奥氏体型S30408不锈钢角焊缝连接拉伸试验研究

为研究奥氏体型S30408不锈钢角焊缝连接接头的承载性能,对6个正面角焊缝连接试件和5个侧面角焊缝连接试件进行了拉伸试验,测得焊缝连接试件在拉伸作用下的极限荷载,以及焊缝强度、焊缝随荷载的变形情况,并对焊缝的破坏状态进行了观察。试验结果表明：正面角焊缝连接接头焊缝断裂面呈底部垂直于芯板表面而上部接近30°斜截面的不规则撕裂状,其抗拉强度平均值742 MPa,焊缝平均变形量为2 875 mm。侧面角焊缝连接接头焊缝断裂面较为平整,接近45°理论值,其剪切强度平均为506 MPa,焊缝平均变形量为4 387 mm。正面角焊缝连接试件焊缝抗拉强度为侧面角焊缝连接试件剪切强度的1.47倍。正面角焊缝和侧面角焊缝连接试件承载力试验值均高于CECS 410:2015《不锈钢结构技术规程》和欧洲规范Eurocode 3的设计值,CECS 410:2015规程中对于正面角焊缝和侧面角焊缝连接试件承载力设计值的规定过于保守;欧洲规范Eurocode 3对正面角焊缝连接试件承载力设计值的规定也较为保守,而对侧面角焊缝连接试件承载力设计值的规定较为合理。     

双相型S22053不锈钢角焊缝连接拉伸试验研究

焊缝连接广泛应用于不锈钢结构生产和装配领域,但目前国内外专门关于不锈钢焊缝连接承载性能的研究较少。为研究国产双相型S22053不锈钢角焊缝搭接接头的承载性能,对6个正面角焊缝连接试件和5个侧面角焊缝连接试件进行了拉伸试验,测得了焊缝连接在拉伸作用下的极限荷载、极限强度等,并对焊缝随荷载的变形情况进行了测量。试验结果表明：正面角焊缝连接试件破坏截面平均角度约29°,并非45°理论值,其极限强度平均值973MPa,焊缝平均变形量为1.139mm。侧面角焊缝连接试件破坏截面平均角度约46°,比较接近45°理论值,其极限强度平均为637MPa,焊缝平均变形量为1.792mm。正面角焊缝连接试件焊缝极限强度为侧面角焊缝连接试件的1.53倍。     

钢结构焊缝连接工艺探究

钢结构的连接方法可分为焊缝连接、螺栓连接以及铆钉连接等,其中焊缝连接是现代钢结构最主要的连接方法。其优点是方便适用,零件简单,制造方便,并能节省钢材,易于采用自动化操作,生产效率高。文章首先对焊缝连接形式对接焊缝和角焊缝进行简要介绍,然后对二者相关因子的计算方法稍作分析,最后通过实例探究钢结构焊缝连接工艺。     

钢结构角焊缝的极限强度及抗力分项系数

本文根据国内不同地区的试验,分析角焊缝强度及其可靠性,导出了过去角焊缝连接设计隐含的安全系数。进而定出其按概率极限状态方法设计的目标可靠指标β值及抗力分项系数,与新修订的钢结构设计规范(GBJ 17—88)规定的角焊缝计算方法大致相符。从理论上证明角焊缝连接的折算方法满足概率极限状态设计要求。     

GB 50017—2017《钢结构设计标准》疑难浅析(10)

<正>28圆形塞焊、圆孔或槽孔角焊缝(第11. 2. 5条)第11. 2. 5条给出了圆形塞焊焊缝、圆孔或槽孔角焊缝抗剪设计的强度计算公式,以角焊缝的计算式来表示,参考了Eurocode 3 part1. 8的规定。塞焊焊缝、圆孔或槽孔角焊缝的受力状态和破坏模式与角焊缝接近,用于角焊缝的搭接连接或局部外贴板的连接,也可用于钢板避免局部平面外鼓曲的约束连接,其承载力应按抗剪设计计算,不能用     

Q690高强钢焊缝连接承载力试验研究

通过6个母材拉伸试验、6个对接焊缝拉伸试验、3个端面角焊缝连接试验和3个侧面角焊缝连接试验,对Q690高强钢焊缝连接承载性能进行了研究。试验结果表明:Q690高强钢对接焊缝的应力-应变曲线没有较为明显的屈服平台,其抗拉强度大于母材,能够满足与母材等强的设计要求;但是对接焊缝的延性比母材差,断后延伸率更小。Q690高强钢角焊缝的强度也接近甚至超过母材的抗拉强度;其中端面角焊缝的强度较高、延性较差;而侧面角焊缝的强度较低、塑性较好;侧面角焊缝的应力分布沿纵向为两端大、中间小。     

钢结构角焊缝连接的可靠度

本文根据国内有关资料,对角焊缝的不定性进行分析,求出角焊缝连接的可靠指标β值。说明修订的钢结构设计规范(GBJ17～86)对连接采用的折算方法是合适的;对正面角焊缝、侧面角焊缝分别处理也是合理的。同时,根据分析结果,《GBJ17～86》规范规定的角焊缝计算方法是符合概率极限状态设计原理的,满足《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)的规定要求。     

