,焊接培訓教材,鋼結(jié)構(gòu)焊接,張明錄,1,.,目錄,鋼結(jié)構(gòu)的焊接,鋼柱的焊接,鋼屋架的焊接,鋼梁的焊接,2,.,鋼結(jié)構(gòu)：由型鋼連接而成的結(jié)構(gòu)物，例如:鋼梁、鋼柱、鋼屋架、鋼塔架、鋼腳手架等。鋼結(jié)構(gòu)圖：用來表示鋼結(jié)構(gòu)的圖樣。型鋼：型鋼是由鋼廠按照標準規(guī)格軋制而成的鋼材，其斷面形狀和尺寸是定型的，例如:角鋼、工字鋼、槽鋼等。,一.鋼結(jié)構(gòu)的焊接,概述,3,.,一.鋼結(jié)構(gòu)的焊接,概述,型鋼的代號及標注,4,.,常用鋼結(jié)構(gòu)連接方法有三種：焊接鉚接螺栓連接,一.鋼結(jié)構(gòu)的焊接,鋼結(jié)構(gòu)中型鋼的連接方法,5,.,焊接是被焊工件的材質(zhì)（同種或異種），通過加熱或加壓或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材質(zhì)達到原子間的結(jié)合而形成永久性連接的工藝過程。在鋼結(jié)構(gòu)圖中，必須把焊縫的位置、形式、尺寸、焊縫代號標注清楚。,一.鋼結(jié)構(gòu)的焊接,1.焊接,6,.,用鉚釘將兩塊或兩塊以上的鋼板連接在一起,一.鋼結(jié)構(gòu)的焊接,2.鉚接,7,.,鉚接分類：工廠連接、現(xiàn)場連接鉚釘類型：,一.鋼結(jié)構(gòu)的焊接,2.鉚接,8,.,焊接和鉚接都是不可拆卸的連接，螺栓連接是可拆卸的連接方法。,一.鋼結(jié)構(gòu)的焊接,3.螺栓連接,9,.,梁的結(jié)構(gòu)：在工作狀態(tài)承受彎曲的桿件叫做梁。鋼梁常用于大、中跨度橋梁中鋼梁鋼板梁鋼桁梁栓焊梁工廠焊接、工地（現(xiàn)場）螺栓連接,二.鋼梁的焊接,1.概述,10,.,根據(jù)梁的斷面形狀的不同，主要有工字梁、箱形梁和下承式栓焊梁三大類。工字梁斷面形狀見圖9-1，最簡單的工字梁由三塊板組成，見圖9-1a)，焊接四條角焊縫，結(jié)構(gòu)簡單，焊接工作量小，應用最廣泛；圖9-1b)是為了增加翼緣厚度而采用雙層翼緣板的工字梁,二.鋼梁的焊接,2.梁的形狀,11,.,圖9-1c)是為了提高承載能力，增加型鋼梁的腹板高度，并且使焊縫避開受力復雜的位置，將腹板接寬的工字梁；當梁的上部有較大的載荷，并需要縱向加勁提高上部的穩(wěn)定性時，可采用圖9-1d)所示的工字梁；在電站鍋爐鋼結(jié)構(gòu)中，有些大板梁的高度很高，為了便于制造和吊裝，將兩個工形梁疊放并栓接在一起，稱為疊形梁，如圖9-1e)所示。,12,二.鋼梁的焊接,2.梁的形狀,.,圖9-1焊接工字梁斷面形狀,13,二.鋼梁的焊接,2.梁的形狀,.,箱形梁斷面形狀為封閉形，整體結(jié)構(gòu)剛性大，可以承受較大外力。箱形梁斷面形狀見圖9-2。圖9-2a)和圖9-2b)是由型鋼和鋼板組合焊接成的箱形梁，它結(jié)構(gòu)簡單，焊接量小，受型鋼軋制的限制，它們截面尺寸較??；如果設(shè)計大截面尺寸的箱形梁就需要采用鋼板組合焊接，,14,二.