基于ansys对巨型钢结构节点焊接数值模拟
1.引言
随着我国钢产量的飞速增长和国民经济的高速发展，我国的大型场馆和展览馆不断涌现，进而使得大跨度网架和网壳结构近年来得到
突飞猛进的发展，同时也出现了大量的焊接钢板节点新形式。
焊接钢板节点是在平面桁架节点的基础上发展起来的的一种节点形式。适用于弦杆呈两向布置的各类网架，这种节点沿受力方向设节点板，节点板间
则以焊缝连成整体，从而形成焊接钢板节点[1-3]
。
这种节点由于一般承受空间力，节点形式多样，节点构造极为复杂，且一般以焊缝连接，因此节点板上焊缝较集中，进而会在连接钢板内产生较大的焊接残余应力。残余应力的峰值往往达到甚或超过基本材料的屈服极限。当这些焊接节点钣节点服役时，它们所受荷载引起的工作应力与其内部的焊接残余应力相叠加，将导致焊接板产生二次变形和焊缝残余应力的重新分布，从而降低焊接板的刚性和尺寸稳定性，焊接构件在焊接残余应力和工
作温度、
工作介质共同作用下，还将严重影响结构和焊接接头的疲劳强度、抗脆断能力、抵抗应力腐蚀和高温蠕变开裂的能力。因此，对受力极为复杂的空间节点板节点的焊接数值模拟，分析其残余应力和变形的
特点，通常非常必要。
本文将首先介绍焊缝数值模拟有限元建模的相关知识，之后简要概述利用ansys 模拟焊接的三维温度场和应力场的数学计算模型，最后，采用力热耦合分析方法对焊接节点板节点进行了三维焊接数值模拟，并利用ansys 的单元后处理功能简要分析了焊接节点板的残余应力分布与变形特点，希望对以后的钢节点的焊接数值模拟具有一定的参考价值。
2.节点板节点有限元建模2.1材料的热物理参数
进行焊接温度场的分析必须确定材料的热物理参数有：热传导系
数（W m
·℃）、对流系数（W m 2
·℃）、密度（Kg m 3）、比热（J Kg ·℃）、熔点（℃）、热焓（J ）以及结构的初始温度（℃）；针对应力应变场模拟必须要确定的热物理参数有：波松比、弹性模量、热膨胀系数和屈服极限等参数[4-5]
。本课题结果的初始温度取为室温（20℃）。
本文采用的焊件材料为碳钢，其热物理参数能力和力学性能如下表1。
基于ansys 对巨型钢结构节点焊接数值模拟
广州大学
曹明
张季超
刘树堂
［摘要］本文基于广东科学中心建设中出现的巨型节点板节点，进行了焊接数值模拟。巨型钢结构节点板结点受力复杂，焊缝集中，
焊接残余应力很大，且不易消除，需要进行研究分析，本文采用美国通用有限元软件ansys ，
采用力热耦合分析方法，利用单元生死技术对节点板结点进行了焊缝残余应力数值模拟，并对节点的残余应力和变形进行了分析，对以后钢节点的残余应力数值模拟具有一定的参考价值。［关键词］焊缝残余应力节点板节点有限单元法
由于焊接熔池处的焊接温度很高，而一般钢材温度超过1000摄氏
度以后的高温热物理性能数据欠缺。因此，当温度超过1000摄氏度时，
热物理性能系数取1000摄氏度时相对应的数值
（如传热系数）[6]
。2.2对实体模型进行网格划分
在ansys 中划分网格的方式有两种，自由网格划分和映射网格划分
。
由于节点板节点模型较大，采用自由网格划分难以实现，故采用影射网格划分，焊缝单元尺寸取2毫米，刚才单元取4毫米，划分的单元总数为125万，节点数为289万，如图1所示。
图1网格划分后的模型图（1/8模型）
3.计算结果后处理以及焊接残余应力与变形分析计算结果后处理就是观察有限元的计算结果，ansys 的后处理模块包括通用后处理post1和时间历程后处理post26。通用后处理器用于查看某一时刻的结果，通用后处理器的一个强大功能就是能够把任何结果数据影射到模型的任何路径上，以便用图形和列表的方式观察结果项沿路径的变化情况，利用通过后处理器来观察焊接构件上残余应力
的分布情况。时间历程后处理器用于观察模型在不同时刻的结果。
3.1节点温度场随时间的变化曲线
如下图2所示，
为模型中几个节点随时间的变化曲线，其中d 表示离焊缝中心的距离，横坐标表示时间，单位为秒，纵坐标表示温度，单位为摄氏度，为便于观察各个节点温度随时间变化趋势，横坐标时间域取0到1000秒。
图2节点温度随时间的变化曲线
从上图中可以看出，整个焊接热过程中，各点的温度随时间变化十分不均匀，在开始阶段温度升降剧烈，随后渐趋平缓，最后降至室温，靠近焊缝区域的温度变化比较快，而远离焊缝区域则变化比较慢，与实际
表1焊件材料性能
96——
夜盼望着南宋军队能打到北方、收复失地，把他们救出苦海而“忍泪失声询使者：几时真有六军来?”的中原遗民；在《清远店》中，有“屠婢杀奴官不问，大书黥面罚犹轻”的被剥夺了自由，不堪忍受其苦，曾经逃跑过，还为自己庆幸一一未被杀死而侥幸活了下来的女奴；在《翠楼》中，有见到宋朝使者，倍感亲切，争相迎迓围观的“白头翁
媪”
；在《内丘梨园》中，有深受金人野蛮统治之苦，十分怀念宋朝的太平时期，看到宋使者便感叹其园中的梨“曾共翁身见太平”的种梨老人……这些苦难忠贞的人民，都在诗人的笔下受到了极大的关切，理解和同情，他们的盼望、感叹和遭遇，无不令人闻之心碎、为之动容。
范成大对个体生命的认识，根本上立足于儒家人道主义立场。范成大笔下那些反对苛政、同情民生疾苦的诗篇，固然有儒家仁政思想的影响，而在更高层次上也代表着他对生命自由问题的思考。在使金诗中范成大把人民受奴役与收复失地的问题同等看待，他的同情和关怀是出于一向关心民生疾苦的真性情之流露，比那种把山河摆在人民之上的狭隘爱国主义具有更深沉的思想底蕴。他的这种生命观是与他的成长经历相关的。范成大涉世甚早，对农村生活的艰辛有较深的了解，20多
岁就写下了一些描绘农村生活景象的诗，如在《大暑舟行含山道中》一
诗里，他便表现了“遥怜老农苦”的情感。无论是爱国还是悯农，变的是爱国的方式，不变的是深沉的社稷情怀和忧患意识。
总之,范成大是如此深沉地深爱这个国家,关心社会底层的民众。他的痛苦内容体现了伟大的人文精神关怀,其中闪耀的仁爱、人性产生了深远的影响。范成大的爱国之情与忠义之心,使其执着于恢复故土,感时伤乱,为苍生而歌哭。范成大用实际行动来报效祖国,为百姓做实事,同时也充实着他的人生。范成大的诗作,使他在古代诗人群体中展现了伟大的人格与创作魅力,以其强烈的现实性和崇高境界让后世人高山仰止。参考文献［1］［2］周汝昌.范石湖集·序［M ］上海：上海古籍出版社，1979.［3］吕慧娟，刘波，卢达.中国历代著名文学家评传.第三卷［M ］济南·山东教育出出版社,1984.
