《建筑钢结构焊接技术规程》宣讲ppt课件

1、宣 贯 讲 稿l与国际先进同类标准接轨主要针对?美国焊接标准 AWS D1.1?，并能在重大建筑钢构造工程中应用。 1. 扩大适用范围，符合现代建筑钢构造的开展现状和趋势；2. 全面丰富规程的技术内容，进步整体技术程度；3. 进步规程的实用性和可操作性。 1.0.2 本规程适用于桁架或网架桁架或网架壳壳构造、多构造、多层层 和高层梁和高层梁- -柱框架构造等工业与民用建筑和一柱框架构造等工业与民用建筑和一 般构筑物的钢构造工程般构筑物的钢构造工程中，钢材厚度大于或等于3mm的碳素构造钢和低合金高强度构造钢碳素构造钢和低合金高强度构造钢 的焊接。适用的焊接方法包括手工电弧焊气手工电弧焊气 体保护

2、焊、自保护焊、埋弧焊、电渣焊、气体保护焊、自保护焊、埋弧焊、电渣焊、气电立焊、栓钉焊及相应焊接方法的组合电立焊、栓钉焊及相应焊接方法的组合。2.0.1 建筑钢构造工程焊接难度可分为一一般、较难般、较难和和难难三种情况。施工单位在承担钢构造焊接工程时应具备与焊接难度相适应的技术条件,建筑钢构造工程的焊接难度可按下表区分。表表2.0.12.0.1 建筑钢构造工程的焊接难度区分原那么建筑钢构造工程的焊接难度区分原那么节点复杂程度和拘谨度 板厚mm 受力状态 钢材碳当量1Ceq% 一般简单对接、角接，焊缝能自由收缩 t30 一般静载拉、压 0.38较难复杂节点或已施加限制收缩变形的措施30t80 静载

3、且板厚方向受拉或间接动载 0.380.45 难复杂节点或部分返修条件而使焊缝不能自由收缩t80 直接动载、抗震设防烈度大于8度 0.45 注：1按国际焊接学会IIW公式，Ceq%=C+ %适用于非调质钢 焊接难度焊接难度 影响因素Mn/6+Cr+Mo+V/5+Cu+Ni/15Q235及Q345钢通常Ceq在0.38%以下，Ceq=0.380.45%包含了强度等级比Q345更高的较难焊的钢号，Ceq0.45%那么为难焊的特殊钢号； 受力状态的区分原那么上参照有关设计规程，直接动载指构件承受动载需要按疲劳设计、验算的情况； 板厚的分级按照目前国内建筑钢构造中厚板的一般使用情况，将 30 mm与80

4、mm 作为较难焊与难焊的分界，实际上是一种大致的区分； 节点拘谨度分类是根据构造构件实际情况并美国?钢构造焊接标准?AWS D1.1的区分方法一致； 目前国际上有多种碳当量计算公式，在此采用了使用较为广泛的国际焊接学会公式。 施工企业在承接钢构造工程时应具备与焊接难度相适应的装备、技术、人员、检验与试验条件、质量保证和管理体系等。2.0.4 钢构造工程焊接制作与安装单位应具备以下条件制作与安装单位应具备以下条件 6 应具有与所承担工程的构造类型相适应的与所承担工程的构造类型相适应的企业钢构造焊接规程、焊接作业指导书、焊接工艺评定文件等技术技术文件文件； 行业规程是通用性的，施工企业必须根据产品

5、的定位、承接工程构造的类型和企业自身的设备、工艺条件进展焊接工艺评定，编制企业的焊接规程、作业指导书以指导消费施工。特别是资质等级高的企业其规程的技术程度应高于行业标准，其产品质量标准才可能严于国家标准。 7 特殊构造或采用屈从强度等级超过390MPa的钢材、新钢种、特厚材料及焊接新工艺的钢接构工程的焊接制作与安装企业应具备焊接工艺实验室和相应的实验人员具备焊接工艺实验室和相应的实验人员。 特殊钢构造中焊接接点设计复杂，使用特厚材料时接头拘谨度大。屈从强度等级超过390MPa的钢材或新钢种其焊接性往往较差，在进展工艺评定前必须进展一些焊接性试验工程，如斜Y形抗裂试验、最高硬度试验、层状撕裂敏感

6、性试验，以便制订初步的焊接工艺。 是否具备焊接工艺实验室和相应的实验人员，应是钢构造工程焊接制作与安装企业资质等级的一项重要指标。 3.0.1建筑钢构造用钢材及焊接填充材料的选用应符合设计图的要求，并应具有钢厂和焊牌号等级抗拉强度bMPa屈从强度SMPa 冲击韧性16mm50 100mmTAkvJQ235A375 460 235205B2027027C-2027DQ295A390 570295235B2034Q345A470 630345275B2034C034D-2034E-4027Q390 A490 650390330B2034034C-2034DE-4027Q420 A520 68042

7、0360B2034034CD-2034E-4027Q460 C550 720460400034D-2034E-4027注： 表中钢材力学性能的单值均为最小值； 为板厚60 100mm时的s值。 Q420、Q460钢材目前在建筑钢构造中还极少应用，本技术规程在各章节条文中 已适当顾及其特殊性，为其今后的应用留下空间。 GB 700-88 GB 700-79 Q235A Q235B A3 C2GB/T 1591-94 GB 1591-88Q23509MnV、09MnNb、09Mn2、12MnQ34512MnV、14MnNb、16Mn、16MnRE、18NbQ39015MnV、15MnTi、16Mn

8、NbQ42015MnVN、14MnVTiRE 除了常规力学性能以外，根据?建筑抗震设计标准?GB50011-2001的规定，对于抗震设防烈度6度及以上地区的建筑，钢构造的钢材还要求： 1 钢材的抗拉强度实测值与屈从强度实测值的比值不应小 于1.2； 2 钢材应有明显的屈从台阶，且伸长率应大于20%; 3 钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性； 4 钢材的质量级别宜采用B级及以上等级。 按?高层建筑构造用钢板?YB 4104-2000选购能满足上述要求。 设计文件未作明确提出时，应符合设计标准的规定。 对检验报告的要求：材质单的炉、批号与进料相符，并须有消费厂质检部门公章。如由经销单位提供复印件