高强度螺栓与焊缝并用接头抗剪承载力的有限元分析

通过对不同焊脚尺寸的侧面角焊缝与不同直径高强度螺栓之间并用连接的有限元模型研究,并考虑到不同螺栓数目或布置方式对并用连接承载力的影响,确定了高强度螺栓和侧面角焊缝之间合理的构造匹配方式。通过分析,绘出各连接情况下并用连接节点的荷载-变形曲线,研究探索高强度螺栓和焊缝的协同工作能力,以及影响栓焊并用连接承载力的因素。确定高强度螺栓和侧面角焊缝分别对并用连接节点承载力的贡献,给出承载力的计算公式,提出设计建议。     

中美建筑钢结构设计方法比较——焊缝连接

焊缝连接是钢结构连接的主要形式,世界各国都制定了相应的技术标准对焊缝连接的设计和构造做出了详细规定。通过梳理中国现行GB 50017—2017《钢结构设计标准》和美国现行AISC 360-16《建筑钢结构标准(Specification for Structural Steel Buildings)》及其相关技术标准中有关钢结构焊缝连接的基本规定和设计方法,分析比较了GB 50017—2017和AISC 360-16及其相关技术标准在焊缝形式、构造要求、质量检验、焊缝承载力计算方法等方面的规定和要求。重点讨论了两国技术标准的差异和相近性,主要内容包括:1)焊缝连接的技术标准。美国钢结构焊缝连接设计的主要依据是各个行业协会制定的团体标准,美国焊接协会(American Welding Society)制定了焊接材料和焊接工艺AWS标准,美国材料与试验协会(American Society for Testing and Materials)制定了结构钢材和连接材料ASTM标准,美国钢结构协会(American Institute of Steel Construction)制定了焊缝承载力计算和构造要求AISC标准,而中国钢结构焊缝连接设计采用政府发布的国家GB标准或建筑结构行业JGJ标准。2)焊缝连接的形式。GB 50017和AISC 360推荐采用的钢结构焊缝连接形式完全一致,包括熔透对接焊缝、部分熔透对接焊缝、角焊缝、塞焊缝和槽焊缝,两个标准对各种焊缝连接形式的构造要求也基本相同。3)焊缝连接的设计原则。GB 50017要求采用"极限状态设计法"计算各类焊缝连接的设计承载力,而AISC 360允许设计人员选择"容许强度设计法"或"荷载与抗力系数设计法"(相当于"极限状态设计法")计算焊缝的承载力。4)对接焊缝的计算。GB 50017根据全熔透对接焊缝的强度设计指标计算对接焊缝的承载力,而AISC 360主要通过规定全熔透对接焊缝的构造、焊接工艺和质量检验等要求实现焊缝与母材等强度。对于部分熔透对接焊缝的承载力,两个标准都采取了相当于角焊缝的计算方法。5)角焊缝的计算。GB 50017和AISC 360规定的角焊缝、塞焊缝和槽焊缝计算方法基本相同,AISC 360计算的角焊缝承载力略高。两个标准都对受剪长焊缝进行了承载力折减。相关内容为从事钢结构设计和施工人员准确理解和应用GB 50017和AISC 360提供了参考,同时也提出了进一步完善GB 50017—2017的意见和建议。     

中国与欧美不锈钢焊接连接设计方法对比分析

针对不锈钢焊接连接,对比了欧洲规范BS EN1993-1-4∶2006、美国不锈钢结构设计指南和美国规范SEI/ASCE 8-02及中国规范的适用范围、设计方法,研究了各规范对不锈钢对接焊缝、角焊缝连接设计的基本规定和设计计算方法。分析结果表明,中国规范的焊缝强度取值与欧洲规范BS EN1993-1-4∶2006相近,美国规范SEI/ASCE 8-02对于侧面角焊缝或斜向角焊缝比中国规范和欧洲规范BS EN1993-1-4的安全储备更高。中国规范对于焊接连接设计的规定总体是合理的。     

基于断裂模拟的高温下角焊缝接头承载性能研究

为准确预测火灾高温下正面角焊缝焊接接头的承载性能,结合已有高温下钢结构正面角焊缝焊接接头的拉伸试验数据,采用有限元数值分析方法,对20~700 ℃下20个焊脚尺寸均为12.7 mm的角焊缝焊接接头的断裂模式与实际承载性能进行研究。拟合高温作用下适用于断裂模拟的焊材熔敷金属真实应力-应变关系,标定高温下适用于焊材熔敷金属的剪切断裂模型材料参数,采用试验获得的荷载-位移曲线、断裂破坏模式以及AISC 360-10中的承载力计算方法对数值模拟结果进行验证。研究结果表明：高温作用下角焊缝焊接接头的断裂位置多发生在焊缝区,断裂从焊根部分开始并随荷载的增大向焊脚位置扩展;接头的极限承载力随着温度升高而减小,高温下接头的极限承载力可由断裂面面积及焊材抗拉强度确定;接头在高温作用下（大于500 ℃）的变形量超过5 mm,约为常温作用下的5倍;焊材的剪切断裂模型参数是其抗裂性能的重要参数,也是相应的焊接接头构件变形能力的重要指标,在高温作用下（大于500 ℃）,焊材断裂参数是其常温作用下的4.5倍。     