［4］范成大.《范石湖集》.
（上接第102页）相符，基本表明了焊接温度模拟场模拟的正确性。
3.2焊接残余应力分布与分析
利用ansys 的通用后处理功能，
可以输出节点板节点各个方向的残余应力，下图显示的即为最后荷载步的巨型钢结构节点板节点焊接残余应力为von mise 应力。
方向一方向二
图3节点板节点的von mise 应力
从上图中可以看出，该节点板节点主要受拉应力，这主要是由于该节点板焊缝比较集中的缘故，焊缝区残余应力较大，有的甚至超过钢材的屈服强度，这主要是因为焊缝区热量过于集中造成的，而交叉区则残余应力非常小，因为焊接时间从加热到冷却很短，热量传播时间短，传播到周围的热量较少，因此温度较低，应变较小，产生的残余应力就较
小，这与焊接残余应力的分布特点相符。由于节点板区焊缝集中，
纵向和横向焊接残余应力的区分比较困难，特提取出节点板节点x 向残余应力分布图，从图中可以看出，垂直于焊缝方向的焊接残余应力，除焊缝区表现为拉力外，其余部分大部分表现为压力；而沿焊缝方向的残余应力，在焊缝两边缘表现为压应力，其余部分则表现为拉应力，这与焊接残余应力理论中的纵向和横向焊接残余应力的分布特点相符，表明该种模拟方法的正确性。
利用ansys 的通用后处理的路径操作，还可以提取出节点某一路径的残余应力变化情况。下图4所示为利用路径操作提取的节点板节点某一路径的（垂直与焊缝方向）等效焊接残余应力分布情况，从图中可
以看出，焊缝（位置在0.125m 处
）中心区受应力较大，随着距离焊缝远，残余应力变得很小，到某一位置处为零，而在钢板两边缘（位置在0m 和0.25m 处）焊接残余应用又逐渐变大，则是由于离该部位不远处又有焊缝所致。同时由于只施加对称约束没有施加其他约束的原因，节点可以自由收缩，故该路径的残余应力总体大部分表现为拉力。
图4x 向节点残余应力图5某一路径的等效焊接残余应力分布图
3.3焊接残余变形特点与分析
图6所示为节点板节点的焊接残余变形图，从图中可以看出，节点板节点未施加堆成约束的部分产生了较大的收缩变形。这是由于焊缝区受拉，而且焊缝比较集中，从而使节点板节点产生收缩所致。方向一
方向二
图6焊接残余变形
4.结论
通过使用单元生死技术，对巨型钢结构节点板节点焊接数值模拟
分析进行了探讨，改进了基于ansys 的焊接模拟分析方法，
得出以下结论：
4.1在沿焊缝方向上，在起弧和灭弧处，x 向残余应力为负，在其中心部分则大部分为拉力；在垂直于焊缝方向上，除焊缝区为拉应力外，其余大部分地方x 向为压应力。
4.2焊接残余应力在焊缝区及其附近很大，特备是焊缝交叉区，往往超过材料的屈服强度，对结构受力十分不利，对节点进行受力分析时一般不宜忽略，对于焊缝较为密集的巨型钢结构节点进行数值模拟时，有必要考虑焊接残余应力的影响。
4.3利用改进的单元生死技术即一次生一道焊缝的所有单元，而非一个单元以及参数化设计语言编程，可以很好地模拟焊接过程。利用ansys 的“热—结构”耦合分析功能将不均匀的热效应转化为结构冷却后的残余应力，可用较好地模拟出巨型钢结构复杂节点的焊接应变场和应力场，使用该改进的方法，同时也节省了硬盘计算空间。参考文献
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Zhang Jichao,Zhu Lihong,Zhou Yun etc:R esearch of Disaster Prevention Technology and its Application in Guangdong Science Center.NGINEER ING MECHANICS,Vol.23Supplement Ⅱ,December 2006.(in Chinese)
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stresses in thick-section weldments
［J ］.Welding R esearch,1992,(9):305-
312.97——
焊接过程数值模拟的发展
内蒙古科技大学 本科生课程论文 题目：焊接过程数值模拟的发展 学生姓名：孑然De90后 学号：096110。。。。 专业：材料成型及控制工程 班级：成型09—1班 指导教师：
焊接过程数值模拟的发展 摘要: 介绍了焊接数值模拟技术在焊接接头微观组织分析、焊接温度场分析、焊接应力应变分析、氢扩散分析方面的研究现状，并对焊接数值模拟技术在这几方面的模拟方法、原理及模型的建立进行了较为详细的介绍，最后，对我国焊接数值模拟技术的发展进行了展望。 焊接数值模拟方法一直是研究和电阻点焊过程的有效方法。详细介绍了焊接过程数值模拟技术的研究现状和进展。并指出了焊接过程数值模拟及应用的发展方向。 关键词：焊接；微观组织；温度场；数值模拟 The Welding Process of The Development of Numerical Simulation Abstract: This article introduced research status of welding numerical simulation technology from several aspects，suchas microstructure analysis on welding joints，welding temperature field analysis，welding stress and strain analysis，researchstatus of hydrogen diffusion。and detailedly introduced its simulation method，principle and modeling．Finallytheprospect of China welding numericM simulation technology is carried out． Welding numerical simulation methods has been research and the effective method of resistance spot process. Detailed introduces the welding process of numerical simulation technology research and progress. And points out the welding process and application of the numerical simulation development direction. Key words: welding；microstructure；temperature field；stress-strain；hydrogen diffusion；numerical simulation 1引言 1.1 背景 焊接是一个涉及电弧物理、传质传热、冶金和力学的复杂过程，单纯采用理。
焊接过程的数值模拟
《焊接过程的数值模拟》课程简介 课程编号：02044906 课程名称：焊接过程的数值模拟/ Numerical simulation of welding process 学分:2 学时：32 （课内实验(践)：上机：16 课外实践：） 适用专业：焊接技术与工程专业 建议修读学期：7 开课单位：材料科学与工程学院材料加工工程系 课程负责人：卢云 先修课程：焊接冶金学、计算机基础、VB语言及程序设计 考核方式与成绩评定标准：采用平时成绩+上机考试成绩相结合的方式，平时成绩占课程考核成绩的50%，平时成绩考核采用作业、上机实验和报告相结合的方式；上机考试成绩占课程考核成绩的50%。 教材与主要参考书目： 主要参考书目：1、焊接数值模拟技术及其应用，汪建华，上海交通大学出版社，2003 2、计算材料学，D.罗伯编著，项金钟、吴兴惠译，化学工业出版社，2002 内容概述： 本课程初步介绍焊接过程中数值模拟技术的一些基本原理，基本方法，研究进展和研究内容。初步探讨使用有限元软件作为平台实现焊接的数值模拟过程。重点介绍焊接热传导在有限元程序中的使用及应用。通过本课程的学习，使学生了解焊接数值模拟的基本方法，学会综合运用其它方面的知识来实现简单焊接过程的数值模拟，并能够对模拟的结果进行有效的分析。初步具备分析和解决焊接工程问题的能力。 This course introduces some basic principles, methods, research progress and contents of the numerical simulation technology in the welding process. The realization of numerical Simulation of welding based on finite element software platform is also discussed briefly. The application of welding heat conduction in the finite element program is emphasized on. Through this course, the students should understand the basic methods of numerical simulation of welding, learn the integrated use of the knowledge of other aspects to achieve a simple welding numerical simulation, and can effectively analyze the simulation results. This course is to present the practical analysis and solve for welding engineering problems.