鋼梁的焊接,2.梁的形狀,.,如圖9-2c)是口字形箱形梁；圖9-2d)是井字形箱形梁；為了提高箱形梁的整體剛度，需要在蓋板和腹板上焊接縱向加筋肋，如圖9-2e)所示；在公路橋鋼砼結(jié)合梁上，一般采用開口箱形梁，如圖9-2f)所示，箱形梁與混凝土橋面間采用剪力釘連接。,15,二.鋼梁的焊接,2.梁的形狀,.,目前在公路橋鋼箱梁設(shè)計上，一般采用正交異性板箱形結(jié)構(gòu)，在箱形梁頂板、底板、腹板和隔板上設(shè)置U形加筋、板式加筋或球扁鋼進行補強加筋，如圖9-2g)所示。,16,二.鋼梁的焊接,2.梁的形狀,.,圖9-2焊接箱形梁斷面形狀,17,二.鋼梁的焊接,2.梁的形狀,.,根據(jù)梁的截面形狀變化，又可分為兩大類：等截面梁變截面梁,18,二.鋼梁的焊接,3.梁的分類,.,等截面梁結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，如圖9-3a)所示。變截面梁主要是根據(jù)梁長度方向上的受力大小不同，通過改變蓋板的厚度、腹板的寬度或腹板的外形來達到梁截面尺寸的變化，圖9-3b)是雙層翼板梁，圖9-3c)是不等厚翼板對接梁，圖9-3d)是魚腹形梁，圖9-3e)是等高空腹梁，圖9-3f)是不等高空腹梁。,19,二.鋼梁的焊接,3.梁的分類,.,圖9-3焊接梁的外形,20,二.鋼梁的焊接,3.梁的分類,.,梁與梁的對接包括上、下蓋板的對接和梁腹板的對接，一般蓋板對接坡口向上，平位施焊；腹板對接焊縫立位施焊，腹板厚度較薄時，開單面坡口，如果腹板厚度較厚，開雙面坡口。隨著陶質(zhì)襯墊的開發(fā)和推廣使用，通常采用陶質(zhì)襯墊單面焊雙面成形工藝，避免對接焊縫背面氣刨清根。,21,二.鋼梁的焊接,4.梁的對接,.,圖9-5在焊接下蓋板對接焊縫時，受到腹板的遮擋，正對腹板處焊接操作和焊縫清理受到障礙。為了保證下蓋板對接焊縫與腹板正對段的焊接質(zhì)量，腹板端部應開適當?shù)倪^焊孔，如圖9-5詳圖A所示。,22,二.鋼梁的焊接,4.梁的對接,.,圖9-5梁對接焊縫坡口,23,二.鋼梁的焊接,4.梁的對接,.,梁與梁對接焊縫一般位于梁受彎矩較小處，避免對接焊縫分布在梁跨度中間區(qū)域。另外，在同一對接口處，蓋板對接焊縫與腹板對接焊縫可以錯開布置，避免對接焊縫位于同一截面上，見圖9-6，當蓋板、腹板對接焊縫焊接完成后，再焊接主角焊縫。,24,二.鋼梁的焊接,4.梁的對接,.,圖9-6梁對接焊縫的布置,25,二.鋼梁的焊接,4.梁的對接,.,在梁與梁對接的蓋板、腹板焊接順序上，應首先焊接下蓋板、腹板、上蓋板對接焊縫的根部焊道23道，然后交替焊接三條對接焊縫的填充焊道，避免蓋板、腹板對接焊縫一一單獨施焊，否則會產(chǎn)生很大的應力集中和焊接變形。,26,二.鋼梁的焊接,4.梁的對接,.,在焊接蓋板與腹板較近處焊縫時，由于焊接操作和焊縫清理空間受到障礙，應當做到操作細心，采用專用小型磨光機認真清理，以保證焊接質(zhì)量。,27,二.鋼梁的焊接,4.