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钢结构焊缝的焊脚尺寸是否越大越好?

发布于:2024-02-26 11:32:26 来自:建筑结构/钢结构工程 [复制转发]


1、GB50661-2011 钢结构焊接规范 5.1.1-1
2、 GB 50017-2017  钢结构设计标准 11.1.5
条文:
在项目施工阶段,经常会有一个误解,那就是过分追求角焊缝的尺寸,认为宁大勿小,有利于结构安全,有些监理看到角焊缝焊脚尺寸过小,也会武断认为施工方偷工减料。 这一点  GB 50017-2017  11.1.5 条文说明给出了解释: 焊缝在施焊后,由于冷却引起了收缩应力,施焊的焊脚尺寸愈大,则收缩应力愈大,故规定焊脚尺寸不要过分加大。
焊接作业对于钢结构工程来说是不可避免的,但是可以 尽量减少焊缝的数量和尺寸 ,从而减少构件焊接变形,降低焊接收缩应力以及相关的质量问题,在降低加工难度的同时,也可以提高工作效率,节约成本。
另外,能在工厂完成的焊接作业尽量在工厂,现场可以避免焊接作业的尽量避免。一些发达国家的钢结构多采用端板连接节点,采用栓接连接。避免了现场大量的焊接作业,虽然国内受限于 设备, 加工精度等因素的限制,现在可能还做不到,或者说能做到的比较少,但这是一个正确、合理的发展方向。
焊接这项工作的专业性极强,对于钢结构从业者来说还是有些难度的,尤其是很多公司并未配备专业的焊接工程师指导焊接作业。
3、 GB50661-2011 钢结构焊接规范 5.3.1-5.3.6
焊脚尺寸与焊缝厚度
条文说明:
4、 GB 50017-2017  钢结构设计标准 11.1.5-6
条文:
焊缝连接宜选择等强匹配;当不同强度的钢材连接时,可采用与低强度钢材相匹配的焊接材料。
条文说明:
根据试验,Q235 钢与 Q345 钢钢材焊接时,若用 E50XX型焊条,焊缝强度比用E43XX型焊条时提高不多,设计时只能取用 E43XX型焊条的焊缝强度设计值;此外,从连接的韧性和经济方面考虑,故规定宜采用与低强度钢材相适应的焊接材料。
选择于与低强度钢材相适应的焊接材料,实际工作中往往会被很多人认为是必须如此,规范的表述不是必须,是建议,是从连接的韧性和经济方面考虑的。

关于角焊缝的焊脚尺寸,其他内容可以看看公众号:亨瑞老于的结构设计 的另一篇文章


角焊缝的焊脚尺寸是否选用“大的比小的好”?


由角焊缝的计算公式可知,角焊缝的强度与其焊脚尺寸hf成正比,而熔敷金属量则是随着焊缝截面的加大,而以焊脚尺寸增大倍数的平方数增加。
如焊脚尺寸为12mm的角焊缝,其强度是焊脚尺寸为6mm的2倍,但前者的熔敷金属量是后者的4倍。
由下表1所示角焊缝强度破坏试验值可见,小焊脚尺寸角焊缝的破坏强度,相对而言要大于大焊脚尺寸角焊缝的,这是因为熔深参与受力的原因,见图1。熔深除受焊接方法的影响外(自动焊或半自动焊的熔深要比手工焊大),另外还以靠近焊根的焊缝影响最大。
对需多层焊的大焊脚尺寸焊缝,则以第一层焊缝的影响最大。因此,对小焊脚尺寸的焊缝,其熔深与焊脚尺寸之比要大于大焊脚尺寸焊缝的,故其破坏强度也相对较高。
角焊缝在采用手工电弧焊时,一般情况焊脚尺寸在6~8mm以下时,能一次焊成,超过时,则需要多层焊。故相对而言,增加了焊接时间,使焊接速度降低,成本增高。
焊缝施焊后冷却收缩引起的残余应力随焊缝增大而增大,故焊脚尺寸亦不宜过大。
综上所述可见,无论是从焊条等焊接材料的消耗和焊接速度、焊接残余应力,或是从焊缝的相对强度, 角焊缝都以选小焊脚尺寸为宜
因此,当焊件的焊接尺寸长度较富余,在满足最大焊缝长度的要求下,采用小而长的焊缝比采用大而短的焊缝好。
对构造角焊缝,更宜按构造要求规定的最小焊脚尺寸选用 。由于焊缝金属会因冷却速度过快而产生淬硬组织,容易形成冷裂纹。且焊件越厚,焊缝冷却速度则越快,故角焊缝的焊脚尺寸应与焊件厚度有关,当构件厚度等于或小于4mm时,则焊脚尺寸应与构件厚度相同。
详细要求参见《钢结构设计标准》GB50017-2017第11.3.5条,表11.3.5按不同的构件厚度,对角焊缝的最小焊脚尺寸做了数值要求。
角焊缝的 最大 焊脚尺寸,不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍(钢管结构除外),以防止母材产生“过烧”现象,使焊件产生翘曲变形和较大的焊接应力。但在实际采用时, 仍应偏紧掌握,宜小不宜大
如“T”形接头的双面角焊缝仅从受力分析,焊缝与焊件达到等强,其焊脚尺寸也只约为焊件厚度的1.0倍。
对焊件边缘的角焊缝,焊脚尺寸若与焊件等厚,在施焊时容易产生“咬边”现象,因此焊脚尺寸一般应比焊件厚度小1~2mm。当焊件厚度小于等于6mm时,由于一般采用细焊条施焊,电流小,操作较易掌握,因此最大焊脚尺寸可与焊件等厚。


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