钢结构焊接热处理工艺
京隆发电有限公司烟气脱硝改造工程 钢结构焊接热处理工艺 施工措施 批准： 审核： 编制： 南京龙源环保有限公司京隆项目部
目录 一、编制依据 (2) 二、材料介绍 (2) 三、焊接施工流程 (3) 四、焊接工艺参数的选择 (3) 五、现场焊接顺序： (4) 六、现场技术管理 (9) 七、作业的安全要求及措施 (9)
内蒙京隆电厂2×600MW机组烟气脱硝工程，SCR钢架的主立柱、梁、垂直支撑全部采用"H"型钢，母材材质为Q345（属低合金结构钢），钢架主立柱采用分段对接方式连成一体，其中"H"型钢的腹板采用高强螺栓连接，翼缘板之间的连接采用对接焊接方式。 一、编制依据 1.1《火电施工质量检验及评定标准》(焊接篇)1996年版。 1.2《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004。 1.3《电力建设安全工作规程》（第1部分：火力发电厂） DL5009.1—2002。1.4《火力发电厂焊接热处理技术规程》DL/T819-2002。 1.5《管道焊接超声波检验技术规程》DL/T820-2002。 1.6《焊接材料质量管理规程》JB/T3223-1996。 1.7京隆电厂脱硝钢架安装相关图纸 1.8《工程建设标准强制性条文》（电力工程部分）2006版。 二、材料介绍 1. Q345化学成分如下表（%）： 2.Q345力学性能如下表（%）： 其中壁厚介于16-35mm时，σs≥325Mpa；壁厚介于 35-50mm时，σs≥295Mpa
3. Q345钢的焊接特点 3.1 碳当量(Ceq) Ceq=0.49%，大于0.45%，可见Q345钢焊接性能不是很好，需要在焊接时制定严格的工艺措施。 3.2 Q345钢在焊接时易出现的问题 3.2.1 热影响区的淬硬倾向 Q345钢在焊接冷却过程中，热影响区容易形成淬火组织-马氏体，使近缝区的硬度提高，塑性下降。结果导致焊后发生裂纹。 3.2.2 冷裂纹敏感性 Q345钢的焊接裂纹主要是冷裂纹。 三、焊接施工流程 1、坡口清理准备→点固→焊前预热→焊接→施焊→自检/专检→焊后热处理→无损检验（合格）焊接材料的选用 2、由于Q345钢的冷裂纹倾向较大，应选用低氢型的焊接材料，同时考虑到焊接接头应与母材等强的原则，选用E5015 （J507）型电焊条。 3、对于要求焊接的部位严格按图纸要求施焊，注意坡口角度、间隙及焊角高度。 4、焊接过程应注意层间清理和层间检查,确保无裂纹、气孔、夹渣等缺陷,方可继续施焊。 5、焊接过程应注意接头和收弧质量,接头应熔合良好,收弧时弧坑应填满,以防弧坑裂纹。 6、焊接工作应一气呵成,更换焊条时应迅速,中途不应无故停顿，注意层间熔化,避免出现夹沟。焊接过程中途因故停止后重新焊接时，必须检查焊缝表面是否有裂纹、气孔、生锈、水迹等，发现问题及时处理。 四、焊接工艺参数的选择
焊接虚拟仿真培训系统,DOC
焊接虚拟仿真培训系 统,D O C(总3页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
1、焊接培训行业状况 焊接是一项对过程要求很高的工作，在现有的手工焊接生产中，采用MAG/MIG焊接的约占50%，TIG焊接约占30%，MMA焊接约占20%；如：在造船行业中，MAG约占70%，MMA约占30%；那么，这就需要焊工要有扎实的操作手法、规范的动作。而在焊接培训过程中传统方式存在以下多种问题： （1）消耗大量的焊条(丝)、焊件和保护气体等材料； （2）对学员的培训过程难以准确掌握； （3）对学员的焊接水平难以评价； （4）培训效果不尽理想； （5）培训过程环境污染严重，有害健康； （6）培训过程安全性差。 2、项目实施目的 1）减少甚至避免焊接练习过程中强光、高温、明火及烟尘以及有毒气体的产生，全面保护教师和学员的身体健康； 2）减少或者避免焊接实训过程中对空气污染的有害气体的排放，防止对环境造成污染； 3）能够让无工作经验的学员快速、真实的投入到焊接实训中，提高培训效率，避免由于无经验操作产生的事故。同时能够让有经验的训练者有更高的训练平台，提高焊接技术； 4）节省真实焊材、工件等焊接材料以及工业用电，降低培训成本； 方便教学。 3、焊接仿真模拟器概述 电焊操作训练模拟器系统是由武汉科码软件有限公司独立自主研发的焊接虚拟仿真培训系统。该系统是基于虚拟计算机系统，是以中高度仿真的教学培训系统，能让学员在接近真实的模拟环境下进行焊接技术的训练。该系统能促进焊接技能向实际工况焊接的有效转换。与传统的焊接培训相比减少了焊材的浪费。该设备结合了：焊工的动作、仿真焊接焙池、焊接声音及焊接手感，使用该系统的受训者能够感受到几乎真实的焊接过程。 电焊模拟实训系统是新一代环保、节能、通用型操作技能实训与评价平台。 该系统采用分布式仿真实训技术、虚拟现实技术、微机测控技术、声音仿真技术及计算机图像实时生成技术。在不需要真实焊机的情况下，通过仿真主控系统、位置追踪系统，将焊接演练过程中焊枪的位置、速度和角度等进行采集处理，并实时生成虚拟焊缝。 该系统将仿真操作设备、实时3D技术及渲染引擎相结合，演练过程真实，视觉效果、操作手感与真实一致。在焊接演练的过程中，学员能够看到焊接电弧以及焊液从生成、流动到冷却的过程，同时听到相应的焊接音效。 该系统与传统的焊接技艺教学能有机的融合在一起，是实现灵活、高效、安全、节约、绿色无污染的焊接模拟培训教学与考核的最佳教学方法。 通过电焊模拟实训系统，学员不仅仅可以获得与传统实训相同的操作经验，同时通过系统内置的数据采集、智能专家辅助模块和量化考核评价系统等一系列先进独特的教学功能，配合合理明晰的焊接知识穿插讲解，使学员可以获得在传统教学实践过程中难以量化的精确焊接培训指导，大幅度提升学员在培训过程中的方向性和目的性，有效缩短学员的培训周期，降低教师的教学负担，达到以低成本、低投入实现“精教、精学、精炼”的焊接培训机制。
钢结构节点图
