要求与母材在不需要进行疲
16、劳计算的构件中,凡要求与母材等强的受拉对接焊缝应不低于二级;受压时宜为二级。等强的受拉对接焊缝应不低于二级;受压时宜为二级。 重级工作制和起重量重级工作制和起重量500kN的中级工作制吊的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘板之间以及吊车桁架上弦杆与节点车梁的腹板与上翼缘板之间以及吊车桁架上弦杆与节点板之间的形接头焊透的对接与角接组合焊缝,质量不板之间的形接头焊透的对接与角接组合焊缝,质量不应低于二级。应低于二级。 角焊缝质量等级一般为三级,直接承受动力荷载角焊缝质量等级一般为三级,直接承受动力荷载且需要验算疲劳和起重量且需要验算疲劳和起重量500kN的中级工作制吊车的中级工作制吊车梁的角焊缝的外观
17、质量应符合二级。梁的角焊缝的外观质量应符合二级。b) I型型c)单边单边V型型h)K型型溶合线溶合线对接焊缝坡口的型式对接焊缝坡口的型式a) I型型V型型d)单边单边U型型e)U型型f)g)X型型对接焊缝的形式对接焊缝的形式( (二二) ) 对接焊缝的形式与构造对接焊缝的形式与构造 (1) (1)对手工焊,对手工焊,焊件厚度焊件厚度t6mm;对埋弧焊;对埋弧焊t10mm时可不做坡口,采用直边缝。时可不做坡口,采用直边缝。 对接焊缝的焊件常需做成坡口,又叫坡口焊缝。坡对接焊缝的焊件常需做成坡口,又叫坡口焊缝。坡口形式与焊件厚度有关。口形式与焊件厚度有关。 C=0.5C=0.52mm2mm直边缝直
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