钢结构焊接

焊接培训教材钢结构焊接张明录1一二三四目录钢结构的焊接钢柱的焊接钢屋架的焊接钢梁的焊接2钢结构：由型钢连接而成的结构物，例如:钢梁、钢柱、钢屋架、钢塔架、钢脚手架等。钢结构图：用来表示钢结构的图样。型钢：型钢是由钢厂按照标准规格轧制而成的钢材，其断面形状和尺寸是定型的，例如:角钢、工字钢、槽钢等。一.钢结构的焊接概述3一.钢结构的焊接概述型钢的代号及标注4常用钢结构连接方法有三种：焊接铆接螺栓连接一.钢结构的焊接钢结构中型钢的连接方法5焊接是被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程。在钢结构图中，必须把焊缝的位置、形式、尺寸、焊缝代号标注清楚。一.钢结构的焊接1.焊接6用铆钉将两块或两块以上的钢板连接在一起一.钢结构的焊接2.铆接7铆接分类：工厂连接、现场连接铆钉类型：一.钢结构的焊接2.铆接8焊接和铆接都是不可拆卸的连接，螺栓连接是可拆卸的连接方法。一.钢结构的焊接3.螺栓连接9梁的结构：在工作状态承受弯曲的杆件叫做梁。钢梁常用于大、中跨度桥梁中钢梁钢板梁钢桁梁栓焊梁工厂焊接、工地（现场）螺栓连接二.钢梁的焊接1.概述10根据梁的断面形状的不同，主要有工字梁、箱形梁和下承式栓焊梁三大类。工字梁断面形状见图9-1，最简单的工字梁由三块板组成，见图9-1a)，焊接四条角焊缝，结构简单，焊接工作量小，应用最广泛；图9-1b)是为了增加翼缘厚度而采用双层翼缘板的工字梁二.钢梁的焊接2.梁的形状11图9-1c)是为了提高承载能力，增加型钢梁的腹板高度，并且使焊缝避开受力复杂的位置，将腹板接宽的工字梁；当梁的上部有较大的载荷，并需要纵向加劲提高上部的稳定性时，可采用图9-1d)所示的工字梁；在电站锅炉钢结构中，有些大板梁的高度很高，为了便于制造和吊装，将两个工形梁叠放并栓接在一起，称为叠形梁，如图9-1e)所示。12二.钢梁的焊接2.梁的形状图9-1焊接工字梁断面形状13二.钢梁的焊接2.梁的形状箱形梁断面形状为封闭形，整体结构刚性大，可以承受较大外力。箱形梁断面形状见图9-2。图9-2a)和图9-2b)是由型钢和钢板组合焊接成的箱形梁，它结构简单，焊接量小，受型钢轧制的限制，它们截面尺寸较小；如果设计大截面尺寸的箱形梁就需要采用钢板组合焊接，14二.钢梁的焊接2.梁的形状如图9-2c)是口字形箱形梁；图9-2d)是井字形箱形梁；为了提高箱形梁的整体刚度，需要在盖板和腹板上焊接纵向加筋肋，如图9-2e)所示；在公路桥钢砼结合梁上，一般采用开口箱形梁，如图9-2f)所示，箱形梁与混凝土桥面间采用剪力钉连接。15二.钢梁的焊接2.梁的形状目前在公路桥钢箱梁设计上，一般采用正交异性板箱形结构，在箱形梁顶板、底板、腹板和隔板上设置U形加筋、板式加筋或球扁钢进行补强加筋，如图9-2g)所示。16二.钢梁的焊接2.梁的形状图9-2焊接箱形梁断面形状17二.钢梁的焊接2.梁的形状根据梁的截面形状变化，又可分为两大类：等截面梁变截面梁18二.钢梁的焊接3.梁的分类等截面梁结构简单，制造方便，如图9-3a)所示。变截面梁主要是根据梁长度方向上的受力大小不同，通过改变盖板的厚度、腹板的宽度或腹板的外形来达到梁截面尺寸的变化，图9-3b)是双层翼板梁，图9-3c)是不等厚翼板对接梁，图9-3d)是鱼腹形梁，图9-3e)是等高空腹梁，图9-3f)是不等高空腹梁。19二.钢梁的焊接3.梁的分类图9-3焊接梁的外形20二.钢梁的焊接3.梁的分类梁与梁的对接包括上、下盖板的对接和梁腹板的对接，一般盖板对接坡口向上，平位施焊；腹板对接焊缝立位施焊，腹板厚度较薄时，开单面坡口，如果腹板厚度较厚，开双面坡口。随着陶质衬垫的开发和推广使用，通常采用陶质衬垫单面焊双面成形工艺，避免对接焊缝背面气刨清根。21二.钢梁的焊接4.梁的对接图9-5在焊接下盖板对接焊缝时，受到腹板的遮挡，正对腹板处焊接操作和焊缝清理受到障碍。