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1、精品哈尔滨理工大学荣成学院专科生毕业设计题题 目：目：二保焊在建筑工字钢中的应用专业年级专业年级： 焊接 9-1 学生姓名学生姓名： 学学 号号： 0930150117 指导教师指导教师： 哈尔滨理工大学荣成 学院完成时间： 2011 年 6 月 15 日精品哈尔滨理工大学荣成学院专科生毕业设计（论文）任务书学生姓名： 学号：0930150117学 院：荣成学院 专业：焊接 09-1任务起止时间： 2012 年 5 月 7 日至 2012 年 6 月 22 日毕业设计（论文）题目：二保焊在建筑工字钢中的应用毕业设计工作内容：整理简体的化学成分和力学性能，了解工字钢的结构，组织，缺陷以及主要的防
2、止措施，今后的发展方向。1. 了解毕业设计内容，查阅资料（5 月 7 日5 月 13 日）2. 定向了解工字钢的性能，组织，缺陷既防止措施及发展（5月 14 日6 月 3 日）3. 撰写论文，准备毕业答辩（6 月 4 日6 月 21 日）资料：1 红军主编焊接结构生产北京：机械工艺出版社2 田锡唐焊接结构北京：机械工艺出版社3 雷世明主编焊接方法与设备北京：机械工业出版社4 方洪渊主编焊接结构学北京：机械工业出版社指导教师意见：签名：年 月 日指导教师意见：签名：年 月 日精品二保焊在建筑工字钢中的应用二保焊在建筑工字钢中的应用摘要摘要 本文主要介绍建筑结构钢工字钢的焊接特点，组织，化学成 分
3、，显微组织以及缺陷和常见的预防措施。建筑结构钢型钢主要 包括：工字钢，H 钢，丁字钢，方钢，角钢，C 形钢，L 形钢。型钢 在现在的建筑中越来越受到广泛的应用，它属于低合金结构钢的一 种，低合金结构钢具有良好地焊接性能，但同时还具有很多的缺陷， 在焊接施工中也最容易出现质量问题，它包括焊缝及热影响区的冷 裂纹、热影响区脆化、软化等。本书对这些问题的产生机制、影响 因素及防止措施等作了全面阐述，特别对冷裂纹的产生与扩展、脆 化区的断口形貌与组织结构了深入分析，并从焊接材料的强韧性匹 配、焊接工艺参数的选择等入手，提出一部分属于自己的意见，从 工程焊接要求出发焊接性、焊接材料、焊接工艺、接头组织等
4、，为 以后可能遇到的问题提出解决的方法。 关键词关键词 工字钢，组织，缺陷，防止措施。 Two welding in building steel applicationAbstractThis paper mainly introduces the structural steel, I-steel welding characteristics, structure, chemical composition, microstructure and defects and common preventive measures. Structural steel - steel mainly
5、 include: steel, H steel, the steel, steel, angle steel, C steel, L steel. Steel in this building has received more and more extensive application, it belongs to a kind of low alloy structure steel, low alloy steel has good welding performance, but also has a lot of defects in welding construction,
6、but also the most prone to quality problems, it includes weld and heat affected zone, cold crack heat affected zone embrittlement, softening. The book of the generation of these problems mechanism, influencing factors and prevention measures are expounded, 精品especially on the cold crack generation a
7、nd propagation, brittle zone of fracture morphology and microstructure of in-depth analysis, and from the welding material match of strength and toughness, welding process parameter selection etc., a part of their own views from the engineering requirements of welding, welding, welding materials, we
