钢结构构件连接方法及焊接工艺详解

   日期:2024-06-11     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:272    
核心提示:钢结构的连接方法有焊接、普通螺栓连接、高强度螺栓连接和铆接,具体如下:1、建筑工程中钢结构常用的焊接方法:按焊接的自动化程度一般分为手工焊接、半自动焊接和自动化焊接三种。钢结构中使用的连接螺栓一般分为普通螺栓和高强度螺栓两种。

钢结构构件连接

钢结构的连接方法有焊接、普通螺栓连接、高强度螺栓连接和铆接等,具体如下:

1.焊接

1、建筑工程中钢结构常用的焊接方法:根据焊接的自动化程度,一般分为手工焊、半自动焊和自动焊。

2、按焊接接头连接部位不同,熔焊接头可分为:对接接头、角接接头、丁字接头和十字接头、搭接接头和塞焊接头等。

3、焊接时应合理选择焊接方法、条件、顺序及预热工艺措施,尽可能减小焊接应力和焊接变形,必要时应采取合理措施消除焊接残余应力和变形。

4、焊缝缺陷通常分为:裂纹、孔洞、固体夹杂、未熔合、未焊透、形状缺陷及除上述以外的其他缺陷。其主要产生原因及处理方法是:

(1)裂纹:通常有热裂纹和冷裂纹。热裂纹产生的原因主要是母材抗裂性能差、焊接材料质量差、焊接工艺参数选择不当、焊接内应力过大等。冷裂纹产生的原因主要是焊接结构设计不合理,焊缝布置不当,焊接工艺措施不合理,如焊前不预热,焊后快速冷却等。解决的方法是:在裂纹两端钻止裂孔或清除裂纹处焊缝金属,进行补焊。

(2)孔洞:通常分为气孔和弧坑缩孔两种。气孔产生的主要原因有焊条药皮严重损坏、焊条及焊剂未烘烤、母材有油污或生锈及氧化物、焊接电流太小、电弧长度太长、焊接速度太快等。处理方法是刮除气孔处的焊缝金属后再进行补焊。弧坑缩孔产生的主要原因有焊接电流过大及焊接速度过快、熄弧过快、未向熄弧区反复添加填充金属等。处理方法是对弧坑进行补焊。

(3)固体夹杂:缺陷类型有夹渣和钨夹杂两种。夹渣产生的主要原因有焊接材料质量差、焊接电流太小、焊接速度太快、熔渣密度过大、熔渣上浮阻碍、多层焊时未清除熔渣等。处理方法是清除夹渣处的焊缝金属,然后再焊接。钨夹杂产生的主要原因是氩弧焊缝金属,需要重新焊接。

(4)未熔合、未焊透:主要原因是焊接电流太小、焊接速度太快、坡口角度间隙太小、操作技术不良等。处理未熔合的方法是将未熔合处的焊缝金属刮除后再补焊。处理未焊透的方法,对于开口性较好的结构单面未熔合,可在焊缝背面直接补焊。对于不能直接焊接的重要焊件,应将未焊透的焊缝金属刮除后重新补焊。

(5)形状缺陷:包括咬边、焊缝、塌陷、根部缩孔、错边、角度偏差、焊缝超高、表面不平整等。

(6)其他缺陷:主要有电弧划伤、飞溅、表面撕裂等。

5.焊接材料的种类及选择原则

钢结构中焊接材料的选择必须与焊接地点(工厂焊接或施工现场焊接)、焊接方法、焊接方式(连续焊缝、间断焊缝或局部焊缝)相适应,特别是与焊接件钢材的强度和材质的要求相适应。

①.手工焊用焊条

● 对于Q235钢制成的重载吊车梁或类似结构,适用E4315、E4316焊条;对于其他结构,适用E4300至E431​​3焊条;

●对于16Mn钢制成的重载吊车梁或类似结构,应采用E5015、E5016焊条;对于其他结构,应采用E5001至E5014焊条。

②.自动、半自动埋弧焊用焊丝、焊剂

■Q235钢可用H08、H08A、H08E焊丝配合中锰型或高锰型焊剂,或用H08Mn、H08MnA配合无锰型或低锰型焊剂;