为了保证下盖板对接焊缝与腹板正对段的焊接质量，腹板端部应开适当的过焊孔，如图9-5详图A所示。22二.钢梁的焊接4.梁的对接图9-5梁对接焊缝坡口23二.钢梁的焊接4.梁的对接梁与梁对接焊缝一般位于梁受弯矩较小处，避免对接焊缝分布在梁跨度中间区域。另外，在同一对接口处，盖板对接焊缝与腹板对接焊缝可以错开布置，避免对接焊缝位于同一截面上，见图9-6，当盖板、腹板对接焊缝焊接完成后，再焊接主角焊缝。24二.钢梁的焊接4.梁的对接图9-6梁对接焊缝的布置25二.钢梁的焊接4.梁的对接在梁与梁对接的盖板、腹板焊接顺序上，应首先焊接下盖板、腹板、上盖板对接焊缝的根部焊道2～3道，然后交替焊接三条对接焊缝的填充焊道，避免盖板、腹板对接焊缝一一单独施焊，否则会产生很大的应力集中和焊接变形。26二.钢梁的焊接4.梁的对接在焊接盖板与腹板较近处焊缝时，由于焊接操作和焊缝清理空间受到障碍，应当做到操作细心，采用专用小型磨光机认真清理，以保证焊接质量。27二.钢梁的焊接4.梁的对接梁与梁的T形连接工形梁与工形梁的T形连接包括横梁盖板与主梁盖板的对接，以及横梁腹板与主梁腹板的角接，如图9-7a)所示；工形梁与工形梁的T形连接，一般在主梁的两侧都有连接，如果只在主梁的一侧连接，则需要在主梁的另一侧增加加筋板结构，以增加梁的刚度。28二.钢梁的焊接4.梁的对接梁与梁的T形连接箱形梁的T形连接包括横梁盖板、腹板与主梁盖板间角焊缝，如图9-7b)所示。箱形梁与箱形梁的T形连接，在正对横梁处主梁内侧设置横向加筋隔板。29二.钢梁的焊接4.梁的对接图9-7梁与梁的T形连接30二.钢梁的焊接4.梁的对接下承式简支栓焊梁31二.钢梁的焊接4.梁的对接节点构造图32二.钢梁的焊接4.梁的对接33二.钢梁的焊接4.梁的对接节点构造图支座节点图34二.钢梁的焊接4.梁的对接工形梁的组装工形梁的组装方法分为：卧式组装立式组装二.钢梁的焊接5.工形梁的组装和焊接35图9-8工形梁卧式组装示意图二.钢梁的焊接5.工形梁的组装和焊接36图9-9工形梁立式组装示意图组装T形组装工形二.钢梁的焊接5.工形梁的组装和焊接37工形梁首先焊接四条主角焊缝，一般采用埋弧自动焊，船位焊接，为了保证梁上拱度，首先焊接下盖板侧角焊缝，然后焊接上盖板侧角焊缝。二.钢梁的焊接5.工形梁的组装和焊接工形梁的焊接38对工形盖板焊接变形修整后，组装腹板上加筋肋，采用CO2气体保护焊焊接加筋肋角焊缝，应从梁长度方向的中间向两端对称焊接，有顶紧要求的加筋板应从顶紧端向另一端焊接。二.钢梁的焊接5.工形梁的组装和焊接工形梁的焊接39箱形梁的组装箱形梁的组装方法如图9-10所示，首先将一侧盖板置于平台上，然后组对隔板，接着组装两侧腹板形成槽形，焊接隔板三面角焊缝，最后在槽形上组装另一盖板，形成箱形。40二.钢梁的焊接6.箱形梁的组装和焊接扣盖成箱形组装腹板成槽形组装隔板41二.钢梁的焊接6.箱形梁的组装和焊接图9-10箱形梁的组装方法箱形梁的焊接箱形件组成槽形后，采用CO2气体保护焊焊接隔板三面角焊缝，应对称焊接，扣盖组成箱形后，焊接箱形四条主角焊缝。主角焊缝一般采用埋弧自动焊，为了防止箱形件扭曲变形，四条主角焊缝应同向焊接，同一腹板侧两条主角焊缝对称焊接。如果坡口较深，焊接量大，应首先焊接四条主角焊缝的坡口根部焊道，增加箱形的整体刚度，然后再对称焊接填充焊道.42二.钢梁的焊接6.箱形梁的组装和焊接在工作状态承受压力的杆件叫做柱。三.钢柱的焊接1.概述43根据断面形状的不同（图9-12），柱分为：工字柱、梅花形柱、箱形柱、圆形柱等。三.钢柱的焊接2.柱的分类44图9-12柱的断面形状箱形柱梅花形柱工形柱圆形柱45三.钢柱的焊接2.柱的分类实腹柱和格构柱，采用型钢或钢板组成。实腹形见图9-13，型钢实腹柱焊接量小，加工简单，但受到型钢尺寸的限制。钢板实腹柱适应性强，可根据要求制作各种大小尺寸的柱，但焊接量大，制造比较复杂。46三.钢柱的焊接2.