10.2.3 门式刚架横梁与立柱连接节点，可采用端板竖放、平放和斜放三种形式（图10.2.3a 、b 、c ）。斜梁与刚架柱连接节点的受拉侧，宜采用端板外伸式，与斜梁端板连接的柱的翼缘部位应与端板等厚度；斜梁拼接时宜使端板与构件外边缘垂直（图10.2.3d ），应采用外伸式连接，并使翼缘内外螺栓群中心与翼缘中心重合或接近。 10.2.8 屋面梁与摇摆柱连接节点应设计成铰接节点，采用端板横放的顶接连接方式（图10.2.8）。 10.2.9 屋面梁与混凝土柱采用锚栓连接（图10.2.9），该连接节点应为铰接节点，锚栓及底板设计同铰接柱脚。 10.2.11 吊车梁承受动力荷载，其构造和连接节点须满足以下规定： 4 吊车梁与制动梁的连接，可采用高强度摩擦型螺栓连接或焊接。吊车梁与刚架上柱的 连接处宜设长圆孔（图10.2.11-3a ）；吊车梁与牛腿处垫板采用焊接连接（图10.2.11-3b ）；吊车梁之间应采用高强螺栓连接。 (a)端板竖放 (b)端板平放 (c)端板斜放 (d)斜梁拼接 图10.2.3 刚架连接节点 图10.2.9 屋面梁和混凝土柱连接节点 (a) (b) (a) (b) (c) 图10.2.8 屋面梁和摇摆柱连接节点
10.2.12 用于支承吊车梁的牛腿可做成等截面，当也可做成变截面（图10.2.12）；柱在牛腿上下翼缘的相应位置处应设置横向加劲肋；为保证传力均匀，在牛腿上翼缘吊车梁支座处应设置垫板，垫板与牛腿上翼缘连接采用围焊；为避免较大的局部承压应力，在吊车梁支座对应的牛腿腹板处应设置横向加劲肋。 牛腿与柱连接处承受剪力V 和弯矩M=Ve 作用，其截面强度和连接焊缝应按现行钢结构设计规范GB50017进行计算。 10.2.13 在设有夹层的结构中，夹层梁与柱可采用刚接，也可采用铰接（图10.2.13）。当采用刚接连接时，夹层梁翼缘与柱翼缘应采用全熔透焊接，而腹板可采用高强螺栓与柱连接。柱在与夹层梁上下翼缘相应处应设置横向加劲肋。 图10.2.11-3 吊车梁连接节点 (a) 吊车梁与上柱连接 (b) 吊车梁与牛腿连接 图10.2.13 夹层梁与柱连接节点 (a)梁与边柱刚接 (b)梁与边柱铰接 (c)梁与中柱刚接 (d)梁与中柱铰接 图10.2.12 牛腿节点 (a)等截面牛腿 (b)变截面牛腿
数值模拟在焊接中的应用
数值模拟在焊接中的应用 摘要：焊接是一复杂的物理化学过程,借助计算机技术,对焊接现象进行数值模拟,是国内外焊接工作者的热门研究课题,并得到了越来越广泛的应用。概括介绍了数值分析方法,综述了国内外焊接数值模拟在热过程分析、残余应力分析、焊接热源分析方面的研究现状及发展趋势。 关键词：焊接；数值模拟；研究现状 焊接是一个涉及电弧物理、传质传热、冶金和力学的复杂过程,单纯采用理论方法,很难准确的解决生产实际问题。因此,在研究焊接生产技术时,往往采用试验手段作为基本方法,其模式为“理论—试验—生产”,但大量的焊接试验增加了生产的成本,且费时费力。计算机技术的飞速发展给各个领域带来了深刻的影响。结合数值计算方法和技术的不断改进，工程和科学中越来越多的问题都可以采用计算机数值模拟的方法进行研究。采用科学的模拟技术和少量的实验验证，以代替过去一切都要通过大量重复实验的方法，不仅可以节省大量的人力和物力，而且还可以通过数值模拟解决一些目前无法在实验室里直接进行研究的复杂问题。用数值方法仿真实际的物理过程，有时被称为“数值实验”。作为促进科学研究和提高生产效率的有效手段，数值实验的地位已经显得越来越重要了。在工程学的一些领域中，已经视为和物理实验同等重要。与焊接生产领域采用的传统经验方法和实验方法相比，数值模拟方法具有以下优点： （l）可以深入理解焊接现象的本质，弄清焊接过程中传热、冶金、和力学的相互影响和作用； （2）可以优化结构设计和工艺设计，从而减少实验工作量，缩短生产周期，提高焊接质量，降低工艺成本。 一、焊接数值模拟中的数值分析方法 数值模拟是对具体对象抽取数学模型,然后用数值分析方法,通过计算机求解。经过几十年的发展,开发了许多不同的科学方法,其中有：(1)解析法,即数值积分法；(2)蒙特卡洛法； (3)差分法；(4)有限元法。数值积分法用在原函数难于找到的微积分计算中。常用的数值积分法有梯形公式、辛普生公式,高斯求积法等。蒙特卡洛法又称随机模拟法。即对某一问题做出一个适当的随机过程,把随机过程的参数用由随机样本计算出的统计量的值来估计,从而由这个参数找出最初所述问题中的所含未知量。差分法的基础是用差商代替微商,相应的就把微分方程变为差分方程来求解。差分法的主要优点是对于具有规则的几何特性和均匀的材料特性问题,其程序设计和计算简单,易于掌握理解,但这种方法往往局限于规则的差分网格,不够灵活。在焊接研究中差分法常用于焊接热传导、熔池流体力学氢扩散等问题的分析。有限元法起源于20世纪50年代航空工程中飞机结构的矩阵分析,现在它已被用来求解几乎所有的连续介质和场的问题。在焊接领域,有限元法已经广泛的用于焊接热传导、焊接热弹塑性应力和变形分析、焊接结构的断裂力学分析等。在工程应用中,上述数值方法常相互交叉和渗透。 二、焊接熔池的传热与流体流动模拟进展 焊接熔池的传热和流体流动计算机模拟是焊接模拟领域的一个重要领域,同时也是焊接冶金模拟中最为复杂的一个方向之一。因为焊接过程中大部分非平衡的物理、化学反应都在短时间内集中在焊接熔池这一局部高温区域内,这部分区域存在着很大程度上的成分、组织和性能的不均匀性。而对焊接熔池的物理测试十分困难,且费用大,因此大部分的研究是基于数值模拟的基础进行的。对焊接熔池的数值模拟有助于人们从更深层次上理解焊接过程的物理实质,模拟的结果有利于实现对焊接过程的控制。但目前关于焊接熔池的传热与流体流动模型都是建立在大量的假设和简化基础上的[1~3],因而模拟结果与实际有一定的出入,需要
钢结构焊接中的常见问题及处理方法
传统的时效方法有：热时效、振动时效、自然时效、静态过载时效、热冲击时效等。 机架焊接焊接后进行去应力处理，有自然时效处理（时间长，去应力不彻底，）、震动时效（效率高，费用低，只能去除焊接应力的70%左右）人工加热时效（时间短费用较高，能100%去除焊接应力，同时能进行去氢处理）。 在冷热加工过程中，产生残余应力，高者在屈服极限附近。构件中的残余应力大多数表现出很大的有害作用；如降低构件的实际强度，降低疲劳极限，造成应力腐蚀和脆性断裂。并且由于残余应力的松弛，使零件产生翘曲，大大的影响了构件的尺寸精度。因此降低构件的残余应力，是十分必要的。 采用大型燃油退火炉，进行机架焊后退火处理。采用多点加热、多点温度控制方式，温控采用热电偶自动控制仪表控制加热，使炉内各部温度均匀的控制在退火温度，保证工件的退火，同时能去除焊接过程中渗入焊缝中的H原子，消除了机架焊接件的氢脆。这种工艺具有耗能少、时间短、效果显著等特点。近年来在国内外都得到迅速发展和广泛应用。 焊前预热和焊后热处理的范围、目的和方法？？ 焊前预热和后热是为了降低焊缝的冷却速度，防止接头生成淬硬组织，产生冷裂纹。焊前预热温度一般在100-200度，后热不属于热处理，也是一种缓冷措施，后热的温度在200-300度，有的单纯是为了缓冷，有的是针对消氢处理的，一定的后热温度，能使焊缝中氢扩散出来，不至于集聚导致裂纹。