梁的對接,.,梁與梁的T形連接工形梁與工形梁的T形連接包括橫梁蓋板與主梁蓋板的對接，以及橫梁腹板與主梁腹板的角接，如圖9-7a)所示；工形梁與工形梁的T形連接，一般在主梁的兩側(cè)都有連接，如果只在主梁的一側(cè)連接，則需要在主梁的另一側(cè)增加加筋板結(jié)構(gòu)，以增加梁的剛度。,28,二.鋼梁的焊接,4.梁的對接,.,梁與梁的T形連接箱形梁的T形連接包括橫梁蓋板、腹板與主梁蓋板間角焊縫，如圖9-7b)所示。箱形梁與箱形梁的T形連接，在正對橫梁處主梁內(nèi)側(cè)設(shè)置橫向加筋隔板。,29,二.鋼梁的焊接,4.梁的對接,.,圖9-7梁與梁的T形連接,30,二.鋼梁的焊接,4.梁的對接,.,下承式簡支栓焊梁,31,二.鋼梁的焊接,4.梁的對接,.,節(jié)點構(gòu)造圖,32,二.鋼梁的焊接,4.梁的對接,.,33,二.鋼梁的焊接,4.梁的對接,節(jié)點構(gòu)造圖,.,支座節(jié)點圖,34,二.鋼梁的焊接,4.梁的對接,.,工形梁的組裝工形梁的組裝方法分為：臥式組裝立式組裝,二.鋼梁的焊接,5.工形梁的組裝和焊接,35,.,圖9-8工形梁臥式組裝示意圖,二.鋼梁的焊接,5.工形梁的組裝和焊接,36,.,圖9-9工形梁立式組裝示意圖,二.鋼梁的焊接,5.工形梁的組裝和焊接,37,.,工形梁首先焊接四條主角焊縫，一般采用埋弧自動焊，船位焊接，為了保證梁上拱度，首先焊接下蓋板側(cè)角焊縫，然后焊接上蓋板側(cè)角焊縫。,二.鋼梁的焊接,5.工形梁的組裝和焊接,工形梁的焊接,38,.,對工形蓋板焊接變形修整后，組裝腹板上加筋肋，采用CO2氣體保護焊焊接加筋肋角焊縫，應從梁長度方向的中間向兩端對稱焊接，有頂緊要求的加筋板應從頂緊端向另一端焊接。,二.鋼梁的焊接,5.工形梁的組裝和焊接,工形梁的焊接,39,.,箱形梁的組裝箱形梁的組裝方法如圖9-10所示，首先將一側(cè)蓋板置于平臺上，然后組對隔板，接著組裝兩側(cè)腹板形成槽形，焊接隔板三面角焊縫，最后在槽形上組裝另一蓋板，形成箱形。,40,二.鋼梁的焊接,6.箱形梁的組裝和焊接,.,41,二.鋼梁的焊接,6.箱形梁的組裝和焊接,圖9-10箱形梁的組裝方法,.,箱形梁的焊接箱形件組成槽形后，采用CO2氣體保護焊焊接隔板三面角焊縫，應對稱焊接，扣蓋組成箱形后，焊接箱形四條主角焊縫。主角焊縫一般采用埋弧自動焊，為了防止箱形件扭曲變形，四條主角焊縫應同向焊接，同一腹板側(cè)兩條主角焊縫對稱焊接。如果坡口較深，焊接量大，應首先焊接四條主角焊縫的坡口根部焊道，增加箱形的整體剛度，然后再對稱焊接填充焊道.,42,二.鋼梁的焊接,6.箱形梁的組裝和焊接,.,在工作狀態(tài)承受壓力的桿件叫做柱。,三.鋼柱的焊接,1.概述,43,.,根據(jù)斷面形狀的不同（圖9-12），柱分為：工字柱、梅花形柱、箱形柱、圓形柱等。,三.鋼柱的焊接,2.柱的分類,44,.,圖9-12柱的斷面形狀,45,三.鋼柱的焊接,2.柱的分類,.,實腹柱和格構(gòu)柱，采用型鋼或鋼板組成。實腹形見圖9-13，型鋼實腹柱焊接量小，加工簡單，但受到型鋼尺寸的限制。