9、须加盖原件存放单位印章。 焊接材料焊接材料焊接材料现行国家标准：?碳钢焊条?GB/T 5117-95?低合金钢焊条?GB/T 5118-95?熔化焊用钢丝?GB/T 14957-94?埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂? GB/T 5293-99?埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂? GB/T 12470-03?气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝? GB/T 8110-95?碳钢药芯焊丝 ? GB/T 10045-01?低合金钢药芯焊丝 ? GB/T 17493-98新型号EXXXX第一、二位数字第三位数字第四位数字对应老牌号熔敷金属抗拉强熔敷金属抗拉强度最小值度最小值MPa 适用焊接适用焊接位置位置药皮药皮类型

10、类型电流种类电流种类E4303、E5003、E5503420、490、540平、立、横、仰钛钙型交流或直流正、反接J422、J502、J552E4315、E5015、E5515、E6015420、490、540、590平、立、横、仰低氢钠型直流反接J427、J507、J557、J607E4316、E5016、E5516、E6016420、490、540、590平、立、横、仰低氢钾型交流或直流反接J426、J506、J556、J606E4323、E5023420、490平、平角焊铁粉钛钙型交流或直流正、反接J426Fe、J506Fe、E4328、E5028420、490、平、平角焊铁粉低氢型交流

11、或直流反接J426Fe、J506FeE5518、E6018540、590平、立、横、仰J556Fe、J606Fe 常用构造钢焊条型号表示方法常用构造钢焊条型号表示方法GB/T 5117、5118-95焊剂-焊丝型号FXXXX-HXXX第一位数字第二位数字第三位数字第四位数字对应焊剂老牌号熔敷金属抗拉强度 Mpa熔敷金属屈从强度 Mpa熔敷金属冲击功状态J渣系F4A0-H08、 H08AF4A2-H08AF4P3- H08AF4P4- H08A415550330焊态 0-20-30-40 27/HJ431SJ301热处理SJ101F5A0-H08MnAF5A2-H10Mn2480 650400焊

12、态 0-20-30-40 27/HJ431SJ301F5P3-H08MnMoAF5P4-H08MnMoA热处理SJ101F48AZ-H08A、H08MnAF48A0-H08A、H08MnAF48A2-H08MnA、H10Mn2480 660400焊态/ 硅锰型HJ431HJ430027-20硅钙型SJ301F48P3 F48P4- H08MnMoA热处理-30-4027氟碱型SJ101F55AZ-H08MnA550700470焊态/硅锰型HJ431F55A0-H10Mn2 、H08MnMoA027硅钙型SJ301F55A2-H10Mn2 、H08MnMoA-20氟碱型SJ101F55P3-H1

13、0Mn2 、H08MnMoA 热处理-3027氟碱型SJ101F55P4-H10Mn2 、H08MnMoA-40 构造钢常用埋弧焊剂渣系分类及组分构造钢常用埋弧焊剂渣系分类及组分渣系代号X主要组分渣系CaO+MgO+MnO+CaF2 50%SiO2 20%CaF2 15%氟碱型CaO+ MgO+SiO2 60%硅钙型MnO+SiO2 50%硅锰型牌号化 学 成 分 %CMnSiMoVTi参加量SP H08A0.100.300.550.030.0300.030H08MnA0.100.801.100.070.0300.030H10Mn20.121.501.900.070.0350.035H08Mn

14、2SiA0.111.802.10.650.950.0300.030H08MnMoA0.101.201.600.250.30.50.150.0300.030H08Mn2MoA0.060.111.601.900.250.50.70.150.0300.030H08Mn2MoVA0.060.111.601.900.250.50.70.060.120.150.0300.030H10Mn2MoVA0.080.131.702.000.040.60.80.060.120.150.0300.030 Cr 0.20, Ni 0.30, Cu0.20l ER 49-1 熔敷金属冲击功不低于47J室温 l 熔敷金属抗

15、拉强度不低于490MPa,l 屈从强度不低于372MPal l ER 50-2熔敷金属冲击功：-30时不低于27J l -3 - 20时不低于27J l -4、 -5 不要求l -6、-7 -30时不低于27J l 熔敷金属抗拉强度不低于500MPa,l 屈从强度不低于420MPal ER 55-D2熔敷金属冲击功：-30时不低于27J l 熔敷金属抗拉强度不低于550MPa,l 屈从强度不低于470MPal l l l 1 焊接材料熔敷金属的强度、塑性、冲击韧性均应高于母材标准规定的最低值，与母材焊接后其接头各项性能均应到达母材标准规定的最低值。埋弧焊时那么是指焊丝和焊剂相匹配后的熔敷金属性

16、能；2 不同强度级别钢材焊接时，对接接头按强度低的钢材选择焊材，T形接头应按腹板的强度选择焊材 ；3 Q235以上级别钢号采用强度相匹配的低氢型焊条；碳当量高于0.45，厚度超过100mm 的钢材，组成拘谨应力大的复杂节点，可采用强度相匹配的超低氢焊条可仅用于打底焊假设干层；4 由化学成分决定使用性能的钢材如耐候钢、耐火钢、不锈钢等，按化学成分选择专用焊材； 5 焊条及药芯焊丝还要根据焊接位置选择相应型号； 6 Q235、Q345钢手工电弧焊，为进步焊接熔敷效率可选用E4328Fe、E5028Fe铁粉焊条； 7 二氧化碳气保焊，应选用冲击韧性与母材韧性等级相匹配的H08Mn2Si焊丝ER50-