后热保温时间要根据工件厚度来确定，一般不会低于0.5小时的。焊后热处理的就多了，主要分为四种：1低于下转变温度进行的焊后热处理，如消除应力退火，温度一般在600-700之间，主要目的是消除焊接残余应力，2高于上转变温度进行的焊后热处理，如正火，温度在950-1150之间，细化晶粒，改善材料的力学性能，再如不锈钢的固熔、稳定化处理，温度在1050左右，提高不锈钢的耐蚀性能。尤其是抗晶间腐蚀的能力。再如淬火，不同的淬火工艺能得到不同的效果，提高钢的耐磨性，硬度等。3先高于上转变温度进行处理再进行低于下转变温度下的热处理。比如正火加回火，淬火加回火等。4在上下转变温度之间进行的焊后热处理。750-900之间，一些材料的实效强化重结晶退火等。想详细的了解，建议找些书看看。不好讲的太详细。错误之处，大家多多批评！谢谢！ 钢结构焊接中的常见问题及处理方法 （一）产生原因 （1）加工件的刚性小或不均匀，焊后收缩，变性不一致。（2）加工件本身焊缝布置不均，导致收缩不均匀，焊缝多的部位收缩大、变形也大。（3）加工人员操作不当，未对称分层、分段、间断施焊，焊接电流、速度、方向不一致，造成加工件变形的不一致。（4）焊接时咬肉过大，引起焊接应力集中和过量变形。5）焊接放置不平，应力集中释放时引起变形。 （二）预防措施 （1）设计时尽量使工件各部分刚度和焊缝均匀布置，对称设置焊缝减少交叉和密集焊缝。（2）制定合理的焊接顺序，以减少变形。如先焊主焊缝后焊次要焊缝，先焊对称部位的焊缝后焊非对称焊缝，先焊收缩量大的焊缝后焊收缩量小的焊缝，先焊对接焊缝后焊角焊
钢结构焊接施工工艺
目录 1.前言错误！未定义书签。 2.焊接工艺流程2 3.焊接施工工艺及技术措施3 3.1焊前准备3 3.2焊接材料的选择3 3.3焊接预热4 3.4焊接环境5 3.5焊接工艺措施5 3.6 厚板焊接工艺要点9 3.7焊接应力控制12 3.8焊接质量检查13 4.焊接质量控制措施 (14) 5.钢结构焊接注意事项 (17) 5.1防风措施 (17) 5.2防雨措施 (17) 1.焊接工艺流程 焊接安全设施的准备、检查 焊接设施、焊接材料安装引弧板、出板再检查修整坡口检查 坡口表面清理坡口检查记录预热温度记录预焊接电流调整、焊道清焊 焊后处自焊接施工记 焊缝外观U检返再检焊接场所清焊接结转移焊接场所 3.焊接施工工艺及技术措施 3.1焊前准备 焊接区操作脚手平台搭设良好，平台高度及宽度应有利于焊工操作舒适、方便，并应有防风措施。由于CO气体保护焊2焊枪线较短，考虑将焊机及送丝机置于操作平台上。操作平台是针对节点焊接而专门设计，具体详见安全设施一节。 焊工配置一些必要的工具，比如：凿子、焊工专用榔头、刷子以及砂轮机等。焊把线应绝缘良好，如有破损处要用绝缘布包裹好，以免拖拉焊把线时与母材打火。 焊接设备应接线正确、调试好，正式焊接前宜先进行试焊，将电压、电流调至合适的范围。检查坡口装配质量。应去除坡口区域的氧化皮、水份、油污等影响焊缝质量的杂质。如坡口用氧－乙炔切割过，还应用砂轮机进行打磨至露出金属光泽。
3.2焊接材料的选择 根据钢材化学成分、力学性能，对Q345C级钢的焊材选配，见下表1所示： 表1：焊材选择 埋弧焊 母材牌号手工焊条 CO2保护焊 焊丝焊剂 BB Q235+Q235 E4315 H08A CC F4A0 H08MnA E4316 B ER50-G +Q345 C Q235C(实芯) E5015 H10Mn2 BB E501T1-1 F48A2 Q345+ Q345 CC E5016 H08MnA (药芯) E5015 Q345GJC+Q345GJC H10Mn2 F48A2 E5016 3.3焊接预热 预热是防止低合金高强钢焊接氢致裂纹的有效措施，可以控制焊接冷却速度，减少或避免热影响区（HAZ）中淬硬马氏体的产生，降低HAZ硬度，同时还可以降低焊接应力，并有助于氢的逸出。预热温度的确定与钢材材质、板厚、接头形式、环境温度、焊接材料的含氢量以及拘束度都有关系。根据母材性能结合我们以往一些工程的施工经验，对于Q345钢材，40～60mm的板厚，预热温度80～100℃左右；60～80mm的板厚，预热温度为120℃。 预热主要采用电加热和氧-乙炔火焰加热方法，预热范围为坡口及坡口两侧不小于板厚的1.5倍宽度，且不小于100mm。测温点应距焊接点各方向上不小于焊件的最大厚度
钢结构焊接方案
丰台区成寿寺B5地块定向安置房项目钢结构焊接方案 北京建谊建筑工程有限公司 二0一六年五月
编制人：审核人：审批人：编制时间：
目录 一、编制依据 (3) 二、工程概况 (4) 三、施工准备 (5) 四、施工方法 (6) 五、质量检验及控制 (16) 六、注意事项 (18) 一、编制依据 本施工方案主要编制依据如下： 1.1业主提供本项目相关的图纸
1.2现行有关技术规范、标准 相关规范规程 二、工程概况
建筑面积30379m2建筑高度49.05米 结构形式 钢管混凝土框架- 组合钢板剪力墙结构 抗震强度8度抗震建筑层数地下三层，地上9层、12层、16层、9层 使用功能住宅+配套服务质量标准合格 文明施工目 标 北京市绿色安全 文明工地 开工日期2016年2月18日地下总工期510日历天竣工日期2017年6月30日 三、施工准备 3.1主要机具设备 CO2焊机普通焊机角磨机 3.2 材料准备 焊材选用见下表： 序号焊接方法 母材和焊接材料 Q345B（母材） 1手工焊E5015 2CO2气保焊ER50-6
CO2焊丝 3.3焊接管理 (1)焊工管理 1)所有焊工须持有所需有效焊工证、上岗证才能上岗。 2)局部返修两次或一次返修量较多的焊工，暂停施焊工作，经重新培训、考核后方可上岗。 3)焊前对焊工进行工艺交底，使焊工掌握具体焊接工艺，如焊材选用、焊接规范、焊接顺序等。工艺确定后，焊工要严格执行。 (2)焊材管理 1) 焊材入库 重要钢结构采用的焊接材料应进行抽样复验，复验结果应符合现行国家产品标准和设计要求。焊材有齐全的材质证明，并经检查确认合格后入库。 2) 焊材发放 焊材由专人发放，并作好发放记录。记录中包括焊材生产批号，施焊焊缝部位等。 3.4作业条件 （1）焊接缝焊接区域两侧需要将油污、杂物、铁锈等清除干净。 （2）手工电弧焊现场风速大于8m/s时，采取有效的防风措施后方施焊。雨、雪天气或相对湿度大于90%时，采取有效防护措施后方
建筑工程钢结构焊接过程模拟与焊接变形、焊接ansys应力有限元分析(详细图解分析)