鋼板實腹柱適應性強，可根據(jù)要求制作各種大小尺寸的柱，但焊接量大，制造比較復雜。,46,三.鋼柱的焊接,2.柱的分類,根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同柱分為：,.,圖9-13實腹柱,47,三.鋼柱的焊接,2.柱的分類,.,格構(gòu)柱見圖9-14，一般采用型鋼拼焊而成，格構(gòu)柱構(gòu)造簡單，質(zhì)量輕，省材料，風的阻力小，但焊縫短，不利于自動化焊接。,48,三.鋼柱的焊接,2.柱的分類,.,圖9-14格構(gòu)柱,49,三.鋼柱的焊接,2.柱的分類,.,柱頭主要與被支撐梁相連接，或焊接端部封頭板，見圖9-18。,圖9-18柱頭結(jié)構(gòu),50,三.鋼柱的焊接,3.柱頭結(jié)構(gòu),.,柱腳主要承受外力和整個柱的質(zhì)量。柱腳需要具有較大的剛度，一般在柱腳處采用加筋板補強，柱腳結(jié)構(gòu)見圖9-19，柱腳通過螺栓或焊接與基礎(chǔ)相連。,圖9-19柱腳結(jié)構(gòu),51,三.鋼柱的焊接,3.柱腳結(jié)構(gòu),.,工形實腹柱和箱形實腹柱的焊接要求與工形梁和箱形梁的焊接要求相近。一般主角焊縫采用埋弧自動焊，加筋板或隔板采用CO2氣體保護焊。對于要求隔板四面全焊的箱形柱，最后采用電渣焊焊接隔板與蓋板間角焊縫。,52,三.鋼柱的焊接,4.實腹柱的焊接,.,格構(gòu)柱的焊接一般較簡單，焊縫長度較短，組裝定位后，主要采用焊條電弧焊或CO2氣體保護焊方法焊接，盡可能對稱施焊。,53,三.鋼柱的焊接,4.格構(gòu)柱的焊接,.,鋼屋架鋼屋架結(jié)構(gòu)圖屋架簡圖、屋架詳圖（包括節(jié)點圖）、桿件詳圖、連接板詳圖。,54,三.鋼屋架的焊接,1.概述,.,55,三.鋼屋架的焊接,2.屋脊節(jié)點圖,.,屋架簡圖又稱屋架示意圖、屋架桿件幾何尺寸簡圖。比例：1:100、1:200單線條表示，桿件長度直接注在單線條旁邊。,56,三.鋼屋架的焊接,3.屋架簡圖,.,57,三.鋼屋架的焊接,3.屋架簡圖,.,58,四.焊接缺陷產(chǎn)生原因及防止措施,1.梁、柱焊接變形的原因,焊接變形主要有彎曲變形和扭曲變形。彎曲變形原因是焊縫分布不在構(gòu)件截面的中性軸上或不對稱，焊接后產(chǎn)生縱向收縮或橫向收縮，而產(chǎn)生彎曲變形。,圖13-1箱形桿件的彎曲變形。,.,59,扭曲變形原因是焊接順序和焊接方向不當，由于焊接熱量分布不均，焊縫沿桿件長度方向產(chǎn)生的收縮變形不一致，就會產(chǎn)生扭曲變形。,四.焊接缺陷產(chǎn)生原因及防止措施,1.梁、柱焊接變形的原因,圖13-2工形桿件的扭曲變形。,.,a）確定合理的焊縫尺寸和坡口形式,焊縫尺寸直接關(guān)系到焊接工作量和焊接變形量的大小，焊縫尺寸大，不但焊接量增加，而且焊接變形也大。,60,四.焊接缺陷產(chǎn)生原因及防止措施,1.梁、柱焊接變形防治措施,1）設(shè)計措施,.,b）如果設(shè)計者對焊縫不夠了解，對焊縫信心不足，片面地認為只有增大焊縫尺寸才能夠保證構(gòu)件安全，不合理地增大焊縫尺寸，同時也增大了構(gòu)件的焊接變形。