柱的分类根据结构形状的不同柱分为：图9-13实腹柱型钢实腹柱隔板隔板隔板钢板实腹柱47三.钢柱的焊接2.柱的分类格构柱见图9-14，一般采用型钢拼焊而成，格构柱构造简单，质量轻，省材料，风的阻力小，但焊缝短，不利于自动化焊接。48三.钢柱的焊接2.柱的分类图9-14格构柱49三.钢柱的焊接2.柱的分类柱头主要与被支撑梁相连接，或焊接端部封头板，见图9-18。图9-18柱头结构50三.钢柱的焊接3.柱头结构柱脚主要承受外力和整个柱的质量。柱脚需要具有较大的刚度，一般在柱脚处采用加筋板补强，柱脚结构见图9-19，柱脚通过螺栓或焊接与基础相连。图9-19柱脚结构51三.钢柱的焊接3.柱脚结构工形实腹柱和箱形实腹柱的焊接要求与工形梁和箱形梁的焊接要求相近。一般主角焊缝采用埋弧自动焊，加筋板或隔板采用CO2气体保护焊。对于要求隔板四面全焊的箱形柱，最后采用电渣焊焊接隔板与盖板间角焊缝。52三.钢柱的焊接4.实腹柱的焊接格构柱的焊接一般较简单，焊缝长度较短，组装定位后，主要采用焊条电弧焊或CO2气体保护焊方法焊接，尽可能对称施焊。53三.钢柱的焊接4.格构柱的焊接钢屋架钢屋架结构图屋架简图、屋架详图（包括节点图）、杆件详图、连接板详图。54三.钢屋架的焊接1.概述55三.钢屋架的焊接2.屋脊节点图屋架简图又称屋架示意图、屋架杆件几何尺寸简图。比例：1:100、1:200单线条表示，杆件长度直接注在单线条旁边。5615087009000145015045858156515105208168476476476476476476451815152815281529453045659010510530100100301089613115281528152924171081108124171933屋架几何尺寸简图上弦塞焊示意图2　63×55380-180×84304-50×670-220×648040×413203-30×65070×45×5孔?21.5-160×10260-80×108088-50×815090×56×5孔?13230×4828040×484040×4980-140×6340-150×6180230×43-30×65010-30×650-150×6210-125×6160说明:1.钢材为AF;32.未注明焊缝厚度为4,满焊;3.未注明的螺栓孔为?17。WJ1:151:10图15-3钢屋架节点详图2080801006241502101203101151406013010025115101411076119015050701009050130506010230902024024020080408040408515120145040804012024171933606075753030405050704010202080803030204556545302290001-12-23-33313141516171819202111121717191783294105615905011101:100100100三.钢屋架的焊接3.屋架简图15087009000145015045858156515105208168476476476476476476451815152815281529453045659010510530100100301089613115281528152924171081108124171933屋架几何尺寸简图上弦塞焊示意图2　63×55380-180×84304-50×670-220×648040×413203-30×65070×45×5孔?21.5-160×10260-80×108088-50×815090×56×5孔?13230×4828040×484040×4980-140×6340-150×6180230×43-30×65010-30×650-150×6210-125×6160说明:1.钢材为AF;32.未注明焊缝厚度为4,满焊;3.未注明的螺栓孔为?17。WJ1:151:10图15-3