浅谈锅炉入孔加强圈双面角焊缝焊脚高度

针对人孔加强圈采用双面焊缝连接这一较为薄弱的连接方式 ,阐述了在焊脚高度选取上的一些看法 ,指出焊脚高度是一个至关重要的因素 ,没有一定的高度就不会有足够的强度。     

钢结构角焊缝强度计算与匹配分析

角焊缝的强度不仅与焊脚尺寸有关,还取决于焊缝金属与母材强度的匹配。分析了强度匹配对角焊缝设计的影响,建立了角焊缝焊脚尺寸与板厚,强度匹配系数之间的关系,讨论了强度匹配选择的依据。研究结果为钢结构角焊缝强度设计提供了参考。     

平面K型圆钢管搭接节点静力性能的试验研究

对平面K型圆钢管搭接节点的静力性能进行了静力单调加载的试验研究。实施了7个内隐蔽部分不焊接节点和3个内隐蔽部分焊接节点的试验。本文介绍了节点试验方案,考察了搭接节点的受力性能和破坏模式,并对内隐蔽部分焊接与否、焊脚尺寸、节点处集中荷载幅值以及腹杆搭接顺序对节点极限承载力的影响进行了讨论。试验研究结果表明,贯通腹杆受压时内隐蔽部分焊接与否虽然对节点的破坏模式和应力分布有一定的影响,但是对节点极限承载力影响较小;当腹杆与弦杆的壁厚相对值变小后,由于传力不均匀导致的腹杆局部破坏将成为主要破坏模式,而这一因素和所导致的承载力降低在既有的规范公式中尚未有相应的反映。     

苏通大桥钢箱梁仰角焊缝焊接工艺及疲劳性能研究

通过苏通大桥钢箱梁仰角焊缝的焊接工艺及疲劳性能研究,确定了一种钢箱梁仰角焊缝的焊接工艺方法,可为公路斜拉桥类似结构的焊接提供参考。     

On the prediction of effect of direction of welding on bead geometry and residual deformation of double-sided fillet welds

The present study describes how the effect of direction of welding is useful to minimize distortion in submerged arc welded double-sided fillet joints. In present work, angular distortion of 12 mm thick double-sided fillet welds was measured for same direction and reverse direction welding. It has been observed that the maximum magnitude of the angular distortion for reverse direction fillet welding is lower. Thermal history in horizontal and vertical plate of fillet welds was also measured for both same direction and reverse direction welding. After welding, the fillet welds were sectioned, polished and etched to measure the effect of direction of welding on weld bead geometry. To predict the temperature distribution and thermal history, a finite element (FE) elasto-plastic thermo-mechanical model has been developed for submerged arc welded double-sided fillet welds by using moving distributed heat source. The three-dimensional FE thermal model was verified by comparing peak temperature obtained with experimental values. The model results matched fairly well with experimental results with a variation of 6 percent for sample 1 and 7.5 percent for sample 2 for the maximum values of distortion, and a variation of 2-8 percent for peak temperatures in horizontal plate and 9 percent in web plate.     

Extrusion fillet welding of geomembranes

This paper focuses on some of the basic principles that underly the fillet extrusion welding process. It explains why mixing tips in the melt enhance heat transfer and why peel test results of extrusion fillet welds are not directly comparable with results obtained by other welding methods.     

Ultimate strength and ductility characteristics of intermittently welded stiffened plates

A series of detailed numerical analyses of stiffened steel plates subjected to in plane longitudinal or transverse compressive load is performed. Stiffened plates are selected from the deck structure of real sea-going ships and inland waterway vessels. Three different stiffener-to-plate welding procedures are considered: continuous welding, chain intermittent fillet welding and staggered intermittent fillet welding. Special attention is paid to finite element modelling of the fillet welds as applied in practice to verify the reliability of the FEM. Some available experimental results are simulated verifying the reliability of the finite element method. Full-range equilibrium paths are traced for non-linear elasto-plastic response of the stiffened plates, using a commercially available FEM programme, ADINA. Strength and ductility characteristics of the stiffened plates are discussed in details.     

Numerical study on the permissible gap of intermittent fillet welds of longitudinally stiffened plates under in plane axial compression

Intermittent fillet welding of stiffeners to plates and its influence on the collapse behaviour of stiffened plates is investigated applying the finite element method. Special attention is paid to the modelling of the fillet welds at the plate-to-stiffener junction. Some available experimental results are simulated in order to obtain reliable numerical results. A series of numerical analyses of stiffened steel plates subjected to an in plane axial compressive load has been performed. Stiffened plates are selected from the deck structure of real sea-going ships and inland waterway vessels. Complete equilibrium paths are traced up to collapse for the non-linear elastoplastic response of stiffened plates. Finally a proposal is presented for the permissible gap of welds in intermittent fillet welding of stiffened plates.