章介章介22.焊缝形式及缺陷3一、钢结构常用焊接方法1.手工电弧焊A、焊条的选择:焊条应与焊件钢材相适应。原理:利用电弧产生热量熔化焊条和母材形成焊缝。焊接连接的特性焊机导线熔池焊条焊钳保护气体焊件电弧4Q390、Q420钢选择E55型焊条(E5500--5518)Q345钢选择E50型焊条(E5000--5048)B、焊条的表示方法:E—焊条(Electrode)第1、2位数字为熔融金属的最小抗拉强度(kgf/mm2)第3、4适用焊接位置、电流及药皮的类型。不同钢种的钢材焊接,宜采用与低强度钢材相适应的焊条。缺点:质量波动大,要求焊工等级高,劳动强度大,效率低。优点:方便,特别在高空和野外作业,小型焊接;Q235钢选择E43型焊条(E4300--E4328)C、优、缺点二、焊缝形式及缺二、焊缝形式及缺陷陷5(1)对接焊缝正对接焊缝(2)角焊缝T型对接焊缝斜对接焊缝63.焊缝位置三、焊缝缺陷及焊缝质量检查三、焊缝缺陷及焊缝质量检查71.焊缝缺陷2.2.焊缝质量检查焊缝质量检查8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。内部检验主要采用超声波,有时还用磁粉检验荧光检验等辅助检验方法。还可以采用X射线或γ射线透照或拍片。焊接检测尺焊接检测尺9焊接检测尺焊接检测尺10焊接检测尺焊接检测尺11焊接检测尺焊接检测尺1213《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质量标准。一、二级焊缝除外观检查外,尚要求一定数量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。3.3.焊缝代号焊缝代号14详细参见表3-1,图3-13三、焊接残余应力和变形三、焊接残余应力和变形1516焊接过程是一个不均匀的加热和冷却过程,焊件上产生不均匀的温度场,焊缝处可达1600oC,而邻近区域温度骤降。高温钢材膨胀大,但受到两侧温度低、膨胀小的钢材限制,产生热态塑性压缩,焊缝冷却时被塑性压缩的焊缝区趋向收缩,但受到两侧钢材的限制而产生拉应力。对于低碳钢和低合金钢,该拉应力可以使钢材达到屈服强度。焊接残余应力是无荷载的内应力,故在焊件内自相平衡,这必然在焊缝稍远区产生压应力。+--500oC800oC300oC300oC500oC800oC施焊方向8cm64202468cm-----++((22)横向焊接残余应)横向焊接残余应力力1718(a)焊缝纵向收缩时的变形趋势-+-(b)焊缝纵向收缩时的横向应力xy+-+施焊方向(c)焊缝横向收缩时的横向应力xy-+-+(d)焊缝横向残余应力yx不同施焊方向下,焊缝横向收缩时产生的横向残余应力:-++施焊方向(e)-+-施焊方向(f)xyyx((33)沿厚度方向的焊接残余应力)沿厚度方向的焊接残余应力在厚钢板的焊接连接中,焊缝需要多层施焊,焊接时沿厚度方向已凝固的先焊焊缝,阻止后焊焊缝的膨胀,产生塑性压缩变形。焊缝冷却时,后焊焊缝的收缩受先焊焊缝的限制而产生拉应力,而先焊焊缝产生压应力,因应力自相平衡,更远处焊缝则产生拉应力。因此,除了横向和纵向焊接残余应力σx,σy外,还存在沿厚度方向的焊接残余应力σz,这三种应力形成同号(受拉)三向应力,大大降低连接的塑性。19-+-321σxσyσz二、焊接残余应力对结构性能的影响二、焊接残余应力对结构性能的影响yytyftBftbBNN20f+--bfy+--bfyNyNy因焊接残余应力自相平衡,故:当板件全截面达到fy,即N=Ny时:结论:焊接残余应力对结构的静力强度没有影响。+--fyfbBtftbBNftbNcyt)(EtbBN121A、当焊接残余应力存在时,因截面的bt部分拉应力已经达到fy,故该部分刚度为零(屈服),这时在N作用下应变增量为:f+--bfyNN+--fyfNNbBtBB、当截面上没有焊接残余应力时,在、当截面上没有焊接残余应力时,在NN作用下应变作用下应变增量为:增量为:22结论:焊接残余应力的存在增大了结构的变形,即降低了结构的刚度。EtBN2另外,对于轴心受压构件,焊接残余应力使其挠曲刚度减小,降低压杆的稳定承载力。EtbBN133、对低温冷脆的影响、对低温冷脆的影响对于厚板或交叉焊缝,将产生三向焊接残余拉应力,限制了其塑性的发展,增加了钢材低温脆断倾向。所以,降低或消除焊接残余应力是改善结构低温冷...