焊接过程模拟与焊接变形、焊接Ansys应力有限元分析 1.1 焊接变形与焊接应力 焊接时，加热和冷却循环总会导致一定程度的变形，焊接变形对尺寸稳定性以及结构力学性能都有很大的影响，控制焊接变形在焊接加工中是一个关键的任务。 在钢结构焊接中，焊接工艺会使构件温度场产生不均匀变化，从而在构件中产生复杂的残余应力分布。残余应力是一种自相平衡的力系，当构件承受荷载时，如受拉、受压等，荷载引起的应力将与截面残余应力相叠加，从而使构件某些部位提前达到屈服强度，并发生塑性变形，故会严重降低构件的刚度和稳定性以及结构疲劳强度。 对构件进行焊接，在焊件上产生局部高温的不均匀温度场，焊接中心处温度可达1600℃，高温区的钢材会发生较大程度的膨胀伸长，但受到相邻钢材的约束，从而在焊件内引起较高的温度应力，并在焊接过程中，随时间和温度而不断变化，称其为焊接应力。焊接应力较高的部位，甚至将达到钢材的屈服强度而发生塑性变形，因而钢材冷却后将有残存于焊件内的应力，称为焊接残余应力。并且在冷却过程中，钢材由于不能自由收缩，而受到拉伸，于是焊件中出现了一个与焊件加热方向大致相反的内应力场。 1.2 Ansys有限元焊接分析 为通过对焊接过程的三维有限元模拟分析以及焊接后构件变形及残余应力分布分析，为评估焊接对焊件的影响提供更加合理、有效、可靠的分析数据，并为焊接工艺提供一定的指导，为采用的焊接过程提供一定的分析依据，采用大型有限元计算软件Ansys作为分析工具对焊接过程与焊件的变形与残余应力进行了分析。 ANSYS有2种方式来考虑热分析与力学分析之间的耦合,即直接耦合和间接耦合。 间接耦合法的处理思路为先进行温度场的模拟,然后将求出的结点温度作为体载荷施加在结构中,计算焊接残余应力与变形。即：
桥梁钢结构焊接技术
1焊接方法及焊接材料 焊接方法 根据设计要求及本产品的实际制造情况，拟采用CO 2 气体保护焊及电弧螺柱焊完成本项目钢结构的现场焊接工作。 CO 2 气体保护焊用于埋弧自动焊前的打底焊接和现场安装的所有焊接。 焊接材料 药芯焊丝CO 2气体保护焊采用药芯焊丝E501T-1（φ）；实芯焊丝CO 2 气体保 护焊采用实芯焊丝ER50-6（φ），保护气体CO 2 的纯度≥%（体积法），其含水量不大于%（重量法）。瓶装气体的瓶内压力不低于1Mpa。焊丝熔敷金属化学成份和力学性能应符合《碳钢药芯焊丝》（GB/T 10045-2001）和《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》（GB/T 8110-2008）的要求。 2试件母材准备 （1）试件材料选用本结构设计用料Q345qD，试件下料前，应收集核查钢材的炉批号及相应的质量证明书，并根据材质标准对所用材料进行化学成分及机械性能复验，复验结果应满足《桥梁用结构钢》（GB/T 714-2008）的要求。 （2）试件坡口采用机械加工的方法制备，组装前，焊接区母材表面作除锈、除尘处理。 （3）试件组装，两端安装引/熄弧板。 3试件焊接 焊接工艺参数 本工程拟用焊接方法和焊接参数如下表所示： 各种焊接方法应采用的焊接工艺参数
焊接工艺措施 （1）各种焊丝表面的镀铜应均匀致密，焊丝表面应无锈蚀和油污。 （2）焊剂中不允许混入熔渣和杂物，重复使用的焊剂应用钢丝网筛过滤。 （3）焊剂必须按下表的规定烘干使用。 焊剂（SJ101）的烘干温度及保温时间 （4）焊工（包括定位焊），必须有焊接资格证书，且只能从事焊工资格认定范围内的工作。 （5）焊接前应检查并确认所使用的设备工作状态正常，仪表工具良好、齐全可靠，方可施焊。 （6）施焊应严格执行焊接工艺，焊工应按照焊接试验作业指导书进行作业，不得随意变更参数。 （7）焊接工作宜在室内进行，施焊时，环境温度不应低于5℃，空气相对湿度不应高于80%。环境温度低于5℃时，原不要求预热的接头应进行预热处理，预热温度80～100℃。相对湿度高于80%时，焊前应用烤枪对焊区进行烘烤除湿，焊剂在空气中暴露时间不宜超过2小时。室外作业时，宜在晴天进行，遇到风雨时，应设挡风板和遮雨棚。
钢结构焊接规范
钢结构焊接规范 钢结构从下料、组对、焊接、检验等工艺 钢结构手工电弧焊焊接施工工艺标准 依据标准： 《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001 《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001 《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》GB11345 《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB3323 《焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法》JBJ/T3034.1 《螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法》JBJ/T3034.2 《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81 1、范围 本工艺标准适用于一般工业与民用建筑工程中钢结构制作与安装手工电弧焊焊接工程。 2、施工准备 2.1材料及主要机具 2.1.1电焊条：其型号按设计要求选用，必须有质量证明书。按要求施焊前经过烘焙。严禁使用药皮脱落、焊芯生锈的焊条。设计无规定时，焊接Q235
钢时宜选用E43系列碳钢结构焊条；焊接16Mn钢时宜选用E50系列低合金结构钢焊条；焊接重要结构时宜采用低氢型焊条（碱性焊条）。按说明书的要求烘焙后，放入保温桶内，随用随取。酸性焊条与碱性焊条不准混杂使用。 2.1.2引弧板：用坡口连接时需用弧板，弧板材质和坡口型式应与焊件相同。 2.1.3主要机具：电焊机（交、直流）、焊把线、焊钳、面罩、小锤、焊条烘箱、 焊条保温桶、钢丝刷、石棉条、测温计等。 2.2作业条件 2.2.1熟悉图纸，做焊接工艺技术交底。 2.2.2施焊前应检查焊工合格证有效期限，应证明焊工所能承担的焊接工作。 2.2.3现场供电应符合焊接用电要求。 2.2.4环境温度低于0℃，对预热，后热温度应根据工艺试验确定。 3、操作工艺 3.1工艺流程： 作业准备→电弧焊接（平焊、立焊、横焊、仰焊）→焊缝检查。 3.2钢结构电弧焊接 3.2.1平焊 3.2.1.1选择合格的焊接工艺，焊条直径，焊接电流，焊接速度，焊接电弧长度等，通过焊接工艺试验验证。
焊接模拟sysweld详细教程