因此在保證結(jié)構(gòu)承載能力的條件下，應盡可能減小焊縫尺寸。,61,四.焊接缺陷產(chǎn)生原因及防止措施,1.梁、柱焊接變形防治措施,1）設(shè)計措施,.,c）設(shè)計焊接結(jié)構(gòu)時，常采用加筋板來提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛度，如有的結(jié)構(gòu)件，為了減輕鋼板的重量，采用厚度較薄的鋼板，而通過增加加筋及板的數(shù)量來提高結(jié)構(gòu)剛度，這樣加筋板增加太多，并且很密集，會造成很大的焊接變形，增加組裝和修整的工作量，反而不如適當增加鋼板厚度，減少加筋板更經(jīng)濟。,62,四.焊接缺陷產(chǎn)生原因及防止措施,1.梁、柱焊接變形防治措施,1）設(shè)計措施,.,d）合理安排焊縫位置在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，焊縫盡可能對稱于中軸線，這樣可使焊縫產(chǎn)生的焊接變形相互抵消。另外焊縫盡量靠近中性軸分布，焊縫距離中性軸越近，產(chǎn)生的焊接變形越小。,63,四.焊接缺陷產(chǎn)生原因及防止措施,1.梁、柱焊接變形防治措施,1）設(shè)計措施,.,a）采用合理的組裝和焊接順序?qū)p小焊接變形具有重要意義，同一個焊接構(gòu)件，如果采用不同的組裝和焊接順序，焊后產(chǎn)生的焊接變形不一樣。,64,四.焊接缺陷產(chǎn)生原因及防止措施,1.梁、柱焊接變形防治措施,2）工藝措施,.,b）圖13-3是由兩根槽鋼、蓋板和若干隔板組成，槽鋼與蓋板間焊接角焊縫1，隔板與蓋板間焊接角焊縫2，隔板與槽鋼間焊接角焊縫3，這個構(gòu)件可采用三種不同的組裝焊接。,65,四.焊接缺陷產(chǎn)生原因及防止措施,1.梁、柱焊接變形防治措施,2）工藝措施,.,圖13-3帶蓋板的雙槽鋼箱形梁,66,四.焊接缺陷產(chǎn)生原因及防止措施,1.梁、柱焊接變形防治措施,.,c)先把隔板與槽鋼裝配在一起，然后焊接角焊縫3，再將蓋板與槽鋼加隔板裝配起來，焊接焊縫1，最后焊接焊縫2，焊縫均在中性軸以下，造成桿件上拱。,67,四.焊接缺陷產(chǎn)生原因及防止措施,1.梁、柱焊接變形防治措施,2）工藝措施,.,d）先把槽鋼與蓋板裝配在一起，焊接焊縫1，再裝配隔板，焊接焊縫2，最后焊接焊縫3。焊縫1、2均在中性軸以下，造成上拱焊接變形，而焊縫3絕大部分在中性軸以上，造成下彎變形。,68,四.焊接缺陷產(chǎn)生原因及防止措施,1.梁、柱焊接變形防治措施,2）工藝措施,.,e)先將隔板與蓋板組裝起來，焊接焊縫2，然后裝配兩側(cè)槽鋼，焊接焊縫1和焊縫3。由于焊縫2距離中性軸很近，產(chǎn)生的焊接變形很小。,69,四.焊接缺陷產(chǎn)生原因及防止措施,1.梁、柱焊接變形防治措施,2）工藝措施,.,工形梁的焊接，為了保證梁上拱，應首先焊接下蓋板側(cè)角焊縫，然后焊接上蓋板側(cè)角焊縫，見圖13