■16Mn钢、16Mnq钢可用H08A、H08E配高锰焊剂,或用H08Mn、H08MnA配中锰或高锰焊剂,或用H10Mn2配无锰或低锰焊剂。

③.焊接材料现场验收

焊条不应有药皮脱落、焊芯生锈等缺陷;焊剂不应受潮、结块。

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检验数量:按数量抽检1%,数量不少于10包。

检验方法:观察检查、焊接材料质量证明文件、中文标志、检验报告等。

注意:焊条、焊剂保管不当,易产生受潮现象,不仅影响作业的工艺性能,而且对接头的物理、化学性能也会造成不良影响。外观上不符合要求的焊接材料,不得用于工程中。

④.焊接材料的具体分类

焊条型号

E43 15

┬ ┬ ┬

│ │┬└ 表示焊条药皮为低氢钠型,采用直流反接焊接。

│ │└─表示该焊条适用于全位置焊接。

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│ └──表示熔敷金属的最小抗拉强度。

└────表示焊条。

焊条品牌

碳钢焊条(以“J”表示)

低合金高强度钢焊条(以“J”表示)

钼铬耐热钢焊条(以“R”表示)

低温钢焊条(以“W”表示)

不锈钢焊条(以“G”或“A”表示)

(2)螺栓连接

钢结构使用的连接螺栓一般分为普通螺栓和高强度螺栓两种。

(1)普通螺栓:

1)常用的普通螺栓有六角螺栓、双头螺栓、地脚螺栓等;

2)孔可用钻孔、冲孔、铣削、扩孔、刨削和铰孔等方法加工。对于直径较大或形状较长的孔,也可采用气割。严禁气割和扩孔。钻孔、冲孔为一次制孔(其中冲孔厚度不得超过12mm)。铣削、扩孔、镗孔和铰孔为二次制孔,即在一次制孔的基础上对孔进行二次加工。制孔采用气割,实际加工中,孔直径一般为80mm以下,当无法钻孔时钢结构连接方式,可采用气割制孔。另外钢结构连接方式,对于长方形孔或异形孔,一般也可先钻孔,再用气割制孔。采用冲孔制孔时,钢板厚度应控制在12mm以内。

(2)高强度螺栓

1)高强螺栓按连接形式通常分为摩擦连接、拉力连接和压力连接,其中摩擦连接是目前广泛应用的基本连接形式。

2)高强度螺栓连接摩擦面的处理方法通常有喷砂(丸)、酸洗、砂轮打磨、钢丝刷手工除锈等,可根据设计抗滑移系数的要求选择处理工艺,抗滑移系数必须满足设计要求。

3)高强度螺栓连接摩擦面经表面处理后应符合下列要求:

①连接摩擦表面应保持干燥、清洁,无飞边、毛刺、焊接飞溅、伤痕、氧化铁皮、污垢等;

②对处理过的摩擦表面采取保护措施,不要在摩擦表面上留下痕迹;

③若摩擦表面做了防锈处理,安装前应先用细钢丝刷垂直于构件受力方向刷掉摩擦表面上的松散锈迹。

4)高强度大六角头螺栓连接副由一个螺栓、一个螺母和两个垫圈组成,扭剪型高强度螺栓连接副由一个螺栓、一个螺母和两个垫圈组成。

5)安装环境温度不应低于-10℃,摩擦面潮湿或遭遇雨雪天气时应停止运行。

6)安装高强度螺栓时,应优先使用安装螺栓和铆钉。安装螺钉和铆钉的数量应保证能承受构件自重和连接校正时的外力。规定每个节点安装的铆钉的最少数量,以防止构件连接后位置发生偏移。同时对铆钉的数量进行限制:不得将高强度螺栓用作安装螺栓。

7)现场安装时高强度螺栓应能自由穿入螺栓孔内,不得强行插入。如不能自由穿入时,可用铰刀或锉刀修整螺栓孔。不得用气割扩孔,扩孔数量应由设计者商定。修整或扩孔后的孔径不应超过螺栓直径的1.2倍。

8)过紧的高强度螺栓应更换报废,不得重复使用。严禁用火焰或电焊割断高强度螺栓头部。

(3)连接器现场验收

钢结构连接用高强大六角螺栓、扭剪高强螺栓、钢格栅用高强螺栓、普通螺栓、铆钉、自攻螺钉、拉铆钉、钉子、地脚螺栓(机械型、化学试剂型)、锚栓等标准紧固件及螺母、垫圈等标准附件的品种、规格、性能应符合国家现行产品标准和设计要求。高强大六角螺栓、扭剪高强螺栓出厂时应附有扭矩系数、紧固轴力(预紧力)检验报告。

检查次数:部分(全部)检查。

检验方法:查看产品质量证明文件、中文标签及检验报告等。

 
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