钢结构学习系列(三)-焊接连接

钢结构的焊缝连接在现代建筑和工业领域中，钢结构凭借其高强度、轻量化和施工便捷等优点，得到了广泛的应用。

而焊缝连接作为钢结构中一种重要的连接方式，对于保证钢结构的整体性能和安全性起着至关重要的作用。

焊缝连接，简单来说，就是通过焊接工艺将两个或多个钢结构部件连接在一起，形成一个整体。

这种连接方式能够有效地传递荷载和应力，使钢结构具有良好的稳定性和承载能力。

要实现可靠的焊缝连接，首先需要选择合适的焊接方法。

常见的焊接方法包括手工电弧焊、气体保护焊、埋弧焊等。

手工电弧焊是一种较为传统的焊接方法，操作简单，但效率相对较低，适用于一些小型和不太复杂的钢结构焊接。

气体保护焊则利用气体来保护焊接区域，防止氧化，焊接质量较高，且效率也不错，在钢结构中应用广泛。

埋弧焊通常用于大型钢结构的焊接，其焊接速度快，焊缝质量稳定。

在进行焊缝连接之前，还需要对钢结构部件的连接面进行预处理。

这包括清除表面的油污、铁锈、氧化皮等杂质，以确保焊接质量。

如果连接面不清洁，会在焊接过程中产生气孔、夹渣等缺陷，严重影响焊缝的强度和密封性。

焊缝的形式也是多种多样的，常见的有对接焊缝、角焊缝和T 型焊缝等。

对接焊缝主要用于两个部件在同一平面上的连接，能够承受较大的拉应力和压应力。

角焊缝则常用于两个部件相互垂直的连接，如钢梁与钢柱的连接。

T 型焊缝则是在 T 型接头处进行的焊接。

焊缝的尺寸和形状对于连接的强度和质量有着重要的影响。

焊缝的尺寸包括焊缝的宽度、高度和长度等。

一般来说，焊缝的尺寸需要根据钢结构所承受的荷载、部件的厚度等因素来确定。

如果焊缝尺寸过小，可能无法承受设计荷载，导致焊缝开裂；而焊缝尺寸过大，则会增加焊接成本，并且可能会引起较大的焊接变形。

焊接过程中的工艺参数，如焊接电流、电压、焊接速度等，也需要严格控制。

焊接电流过大，容易导致焊缝烧穿或产生过大的焊接变形；焊接电流过小，则会造成焊缝未焊透或夹渣等缺陷。

焊接电压和焊接速度也需要与焊接电流相匹配，以保证焊缝的质量。

课程辅导材料二钢结构的焊接连接钢结构的连接方法可分为焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。

焊接连接是现代钢结构最主要的连接方法。

它的优点是：（1）焊件间可直接相连，构造简单，制作加工方便；（2）不削弱截面，用料经济；（3）连接的密闭性好，结构刚度大；（4）可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。

缺点是：（1）在焊缝附近的热影响区内，钢材的材质变脆；（2）焊接残余应力和变形使受压构件承载力降低；（3）焊接结构对裂纹很敏感，低温时冷脆的问题较为突出。

一、焊缝的形式1．角焊缝图 1 直角角焊缝截面图 2 斜角角焊缝截面角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。

两焊脚边的夹角为90°的焊缝称为直角角焊缝，直角边边长h f称为角焊缝的焊脚尺寸，h e＝0.7h f为直角角焊缝的计算厚度。

斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。

对于夹角大于135°或小于60°的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝（钢管结构除外）。

2．对接焊缝对接焊缝的焊件常需加工成坡口，故又叫坡口焊缝。

焊缝金属填充在坡口内，所以对接焊缝是被连接件的组成部分。

坡口形式与焊件厚度有关。

当焊件厚度很小（手工焊6mm ，埋弧焊10mm ）时，可用直边缝。

对于一般厚度（t=10～20mm ）的焊件可采用具有斜坡口的单边V 形或V 形焊缝。

斜坡口和离缝c 共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；钝边p 有托住熔化金属的作用。

对于较厚的焊件（t ＞20mm ），则采用U 形、K 形和X 形坡口。

对于V 形缝和U 形缝需对焊缝根部进行补焊。

对接焊缝坡口形式的选用，应根据板厚和施工条件按现行标准《建筑结构焊接规程》的要求进行。

凡T 形，十字形或角接接头的对接焊缝称之为对接与角接组合焊缝。

图3 对接焊缝的坡口形式3．焊缝质量检验《钢结构工程施工质量验收规范》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；一级、二级焊缝则除外观检查外，还要求一定数量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。

钢结构的常用连接方法钢结构是现代建筑中常用的一种结构形式，其连接方法的选择直接关系到整个结构的稳定性和安全性。

本文将介绍钢结构常用的连接方法，包括焊接、螺栓连接和铆接。

1. 焊接连接焊接是钢结构中最常见的连接方式之一。

它通过将两个或多个钢构件的接触面加热至熔化状态，使其融合在一起，形成一个整体。

焊接连接具有连接强度高、刚度好、耐震性能优秀等优点，在大型钢结构中广泛应用。

常见的焊接方法有电弧焊、气焊和激光焊等。

2. 螺栓连接螺栓连接是一种通过螺栓将钢构件连接在一起的方式。

在螺栓连接中，钢构件的连接面上预留有孔洞，通过将螺栓穿过孔洞，并用螺母紧固，实现构件之间的连接。

螺栓连接具有安装方便、拆卸容易、可重复使用等优点，适用于需要经常拆卸和调整的钢结构。

螺栓连接通常要求紧固力矩的控制，以保证连接的稳定性。

3. 铆接连接铆接连接是通过铆钉将钢构件连接在一起的方式。

铆接连接的原理是在钢构件的连接面上预先钻孔，然后将铆钉穿过孔洞，通过对铆钉两端施加压力，使其头部与孔洞处形成扁平形状，从而实现连接。

铆接连接具有连接强度高、抗剪性能好等特点，适用于对连接强度要求较高的钢结构。

除了以上三种常用的连接方法，还有一些特殊情况下使用的连接方式。

例如，对于需要经常进行伸缩和变形的结构，可以采用伸缩节连接；对于需要承受大拉力的结构，可以采用张拉杆连接；对于需要旋转的结构，可以采用销轴连接。

这些连接方式的选择应根据具体的工程要求和结构特点进行。

钢结构的连接方法多种多样，每种方法都有其适用的场景和特点。

在实际工程中，应根据结构的性质、荷载要求、施工条件等因素综合考虑，选择合适的连接方法。

同时，连接过程中应严格按照相关规范和要求进行，确保连接的稳定性和安全性，以保证整个钢结构的可靠运行。