17、2、-3、-6、7，用于Q345B、C和Q390B、C；Q420、Q460钢材应选用ER55-C1含镍焊丝； 采用药芯焊丝时应注意根据母材强度和构件的刚性、节点的拘谨度选择药芯的碱度； 8 熔嘴电渣焊一般用H08Mn2Mo、H10Mn2焊丝配少量硅锰、硅钙型焊剂； 9 手工电弧焊和埋弧焊的焊材选配方法见下表： 钢材 构造特点节点复杂性板厚mm 电弧焊 焊条 埋弧焊焊剂-焊丝Q235轻型或一般钢构造简单对接、角接 25以下酸性焊条E4303硅锰焊剂-低碳钢焊丝F4A0- H08Q235BC重型或大跨度钢构造复杂节点 25以上碱性焊条E4315、E4316高硅高锰焊剂F48A124- H08A H

18、J431 Q345BC一般、重型或大跨度钢构造各种节点80以下碱性焊条E5015、E5016高硅高锰焊剂F48A0F48A2- H08MnAHJ431 或中硅中锰低氟焊剂如HJ350配H10Mn2焊丝Q345CD重型或大跨度钢构造复杂节点拘谨应力大80以上碱性焊条E5515、E5516氟碱焊剂SJ101F48A2F48A3-H08MnAQ390CD 各种构造各种节点所有板厚氟碱焊剂SJ101 F48A2F48A3-H10Mn23.0.2 大型、重型及特殊钢构造的主要焊缝大型、重型及特殊钢构造的主要焊缝采用的焊接填充材料应按消费批号消费批号进展复验。复验应由国家技术质量监视部门认可的质量监视检测

19、机构进展。 复验范围的界定：大跨度、重级工作制吊车梁及建筑平安等级为一级、二级构造中的一级焊缝和平安等级为一级构造中的二级焊缝根据GB 50205-2001。 复验的方法应按照焊接材料的标准规定。3.0.3 气体保护焊使用的二氧化碳气体应符合国家现行标准?焊接用二氧化碳?HG/T2537的规定，大型、重型及特大型、重型及特殊钢构造工程中主要构件的重要焊接节点殊钢构造工程中主要构件的重要焊接节点采用的二氧化碳气体质量应符合该标准中优等品优等品的要求，即其二氧化碳含量V/V不得低于99.9%99.9%，水蒸气与乙醇总含量m/m不得高于0.005%0.005%，并不得检出液态水。二氧化碳气体保护焊作

20、为一种高效优质焊接方法，其熔敷金属扩散氢含量和氢致裂纹的控制主要依靠气体中水份的控制，重型钢构造中厚板、特厚板的焊接目前已广泛应用了二氧化碳气体保护焊，特殊钢构造的复杂节点立焊，甚至全位置焊接也已在应用，使用优等品控制气体含水量不得高于0.005%是为防止氢致裂纹，此要求也符合AWS D1.1的规定； 该规程规定一等品二氧化碳含量V/V不得低于99.7%，合格品为99.5%。一等品的水蒸气与乙醇总含量m/m不得高于0.02%，合格品为0.05%。非重要节点的焊接可根据焊接裂纹敏感性程度采用一等品或合格品，如筋板或薄板的焊接。4.1.1 钢构造焊接节点构造，应符合以下要求： 1 尽量减少焊缝的数

21、量和尺寸； 2 焊缝的布置对称于构件截面的中和轴； 3 便于焊接操作，防止仰焊位置施焊； 4 采用刚性较小的节点形式，防止焊缝密集和双向、三向相交； 5 焊缝位置避开高应力区； 6 根据不同焊接工艺方法合理选用坡口形状和尺寸。 节点设计原那么： 焊接接头的剩余应力不可防止，板厚大于30 mm左右时，剩余应力最大值可超过钢材的屈从极限图5-37、5-39、5-40,应尽量降低焊接收缩应力的数值及应力集中系数，减少构件的变形；便于焊工操作，确保获得致密、优质的焊缝。图5-37 焊缝各截面中纵向应力的分布图5-39 横向应力沿板宽上的分布图5-40 厚板多层焊缝中的应力分布 焊接变形量的估算公式：

22、纵向收缩量mm L=k1 AWL/A 横向收缩量mm B=0.2 AW /+0.05b A 杆件截面积； AW 焊缝截面积； L 杆件长度； 板厚； b 跟部间隙； k1 焊接方法系数： 二氧化碳气体保护焊：k1 =0.043； 埋弧焊： k1 =0.0710.076； 手工电弧焊： k1=0.0480.057。 角变形量rad =0.07 Bhf1.3/2 B 翼缘板宽度； 翼缘板厚度； hf 焊脚尺寸。 公式显示各方向焊接收缩量均与焊缝截面积成正比， 因此尽量减少焊缝的数量和尺寸是很重要的。 焊缝密集导致接头区剩余应力叠加，焊缝穿插那么产生三向应力使材质变脆，一般焊缝并列或穿插间距应大于2

23、00mm。板厚大时其间距还应增大，通常在焊缝穿插处设置圆弧形应力释放孔同时作为焊接过手孔。 仰焊时易产生缺陷，返修时造成复杂应力，且焊工培训费用高，在厚板构造中不宜采用。 双面双边对称坡口X形及单面、双边对称浅坡口Y形的拘谨应力最小，单面双边或单边坡口V、L形拘谨应力最大。假如施工操作条件允许双面焊，设计承载条件允许部分焊透时，应尽可能采用双面、双边对称坡口及浅坡口部分焊透焊缝。 离构件中和轴越远的焊缝收缩力矩越大，造成的变形量越大，对称布置焊缝可使收缩力平衡以减少变形。4.2 焊接坡口的形状和尺寸见规程 所列的六个手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊全焊透和部分焊透坡口形状和尺寸表符合建筑钢构造构