目录1、模型的建立 1.1创建Points 1.2由Points生成Lines 1.3由Lines生成Edges 1.4由Edges生成Domains 1.5离散化操作 1.6划分2D网格 1.7生成Volumes 1.8离散Volumes 1.9生成体网格 1.10划分换热面 1.11划分1D网格 1.12合并节点 1.13保存模型 1.14组的定义操作 1.15保存 2、焊接热源校核 2.1建立模型并修改热源参数 2.2检查显示结果 2.3保存函数 2.4热源查看 2.5保存热源 2.6高斯热源校核 3、焊接模拟向导设置 3.1材料的导入 3.2热源的导入 3.3材料的定义 3.4焊接过程的定义 3.5热交换的定义
3.6约束条件的定义 3.7焊接过程求解定义 3.8冷却过程求解定义 3.9检查 4、后处理与结果显示分析 4.1计算求解 4 .2导入后处理文件 4.3结果显示与分析
1、模型的建立 1.1创建points 根据所设计角接头模型的规格，选定原点，然后分别计算出各节点的坐标，按照Geom./Mesh.→geometry→point步骤，建立一下十个点：（0，0，0）、（0，0，10）、（0，0，50）、（10，0，50）、（10，0，20）、（10，0，10）、（20，0，10）、（50，0，10）、（50，0，0）、（10，0，0）。 1.2由Points生成Lines 按照Geom./Mesh.→geometry→1Dentities步骤，按照一定的方向性将各点连接成如下图所示的Lines： 1.3由Lines生成Edges 按照Geom./Mesh.→geometry→EDGE步骤，点击选择各边，依次生成如下图所示各Edges：
焊接数值模拟
电阻点焊过程数值模拟技术研究进展及应用 摘要：数值模拟方法一直是研究和电阻点焊过程的有效方法。详细介绍了电阻 点焊过程数值模拟技术的研究现状和进展及其工业应用。并指出了电阻点焊过程数值模拟及应用的发展方向。 1 引言 电阻点焊以其生产效率高、焊接质量易保证、易实现自动化等优点而在汽车、航空及航天等工业领域获得了广泛的应用【1】。然而电阻点焊又是一个高度非线性的电、热、力等变量作用的耦合过程，其中包括焊接时的电磁、传热过程、金属的熔化和凝固、冷却时的相变、焊接应力与变形等，且电阻点焊熔核形成过程的不可见性和焊接过程的瞬时性给试验研究带来了很大困难，使人们对电阻点焊的过程机理一直缺乏比较深入的认识。计算机技术和数值模拟技术的发展为电阻点焊研究提供了有效的理论分析手段，国内外的学者一直在尝试利用数值模拟的方法来研究点焊过程，已相继建立了许多数值模型，并取得了很多突破。 2 点焊过程数值模拟分析方法的演化过程【2】 数值模拟技术应用于电阻点焊源自20 世纪60 年代，研究者们依据描述力、热、电过程的基本方程并对方程中参数变化和边界条件进行简化和假设，建立了点焊过程的数学模型，进而用数值模拟的方法对点焊过程温度场、电流场、电势和应力、应变场进行求解，用以研究点焊过程机理。其分析方法从有限差分发展到有限元，模型从一维发展到三维，从单场分析发展到多物理场耦合分析，考虑的因素越来越多并且越来越接近实际。学者Chang 【3】对此有过详细的总结。总的来说，点焊数值模拟分析方法的演化大致可以分为以下4个阶段。 （1）有限差分法【3】。有限差分法在早期对碳钢电阻点焊电热分析中应用得非常多。其优点是计算简单，收敛性好，但是有限差分法无法求解力学问题。 因此，焊接过程中的力效应和热电效应的相互作用无法通过有限差分法来表征和求解。 （2）有限单元法【3】。1984 年，学者Nied 【4】首次采用有限单元法来模拟电阻点焊过程中的预压阶段和通电阶段，他指出忽视预压阶段接触半径的变化是产生后续误差的根源，并通过计算获得了预压阶段电极和工件（E ／W）及工件之间（W／W）的实际接触面积，并以此计算结果来进行热、电耦合分析。与有限差分法相比，有限单元法充分考虑了电极压力对焊接 过程中电极和工件、工件之间接触状态的作用。但是， Nied 的分析方法仍忽视了电极压力对电流密度和接触电阻的影响。 （3）完全耦合的有限元法【3】。1993 年，Syed 等【5】意识到焊接阶段由于电极压力和受热区热膨胀的相互作用，W／W 界面的实际接触面积会不断发生 变化。因此，他们提出了一种将电热分析和热力分析反复迭代、完全耦合的“电一热一力”分析方法。这种完全耦合的算法在理论上是严谨而精确的，它是电阻点焊数值建模方法的一次重大突破。然而这种分析方法计算 量巨大，并有可能产生无法收敛的数学问题。 （4）增量耦合的有限元法。它是Browne 【6】于1995年提出的一种更加稳健的算法，将热力分析得到的接触状态结果以时间步长为增量更新到电热分析
桥梁钢结构焊接技术
1焊接方法及焊接材料 1.1焊接方法 根据设计要求及本产品的实际制造情况，拟采用CO2气体保护焊及电弧螺柱焊完成本项目钢结构的现场焊接工作。 CO2气体保护焊用于埋弧自动焊前的打底焊接和现场安装的所有焊接。 1.2焊接材料 药芯焊丝CO2气体保护焊采用药芯焊丝E501T-1（φ1.2mm）；实芯焊丝CO2气体保护焊采用实芯焊丝ER50-6（φ1.2mm），保护气体CO2的纯度≥99.5%（体积法），其含水量不大于0.005%（重量法）。瓶装气体的瓶内压力不低于1Mpa。焊丝熔敷金属化学成份和力学性能应符合《碳钢药芯焊丝》（GB/T 10045-2001）和《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》（GB/T 8110-2008）的要求。 2试件母材准备 （1）试件材料选用本结构设计用料Q345qD，试件下料前，应收集核查钢材的炉批号及相应的质量证明书，并根据材质标准对所用材料进行化学成分及机械性能复验，复验结果应满足《桥梁用结构钢》（GB/T 714-2008）的要求。 （2）试件坡口采用机械加工的方法制备，组装前，焊接区母材表面作除锈、除尘处理。 （3）试件组装，两端安装引/熄弧板。 3试件焊接 3.1焊接工艺参数 本工程拟用焊接方法和焊接参数如下表所示： 各种焊接方法应采用的焊接工艺参数 （1）各种焊丝表面的镀铜应均匀致密，焊丝表面应无锈蚀和油污。 （2）焊剂中不允许混入熔渣和杂物，重复使用的焊剂应用钢丝网筛过滤。 （3）焊剂必须按下表的规定烘干使用。 范围内的工作。 （5）焊接前应检查并确认所使用的设备工作状态正常，仪表工具良好、齐全可靠，方可施焊。