24、件组焊节点要求及大型钢构造制造厂消费线设备的条件,即一般不采用气割不易实现的U形坡口； 全焊透焊缝一般采用单面坡口加钢垫板形式以防止消费效率低下、劳动条件恶劣的清根作业和仰焊位置； 适当考虑工程实际情况，分别列出装配条件下坡口尺寸的较大允许偏向值； 综合了美国钢构造焊接标准和日本建筑学会标准的规定，与国际同类先进标准接轨。 坡口角度、间隙尽量小，以减小焊缝截面和焊接收缩应力； 4.3.1 全焊透的全焊透的对接焊缝及对接与角接组合焊缝，双面焊时反面应清根后焊接双面焊时反面应清根后焊接，加垫板单面焊，加垫板单面焊，当坡口形状、尺寸符合本规程表4.2.24.2.4的要求时，可按全焊透计算。其计算厚度

25、计算厚度h he e 应为坡口根应为坡口根部至焊缝外表不计余高的最短间隔部至焊缝外表不计余高的最短间隔 。 焊缝的计算厚度是构造设计时焊缝承载应力计算的根据，不仅设计师而且工艺工程师也应理解各种接头焊缝的计算厚度，以免在施工中引起混淆，影响构造平安； 斜角接头和圆管相贯接头的焊缝计算厚度与直角接头的区别尤其应予以关注。4.3.2 开坡口的部分焊透开坡口的部分焊透对接焊缝及对接与角接组合焊缝，其焊缝计算厚度he应根据焊接方法、坡口形状及尺寸、焊接位置不同，分别对坡口深度分别对坡口深度H H进展折减进展折减图4.3.2。各种类型部分焊透焊缝的计算厚度he应符合表4.3.2的规定。HHheHheth

26、e(e)t(f)(d)H(c)(b)(a)tbhehethebtbhehetb he121222211H1图4.3.2 部分焊透的对接焊缝及对接与角接组合焊缝计算厚度示意 V形坡口60及U、J形坡口,当坡口尺寸符合表4.2.54.2.7的规定时，焊缝计算厚度he 应为坡口深度H 。示意图号 坡口形式焊接方法Tmm bp焊接位置焊缝计算厚度he mmmm mm4.3.2a I形坡口单面焊手工电弧焊311.5 全部 t-1 4.3.2 b I形坡口单面焊 手工电弧焊 3， 6T/2全部 t/24.3.2 c I形坡口双面焊 手工电弧焊3，6 T/2全部3t/44.3.2 d L形坡口 手工电弧焊6

27、 4503全部H-3 表4.3.2 部分焊透的对接焊缝及对接与角接组合焊缝计算厚度示意图号 坡口形式焊接方法Tmm bp焊接位置焊缝计算厚度he mmmm mm4.3.2 d L形坡口 气体保护焊 645 03F,H H V,O 4.3.2 d L形坡口埋弧焊 12 60 06FHHH -3 4.3.2e f K形坡口 手工电弧焊8 45 03全部H1+H2-6 4.3.2e f K形坡口气体保护焊 12 4503F,H H1+H2 V,O H1+H2-6 续表4.3.2 部分焊透的对接焊缝及对接与角接组合焊缝计算厚度4.3.3 搭接角焊缝及直角角焊缝搭接角焊缝及直角角焊缝的计算厚度he应分别

28、按公式4.3.4-1、4.3.4-2计算4.3.3：图4.3.3 直角角焊缝及搭接角焊缝计算厚度示意hhhfbfe 1 当间隙b1.5时，he=0.7hf 4.3.4-1 2 2 当间隙当间隙 1.51.5b5b5时，时，he=0.7he=0.7h hf f-b-b 4.3.4-2 塞焊和槽焊焊缝的计算厚度可按角焊缝的计算方法确定。4.3.4 斜角角焊缝的计算厚度斜角角焊缝的计算厚度h he e，应根据两面夹，应根据两面夹角角的大小取值：的大小取值： 1 =60135图4.3.4a、b、c： 当间隙b1.5时， he=hf/2sin/2 4.3.4-3 当间隙当间隙 1.51.5b5b5时时，

29、 he=hf-b/2sin/2 4.3.4-4 式中： 两面夹角；hf 焊脚尺寸mm； b接头根部间隙mm 2 3060图4.3.4d：应将公式4.3.4-3、4.3.4-4所计算的焊缝计算厚度he减去相应的折减值Z。不同焊接条件的折减值Z应符合表4.3.4的规定； 3 3030：必须进展焊接工艺评定：必须进展焊接工艺评定，确定焊缝计算厚度。hfhf1(d)(c)(a)hfZhe6030hf2hhb1he1he2最小60最大135b2最大135100hfhfhh最小60hbbhh(b)hb6090be2f1f2f2f12e11f1f2hel图4.3.4 斜角角焊缝计算厚度示意l 两面夹角；b根

30、部间隙；hf焊脚尺寸；l he焊缝计算厚度； z焊缝计算厚度折减值。两面夹角 焊接方法 折减值Zmm 焊接位置V或O 焊接位置F或H 6045手工电弧焊 33药芯焊丝自保护焊 30药芯焊丝气体保护焊 30实芯焊丝气体保护焊 _04530 手工电弧焊 66药芯焊丝自保护焊 63药芯焊丝气体保护焊106实芯焊丝气体保护焊 _6表4.3.4 斜角角焊缝斜角角焊缝30306060时的焊缝计算厚时的焊缝计算厚度折减值度折减值4.3.54.3.5 圆钢与平板、圆钢与圆钢之间的焊缝计算厚度圆钢与平板、圆钢与圆钢之间的焊缝计算厚度应分别按以下公式计算：hf hf/2(a) 圆钢与平板(b) 圆钢与圆钢连接d1

31、d2a图4.3.5 圆钢与平板、圆钢与圆钢焊缝计算厚度示意 1 圆钢与平板连接图4.3.5a：he=0.7hf 4.3.5-1 2 圆钢与圆钢连接图4.3.5b：he=0.1d1+2d2-a 4.3.5-2 式中： d1大圆钢直径mm； d2小圆钢直径mm； a焊缝外表至两个圆钢公切线的间隔 mm。4.3.64.3.6 圆管、矩形管圆管、矩形管T T、Y Y、K K形相贯接头的焊缝计形相贯接头的焊缝计算厚度应根据部分两面夹角算厚度应根据部分两面夹角的大小，按相贯接的大小，按相贯接头趾部、侧部、跟部各区和部分细节情况分别计头趾部、侧部、跟部各区和部分细节情况分别计算取值。算取值。管材相贯接头的焊

32、缝分区示意见图4.3.6-1，部分两面夹角和坡口角示意见图4.3.6-2。全焊透焊缝、部分焊透焊缝和角焊缝的计算厚度应分别符合以下规定：DR(a)圆管和方管的匹配型连接RDbD（b）圆管和方管的台阶型连接tdbrtcdbtbtcbbtctbrb主 管趾 部 区 （ 细 节 A）侧 部 区 （ 细 节 B）跟 部 区 （ 细 节 D）转 角 部 过 渡 区 （ 细 节 B）转 角 部 过 渡 区 （ 细 节 C）（ 细 节 C范 围 ）（ 细 节 B范 围 ）(细 节 A范 围 )支 管趾 部 区侧 部 区过 渡 区 跟 部 区（ 细 节 D范 围 ）补充细节B与支管内壁线相切点转角部过渡区（e

33、） 相配的方管接头分区转角部过渡区趾部区（细节A）跟部区（细节D） 侧部区（相配的方管接头另见补充细节B）钝边0-2.5b（细节B）（细节C）l图4.3.6-1 圆管、矩形管相贯接头焊缝分区形式示意图4.3.6-2 部分两面夹角和坡口角示意1 1 全焊透焊缝的计算厚度全焊透焊缝的计算厚度 管材相贯接头全焊透焊缝各区的形状及尺寸细节应符合 图4.3.6-3要求，焊缝计算厚度应符合表4.3.6-1规定；0 则由 变化至90135当从 变化至 时，bh =t /2bh =t /2tbttbt=90-50h打底焊缝细节Dbh=40-15细节 Bt=150-90bD打底焊缝=45-30hh从 到 的过渡

34、CA细节=180-135b打底焊缝hh细节C=75-30hhbhhth按要求堆焊以保持he厚度值钝边1.5钝边1.5h =tb/2tb/2bbbbbbbh =t /2kkLekekekkkkkkhh图4.3.6-3 管材相贯接头完全焊透焊缝的各区坡口形状与尺寸示意焊缝为标准平直状剖面形状 1尺寸he、hL、b、b、见表4.3.6-1； 2最小标准平直状焊缝剖面形状如实线所示； 3可采用虚线所示的下凹状剖面形状； 4支管厚度tb16mm； 5hk：加强焊脚尺寸。表4.3.6-1 圆管圆管T T、K K、Y Y形相贯接头全焊透焊缝坡口尺寸形相贯接头全焊透焊缝坡口尺寸及焊缝计算厚度及焊缝计算厚度坡口

35、尺寸 趾部=180135 侧部=15050 过渡部分=7530 跟部=4015 坡口角度最大90 105时60 40 最小45 37.5；较小时1/2 较大时1/2 支管端部斜削角度 最大根据所需的值确定 最小10或105时4510 根部间隙 b 最大四种焊接方法均为5mm 气保护焊短路过渡、药芯焊丝气保护焊： 45时6mm 45时8mm手工电弧焊和药芯丝自保护焊时6mm最小1.5mm 打底焊后坡口底部宽度b 最大 手工电弧焊和药芯焊丝自保护焊焊：为2540时3mm；为1525时5mm气保护焊短路过渡和药芯焊丝气保护焊：为3040时3mm；为2530时6mm；为2025时10mm；为1520时

36、13mm 焊缝计算厚度he tb 90时， tb； 9 0 时 ，tb/sin, tb/sin, 但不超过1.75tb 2tb hL tb/sin,但不超过1.75tb 焊缝可堆焊至满足要求 注：坡口角度tb，Z折减尺寸见表4.3.4； 6方管截面角部过渡区的接头应制作成从一细部圆滑过渡到另一细部，焊接的起点与终点都应在方管的平直部位，转角部位应连续焊接，转角处焊缝应饱满。3 3 角焊缝的焊缝计算厚度角焊缝的焊缝计算厚度 管材相贯接头各区细节应符合图4.3.6-5要求。其焊缝计算厚度he应符合表4.3.6-2规定。 120he工 作 点1.5tbtb细 节 Dhfhftbtbhf细 节 Ahf

37、hftb时 ， 支 管 端 切 削以 达 到 焊 缝 厚 度细 节 B（ 圆 管 ）细 节 B（ 矩 形 管 ）hfZ图4.3.6-5 管材相贯接头角焊缝接头各区形状与尺寸示意 1tb 为较薄件厚度； 2hf 为最小焊脚尺寸； 3根部间隙051.5 mm； 4最小值为15。当30时，应进展焊接工艺评定；3060时，焊缝计算厚度应采用表4.3.4的折减值Z； 5对主管直径宽度D与支管直径宽度d之比d/D的限定：圆管时d/D1/3，方管时d/D0.8。表4.3.6-2 管材管材T T、Y Y、K K形相贯接头角焊缝的计算厚度形相贯接头角焊缝的计算厚度 趾 部 侧 部 跟 部 焊缝计算厚度he 12

38、0 110120 100110 100 60 最小hf支管端部切斜tb 1.2tb 1.1tbtb1.5tb0.7tb支管端部切斜1.4tb 1.8tb1.6tb1.4tb1.5tbtb支管端部整个切斜6090坡口 2.0tb1.75tb1.5tb1.5tb或1.4tb+Z取较大值1.07tb 注：1 低碳钢s280MPa圆管，要求焊缝与管材超强匹配的弹性工作应力设计时he=0.7tb ；要求焊缝与管材等强匹配的极限强度设计时he=1.0tb ； 2 其它各种情况he=tc 或he=1.07tb中较小值tc为主管壁厚。 焊接裂纹历来是重型钢构造工程中质量控制的重点。焊接裂纹可按生成时段分为热裂