（6）施焊应严格执行焊接工艺，焊工应按照焊接试验作业指导书进行作业，不得随意变更参数。 （7）焊接工作宜在室内进行，施焊时，环境温度不应低于5℃，空气相对湿度不应高于80%。环境温度低于5℃时，原不要求预热的接头应进行预热处理，预热温度80～100℃。相对湿度高于80%时，焊前应用烤枪对焊区进行烘烤除湿，焊剂在空气中暴露时间不宜超过2小时。室外作业时，宜在晴天进行，遇到风雨时，应设挡风板和遮雨棚。 （8）焊接选用直流电源，采用反极性连结（即试件接负极）。 （9）焊接前清除焊接区的锈尘。多道焊时应将前道熔渣清除干净，并经检查确认无裂纹等缺陷后再继续施焊。 （10）焊接尽量采用多道焊，手工焊接时，焊条作适当横向摆动。 （11）试件加工及组装，其坡口角度、钝边尺寸和组装间隙应满足试件图要求，并做好检测记录。 （12）焊接时应做好过程记录。 4试件焊缝检验 焊缝检验标准执行《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）和设计文件要求。 所有试件焊接后均经焊缝外观检查和内部超声波探伤。焊缝外观成型应良好，无气孔、夹碴、咬边、尺寸不足等缺陷。焊接完成24小时后做超声波探伤检验，超声波按《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）规定检测，对接焊缝质量等级应达到Ⅰ级，T型接头熔透角焊缝质量等级应达到Ⅰ级，角焊缝质量等级应达到Ⅱ级。 圆柱头焊钉焊接后应获得完整的360°周边焊缝。圆柱头焊钉焊缝的宽度、高度等尺寸应满足：焊缝沿圆柱头焊钉轴线方向的平均高度h m应不小于0.2d；最小高度h min应不小于0.15d；在钢板侧焊趾的平均直径和应不小于1.25d（d为圆柱头焊钉直径）。
钢结构焊接规范
钢结构焊接规范 焊接规范 ________________________________________ 发布时间：2007-8-31 14:51:40 浏览次数：548 1 适用范围 本规范适用于水轮发电机组及水工金属结构件设计图中规定的一、二类重要焊缝（一般是指要做射线检查或超声波检查的焊缝）的焊接。本规范不能包含的特殊焊缝的焊接按特殊制定的焊接工艺焊接。 2 一般要求 2.1 焊工资格 2.1.1一、二类重要焊缝应根据母材材质、板厚及焊接方法等主要内容由按SL35-92《水工金属结构焊工考试规则》考试具有相应合格项目的合格焊工进行焊接。 2.2 焊接材料 2.2.1使用的焊接材料应具有出厂合格证明书和质量保证书。 2.2.2焊接用CO2气体的纯度必须≥99.5% 2.3 焊接设备 2.3.1焊接设备必须具有参数稳定、调节灵活和安全可靠等性能，并能满足焊接规范的需要。 3 焊前准备 3.1 焊接坡口 3.1.1焊接坡口一般应符合GB985、GB986规定的要求。 3.1.2坡口用气割方法加工时，其坡口的表面粗糙度不得低于ZBJ59002.3-88规定的Ⅰ级。 3.1.3焊接前，坡口内的水、油、锈其它污物必须清除干净。 3.2 焊件组装 3.2.1同厚度焊件的对接允许对口错位如下： 拼板焊缝不大于1mm，组装焊缝不大于2mm。 3.2.2坡口间隙过大时，不允许在坡口间隙内垫钢筋或钢板，焊件组装时坡口间隙超过5mm时，但长度≤焊缝全长的15%时，允许作堆焊处理，堆焊后焊缝坡口应修磨至原要求。 3.2 定位焊 3.2.1定位焊的焊接质量要求及工艺措施与正式焊缝相同，定位焊的焊接应由持有效合格证书的焊工承担。 3.2.2定位焊的焊缝应有一定的强度，但其厚度一般不应超过正式焊缝的二分之一，通常为4-6mm，定位焊缝的长度一般为30-60mm，间距以不超过400mm为宜。 3.3 焊接垫板、引弧板和引出板的设置。 3.3.1技术文件要求规定设置垫板的焊接接头，其焊接垫板应与母材表面贴实，坡口应有适当的间隙以保证焊缝的焊透。 3.3.2埋弧自动焊接时应在焊缝的两端设置引弧板和引出板。 3.4 焊接材料的使用 3.4.1焊条和焊剂必须按使用说明烘干，烘干后的焊条和焊剂应保存在100-150℃的恒温箱内，焊工焊接时应放在保温筒内，随用随取。 4 焊接工艺 4.1焊接方法 4.1.1根据本厂情况、焊接方法按以下原则选用： a.母材为Q235-A、16Mn、20SiMn时除了用手工电弧焊外，可以用CO2气体保护罩和埋弧焊焊接。
钢结构节点
1.梁与柱的刚性连接 (1)梁与柱刚性连接的构造形式有三种，如图所示： (2)梁与柱的连接节点计算时，主要验算以下内容： ①梁与柱连接的承载力 ②柱腹板的局部抗压承载力和柱翼缘板的刚度 ③梁柱节点域的抗剪承载力 (3)梁与柱刚性连接的构造 ①框架梁与工字形截面柱和箱形截面柱刚性连接的构造: 框架梁与柱刚性连接 ②工字形截面柱和箱形截面柱通过带悬臂梁段与框架梁连接时，构造措施有两种： 柱带悬臂梁段与框架梁连接
梁与柱刚性连接时，按抗震设防的结构，柱在梁翼缘上下各500mm的节点范围内，柱翼缘与柱腹板间或箱形柱壁板间的组合焊缝，应采用全熔透坡口焊缝。 (4)改进梁与柱刚性连接抗震性能的构造措施 ①骨形连接 骨形连接是通过削弱梁来保护梁柱节点。 骨形连接 梁端翼缘加焊楔形盖板 梁端翼缘加焊楔形盖板 在不降低梁的强度和刚度的前提下，通过梁端翼缘加焊楔形盖板。 (5)工字形截面柱在弱轴与主梁刚性连接 当工字形截面柱在弱轴方向与主梁刚性连接时，应在主梁翼缘对应位置设置柱水平加劲肋，在梁高范围内设置柱的竖向连接板，其厚度应分别与梁翼缘和腹板厚度相同。柱水平加劲肋与柱翼缘和腹板均为全熔透坡口焊缝，竖向连接板与柱腹板连接为角焊缝。主梁与柱的现场连接如图所示。 2梁与柱的铰接连接
(1)梁与柱的铰接连接分为：仅梁腹板连接、仅梁翼缘连接： 仅梁腹板连接仅梁翼缘连接 柱上伸出加劲板与梁腹板相连梁与柱用双盖板 相连 （2）柱在弱轴与梁铰接连接分为：柱上伸出加劲板与梁腹板相连、梁与柱用双盖板相连 柱的拼接节点一般都是刚接节点，柱拼接接头应位于框架节点塑性区以外，一般宜在框架梁上方1.3m左右。考虑运输方便及吊装条件等因素，柱的安装单元一般采用三层一根，长度10～12m 左右。根据设计和施工的具体条件，柱的拼接可采取焊接或高强度螺栓连接。 按非抗震设计的轴心受压柱或压弯柱，当柱的弯矩较小且不产生拉力的情况下，柱的上下端应铣平顶紧，并与柱轴线垂直。柱的25％的轴力和弯矩可通过铣平端传递，此时柱的拼接节点可按75％的轴力和弯矩及全部剪力设计。抗震设计时，柱的拼接节点按与柱截面等强度原则设计。 非抗震设计时的焊缝连接，可采用部分熔透焊缝，坡口焊缝的有效深度不宜小于板厚度的 1/2。有抗震设防要求的焊缝连接，应采用全熔透坡口焊缝。