39、纹和冷裂纹氢致裂纹，由于钢材和焊材中硫、磷等杂质的控制，只要控制焊缝的宽深比大于1.1，热裂纹一般可以防止图5-73，重要的是冷裂纹的控制； 图5-73 焊接热裂纹示意 冷裂纹形成因素：接头中存在硬脆显微组织；焊缝扩散氢含量较高；接头的拘谨应力较大。 钢材的碳当量是产生接头硬脆组织的内因，用碳当量CE%可表示钢材淬硬倾向和焊接性的好坏；低碳微合金高强钢可用冷裂纹敏感指数Pcm%表示。限制 CE% 及 Pcm% 可以减小冷裂纹敏感性。 美、日、国际焊接学会采用碳当量计算公式：CE%AWS=C+Mn+Si/6+Cr+Mo+V/5+Cu+Ni/15%CE%JIS=C+Mn/6+Si/24+Ni/40

40、+Cr/5+Mo/4+V/14%CE%IIW=C+Mn/6+Cr+Mo+V/5+Cu+Ni/15%适用范围：非调质中高强度低合金钢b=500600Mpa,C0.18% C0.2%; Si0.55%; Mn1.5%; Cu0.5%; Ni2.5%; Cr1.25%; Mo0.7%; V0.1%; B0.006%。 冷裂纹敏感指数Pcm%计算公式：Pcm%=C+Si/30+Mn+Cu+Cr/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B% 适用范围: b=4001000MPa; C C：0.070.070.22%0.22%; Si0.6%; Mn：0.401.4%; Cr1.2%; Cu0.5%;N

41、i1.2%; Mo0.7%; V1.2%V1.2%; Nb0.04%Nb0.04%; Ti0.05%Ti0.05%; B0.05%B0.05%。 板厚：1925mm; H：1.05.0ml/100g甘油法； 拘谨度：500033000N/mm.mm; 斜Y 试样试验条件：热输入E=17kJ/cm。 焊接冷裂纹防止措施 控制800500之间冷却速度t8/5在10秒以上，80秒以下对低合金高强钢，使接头区既不出现淬硬组织也不出现过热粗晶组织，其工艺措施即为控制热输入量和焊前预热； 控制焊缝中氢的含量，防止氢在冷却过程析出图5-74后向母材近缝区扩散，聚集于晶格缺陷中形成高压，而使焊趾或焊缝跟部产生

42、裂纹。控制母材外表、焊条、保护气体中的水份，是降低冷裂倾向的主要措施图5-74、5-75、5-76； 焊后消氢热处理有助于氢加速扩散远离焊缝、应力集中区和脆化区可以防止延迟裂纹图5-77、5-78。加热温度与板厚和保温时间有关.图5-74 氢在铁中溶解度与温度的关系图5-75 影响焊缝中含氢量的因素图5-76 焊条烘干温度与扩散氢含量关系图5-77 后热对扩散氢的影响图5-78 防止裂纹所需后热参数预130 拘谨度对冷裂纹的形成也起关键作用 拉伸拘谨度RF单位长度焊缝的跟部间隙产生单位长度弹性位移所需拉力图5-79 RF=E/LN/mm.mm E-母材弹性模量；板厚mm； L-受拘谨体的长度m

43、m； 构造定位焊时 RF =700相当于斜Y形试验条件； 构造对接接头正常焊时 RF=400板厚不大于50 mm。图5-79 对接接头承受拘谨应力的模型 最低预热温度确实定： 日本学者提出的预热温度T0计算公式为： 坡口形式X、U、V形时： T0 =1330Pw-380 坡口形式K、T形时： T0 =2030Pw-550 Pw=Pcm+H/60+RF/4105 或取RF/4105=t/600 Pw-裂纹敏感性系数； RF-拉力拘谨度N/mm.mm; t钢材厚度mm; H-甘油法测定的扩散氢含量ml/100g. 该公式未含热输入、冷却速度因素的影响，而且拘谨度不管节点形式只按t/600统一取值也

44、与实际构件差异较大； 美国钢构造焊接标准提出了热影响区硬度控制法和含氢量控制法。 前者只考虑热输入量和最高硬度，不考虑含氢量和拘谨度，局限性较大； 后者把含氢量、裂纹敏感指数、拘谨度、板厚各因素分级后排列组合，虽未考虑热输入量的影响，却还是比较全面的估算方法，但该标准规定的上限区段预热温度最高值为160那么显得不合理，缺乏试验根底和根据。 德国钢铁学会提出从过渡板厚、热输入、冷却时间t8/5查图得出预热温度的方法，是以该国既定钢材的碳当量及其焊接性为根底的，应用于他国钢材、钢种那么须做相当的试验才能绘出所需图表。 6.2.1 除电渣焊、气电立焊外，除电渣焊、气电立焊外，、类类钢材匹配相应强度级

45、别的低氢型焊接材料并钢材匹配相应强度级别的低氢型焊接材料并采用中等热输入进展焊接时采用中等热输入进展焊接时，板厚与最低预热温度要求宜符合表6.2.1的规定。实际工程构造施焊时的预热温度，尚应根据以下因素的变化来确定：表6.2.1 常用构造钢材最低预热温度常用构造钢材最低预热温度要求钢 材 牌 号 接头最厚部件的板厚tmm t2525t40 40t60 60t80 t80Q235 60 80 100Q295、Q345 6080 100 140注：本表适应条件：注：本表适应条件： 1 接头形式为坡口对接，根部焊道，一般拘谨度；接头形式为坡口对接，根部焊道，一般拘谨度； 2 热输入约为热输入约为15

46、1525kJ/cm25kJ/cm； 3 3 采用低氢型焊条，熔敷金属扩散氢含量甘油法：采用低氢型焊条，熔敷金属扩散氢含量甘油法： E4315E4315、43164316不大于不大于8ml/100g8ml/100g； E5015E5015、E5016E5016、 E5515E5515、E5516E5516不大于不大于6ml/100g6ml/100g； E6015E6015、E6016E6016不大于不大于4ml/100g4ml/100g； 4 4 一般拘谨度，指一般角焊缝和坡口焊缝的接头未施加限制收缩变形的刚一般拘谨度，指一般角焊缝和坡口焊缝的接头未施加限制收缩变形的刚性固定，也未处于构造最终封

47、闭安装或部分返修焊接条件下而具有一定自由度；性固定，也未处于构造最终封闭安装或部分返修焊接条件下而具有一定自由度； 5 5 环境温度为环境温度为常温常温； 6 6 焊接接头板厚不同时，应按厚板确定预热温度；焊接接头材质不同时，焊接接头板厚不同时，应按厚板确定预热温度；焊接接头材质不同时，按高强度、高碳当量的钢材确定预热温度。按高强度、高碳当量的钢材确定预热温度。 实际工程构造施焊时的预热温度，尚应根据以下因素的变化来确定：1 根据焊接接头的坡口形式和实际尺寸、板厚及构件拘谨条件确定预热温度。焊接坡口角度及间隙增大时，应相应焊接坡口角度及间隙增大时，应相应进步预热温度进步预热温度；2 根据熔敷金

48、属的扩散氢含量确定预热温度。扩散氢含量高扩散氢含量高时应适当进步预热温度时应适当进步预热温度。当其它条件不变时，使用超低氢型焊条打底预热温度可降低2550。二氧化碳气体保护焊当气体含水量符合本规程3.0 .8条的要求或使用富氩混合气体保护焊时，其熔敷金属扩散氢可视同低氢型焊条；3 根据焊接热输入的大小确定预热温度。当其它条件不变时，热输入增大热输入增大5kJ/cm5kJ/cm，预热温度可降低，预热温度可降低25255050。电渣焊。电渣焊和气电立焊在环境温度为和气电立焊在环境温度为00以上施焊时可不进展预热以上施焊时可不进展预热；4 根据接头热传导条件选择预热温度。在其它条件不变时 T T形接

49、头应比对接接头的预热温度高形接头应比对接接头的预热温度高25255050。但。但T T形接头形接头两侧角焊缝同时施焊时应按对接接头确定预热温度。两侧角焊缝同时施焊时应按对接接头确定预热温度。 本规程根据国内消费、施工理论积累的经历，针对我国目前常用的构造钢牌号提出了最低预热温度要求，明确规定其适用范围并提出各影响因素变化时预热温度的增减范围，也可算是一种半定量的方法，目的是为了能对消费起指导作用； 本表有待理论总结和完善。 当环境温度低于常温但高于当环境温度低于常温但高于00时时, ,全部板厚全部板厚应预热至应预热至2020以上以上, ,低于低于00时应按低温焊接规时应按低温焊接规定定, ,其

50、预热温度应高于常温下的预热温度其预热温度应高于常温下的预热温度. . 6.2.2 预热方法及层间温度控制方法应符合以下规定：1 焊前预热及层间温度的保持宜采用电加热器、火焰加热器等加热，并采用专用的测温仪器测量； 2 预热的加热区域应在焊接坡口两侧，宽度应各为预热的加热区域应在焊接坡口两侧，宽度应各为焊件施焊处厚度的焊件施焊处厚度的1.51.5倍以上，且不小于倍以上，且不小于100mm100mm；预热温度宜在焊件反面测量，测温点应在离电弧经过前的测温点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于焊接点各方向不小于75mm75mm处处；当用火焰加热器预热时用火焰加热器预热时正面测温应在加热停顿后进展正面

51、测温应在加热停顿后进展。 加热范围及测温点位置对焊缝预热温度实际值有直接影响，如不明确规定那么无可比性,此规定与美国钢构造标准一致。6.2.3 当要求进展焊后消氢处理时，应符合以下规定： 1 消氢处理的加热温度应为200250，保温时间应根据工件板厚按每25mm板厚1小时确定。到达保温时间后应缓冷至常温； 考虑到建筑钢构造节点形状较复杂，焊缝较短，安装施工时常用热效率较低的火焰加热，因此选用了较低的加热温度。有条件采用电加热设备的大型钢构造厂和工地施工，可适当进步加热温度至300，并可适当减少保温时间。 2 消氢处理的加热和测温方法按6.2.2条预热方法及层间温度控制方法的规定执行。6.2.4

52、 6.2.4 、类钢材的预热温度、层间温度及后热类钢材的预热温度、层间温度及后热处理应遵守钢厂提供的指导性参数要求，或按处理应遵守钢厂提供的指导性参数要求，或按3.0.33.0.3条的规定执行。条的规定执行。 此两类钢材的强度高，合金成分复杂并常以调质热处理状态交货，不恰当的加热参数会破坏材料的性能。如钢厂未提供指导性参数，那么应进展焊接性实验和焊接工艺评定前方可施焊。 钢材由铸锭轧成板材后，晶间存在的硫化锰、氧化物、硅酸盐夹杂物也被轧成薄片状与金属带状组织共存。如金属冶炼纯度不高，夹杂物较多形成连续的片状分布时，对钢材厚度方向延性的降低有很大影响； 在T形、十字形及角接接头焊接时，易由于焊接

53、收缩应力作用于板厚方向，而使板材沿轧制带状组织晶间产生台阶状层状撕裂，其位置一般在焊缝近缝区脆性区以外。图示为典型的层状撕裂形态。 层状撕裂产生的影响因素 钢材成分尤其是含硫量与厚度方向延性以断面收缩率为评定指标； 焊接节点形式T形、十字形或角接接头； 接头坡口形式与尺寸非对称坡口、翼缘板厚度方向的焊脚尺寸大；焊接工艺参数热输入大； 焊接顺序不对称施焊； 焊接预热及后热等各种因数的综合影响。 3.0.4 焊接焊接T T形、十字形、角接接头，当其翼缘形、十字形、角接接头，当其翼缘板厚度等于或大于板厚度等于或大于40mm40mm时时，设计宜采用抗层状撕裂的钢板。钢材的厚度方向性能级别应根据工程的构

54、造类型、构造类型、节点形式及板厚和受力状态节点形式及板厚和受力状态的不同情况选择。3 材料 选材选材上防止层状撕裂的措施 钢板厚度方向性能级别Z15、Z25、Z35相应的含硫量、断面收缩率应符合国家现行标准?厚度方向性能钢板?GB/T 5313的规定附录A。级 别 含硫量%断面收缩率z% 三个试样平均值不小于单个试样值不小于Z15 0.01 15 10Z25 0.007 2515Z35 0.005 3525附 录 A 钢板厚度方向性能级别及其含硫量、 断面收缩率值 3.0.4条规定 选用Z15的板厚界限40 mm，是根据国内钢材消费厂的设备、工艺实际情况及产品质量和理论经历所作的一般规定，并与

55、相关设计标准协调一致； Z25或Z35的选用要综合考虑板厚、节点形式、坡口形状尺寸和焊接工艺条件各因素，现有各种资料推荐了选择钢板厚度方向性能级别的定量或计算方法，但所考虑的因素尚不够全面，结果不易准确,如：层状撕裂敏感指数 PL= Pcm +H/60 + 6S 。 该公式的缺乏之处： 1未考虑接头形式、尺寸和焊接顺序； 2特厚钢材轧制时已广泛使用300mm厚连铸坯，使得压缩比降低到3左右，如连铸及轧制工艺不完善将会降低钢材厚度方向的延性； 3未考虑预热和焊后消氢处理可降低冷却速度并减少扩散氢含量，从而进步抗层状撕裂的才能。4.5 防止板材产生层状撕裂的节点形式节点形式4.5.1 4.5.1

56、在在T T形、十字形及角接接头中，当翼缘形、十字形及角接接头中，当翼缘板厚度等于、大于板厚度等于、大于20mm20mm时时，为防止翼缘板产生层状撕裂，宜采取以下节点构造设计：1 采用较小的焊接坡口角度及间隙较小的焊接坡口角度及间隙图4.5.1a，并满足焊透深度要求； 在角接接头中，采用对称坡口或偏向于侧板的坡口在角接接头中，采用对称坡口或偏向于侧板的坡口图4.5.1b；3 采用对称坡口图4.5.1c；4 在T形或角接接头中，板厚方向承受焊接拉应力的板材板材端头伸出接头焊缝区端头伸出接头焊缝区图4.5.1d；5 在T形、十字形接头中采用过渡段，以对接接头取代以对接接头取代T T形、十字形接头形、

57、十字形接头图4.5.1e、f。(f)(e)(d)(c)(b)(a)tLtt 减小焊缝横截面，尤其是垂直于翼缘方向的焊缝厚度尺寸，以减小焊缝收缩时翼缘板厚方向受到的拉应力； 改变焊缝收缩应力的方向使其与翼缘板厚成较小角度，以减小翼缘板厚方向受到的拉应力； 采用对称坡口可减小单侧的焊缝厚度； 加长角接接头的翼缘，防止板端处于无约束状态而易于开裂； 防止采用角接接头。图4.5.1 T形、十字形、角接接头防止层状撕裂的设计原那么示意6.3 防止层状撕裂的工艺措施工艺措施6.3.1 T形接头、十字接头、角接接头焊接时，宜采用以下防止板材层状撕裂的焊接工艺措施：1 采用双面坡口对称焊接代替单面坡口非对称焊

58、接6.3.0a；2 采用低强度焊条在坡口内母材板面上先堆焊塑性过渡层6.3.0b；3 类及类以上钢材箱形柱角接接头当板厚80mm时，板边火焰切割面宜用机械方法去除淬硬层见图6.3.0上图；4 采用低氢型、超低氢型焊条或气体保护电弧焊施焊；5 进步预热温度施焊。图6.3.0 防止板材层状撕裂的焊接工艺措施示意 采用双面坡口对称焊代替单面坡口非对称焊在制造厂较易实现，在工地安装位置施焊时受到限制； 采用低强焊条在坡口内母材板面上先堆焊塑性过渡层，其消费效率低，不合适于大规模消费和施工，但可在坡口内翼缘外表先堆焊一层，以减小收缩应力； 板边火焰切割面用机械方法去除淬硬层和微裂纹，将增加工序和消费本钱

59、； 在多头数控火焰切割机上用加热焰预热切割边后再进展切割，也可防止淬硬层产生，但也降低消费率并增加施工本钱。(a)(b) 焊前宜用机械方法加工 钢材厚度方向性能级别的选择方法：德国钢构造委员会DASt和德国焊接学会DVS共同制订了“焊接钢构造中防止层状撕裂的建议DASt 国际焊接学会文件DOC.IIW810-85: 层状撕裂危险性指数LTR=影响因素A+B+C+D+E 影响因素可为正值或负值，正值越大越易撕裂，负值的绝对值越大抗层裂性能越好。但该方法未考虑后热消氢的有利影响。 影 响 因 素危险性数指数A Z方向焊脚尺寸的0.3倍焊脚尺寸10-50mm315B 接头与坡口形式-258C Z向受

60、拉板厚度的0.2倍板厚20-60mm412D 拘谨度低、中、高05E 预热条件最低预热温度1000 -8 接头形式和焊接工艺对层状撕裂敏感性有一定影响，但主要影响因素是钢材的 Z向性能断面收缩率z% 。 按层裂危险性指数LRT选择钢材Z向性能等级LTRz%平均值最小值1010201510203025153035254.7.4 4.7.4 抗震构造框架柱与梁的刚性连接节点抗震构造框架柱与梁的刚性连接节点焊接焊接时，应符合以下要求梁的翼缘板与柱之间的对接与角接组合焊缝的加强焊脚尺寸加强焊脚尺寸应大于或等于翼缘板厚的应大于或等于翼缘板厚的1/41/4，但可不大于，但可不大于10mm10mm；梁的下翼