8、lding process, microstructure and so on, for future possible problems put forward the method to solve.Key words: Steel I-beams；organization；defect；prevention；measures精品目录目录摘要 I精品第第 1 章章 绪论绪论1.1 课题背景课题背景钢结构因重量轻、强度高、抗震性能好、工业化生产、施工速 度快、节能环保等优点，在世界范围内得到广泛应用。我国已经充 分具备钢结构的发展条件，钢结构建筑呈现蓬勃发展的大好形势： 首先，钢结构已成为我
9、国建筑市场的需要。大跨度厂房、场馆、高 层楼宇、塔架及海上平台、桥梁和住宅建设，都需要钢结构的快速 发展。其次,我国已充分具备发展钢结构的物质条件。我国自 1996 年 起钢年产量连续突破 1 亿吨，建筑钢材数量、品种、质量基本满足 钢结构住宅建筑的需要。另外，我国已具备发展钢结构的政策条件。 政府加强了钢结构的政策引导和支持，建筑钢结构设计、制造、施 工的有关国家标准规范己基本修订编制完成。 本文将针对钢结构制作当中所用到工字钢焊接进行详细论述， 对焊接过程中容易出现的缺陷进行分析，并提出有效的防止措施。1.2 工字钢的应用发展状况工字钢的应用发展状况工业与民用建筑中采用工字钢不仅可以节省劳
10、力，降低成本。 而且还可降低用钢量。如厂房钢结构采用热轧工宇钢与工字钢的用 钢量相比较可降低用量 1520% 。可应用在以下情况，工业与民 用建筑钢结构中的梁、柱构件。工业构筑物的钢结构承重支架，地 下工程的钢桩及支护结构，石油化工及电力等工业设备结构，大跨 度钢桥构件，船舶、机械制造框架结构，火车、汽车、拖拉机大梁 支架，港口传送带、高速公路档板支架。1.3 工字钢的分类、主要组成部分及工字钢的工字钢的分类、主要组成部分及工字钢的特点特点工字钢也称钢梁（英文名称 I Beam)，是截面为工字形的长条钢 材。工字钢分普通工字钢、轻型工字钢和 H 形钢三种。工字钢广泛 用于各种建筑结构、桥梁、车
11、辆、支架、机械等。 普通工字钢和轻型工字钢的翼缘由根部向边上逐渐变薄的，有 一定的角度，普通工字钢和轻型工字钢的型号是用其腰高厘米数的 阿拉伯数字来表示，腹板、翼缘厚度和翼缘宽度不同其规格以腰高( h)腿宽(b)腰厚(d)的毫数表示，如“普工 160886” ，即表示 腰高为 160 毫米，腿宽为 88 毫米，腰厚为 6 毫米的普通工字钢。 “轻工 160815” ，即表示腰高为 160 毫米，腿宽为 81 毫米，腰精品厚为 5 毫米的轻型工字钢。 翼缘宽，侧向刚度大。抗弯能力强。 翼缘两表面相互平行使得连接、加工、安装简便。 与一般型钢相比，成本低，精度高，残余应力小，无需昂贵的 焊接材料和
12、焊缝检测，节约钢结构制作成本 30% 左右。 相同截面负荷下，热轧工字钢结构比传统结构重量减轻 15%-20%。与砼结构相比，工字钢结构可增大 6% 的使用面积，而结构自 重减轻 20%一 30%，减少结构设计内力。 工字钢可加工成 T 型钢，蜂窝梁可经组合形成各种截面形式， 极大满足工程设计与制作需求。 结构强度高，自重轻；设计风格灵活、丰富；工程施工快，占 地面积小，适合全天候施工。便于机械加工、结构连接和安装，易 于拆除和再利用。是“绿色建筑”的新型钢材，采用工字钢可以有 效保护环境。 工字型钢不论是普通型还是轻型的，由于截面尺寸均相对较高、 较窄，故对截面两个主袖的惯性矩相差较大，因此
13、，一般仅能直接 用于在其腹板平面内受弯的构件或将其组成格构式受力构件。对轴 心受压构件或在垂直于腹板平面还有弯曲的构件均不宜采用，这就 使其在应用范围上有着很大的局限。 以工字钢为主的钢结构，塑性和韧性良好，结构稳定性高，抗 自然灾害能力强，特别适用于地震多发地带的建筑结构；与混凝土 结构相比，可增加结构使用面积，能明显地省工省料，残余应力低， 外观和表面质量好。精品第第 2 2 章章 工字钢二保焊焊接工艺及变形控制及工字钢二保焊焊接工艺及变形控制及 缺陷防治缺陷防治2.1 工字钢的二保焊焊工字钢的二保焊焊接工艺接工艺2.2 二保焊焊接参数的确定二保焊焊接参数的确定二保焊的焊接参数一般包括焊接
14、电流、电弧电压、焊接速度。 1、焊接电流的确定 焊接电流主要影响焊缝厚度。其他条件一定时，随着电流的增 大，电弧力和电弧对焊件的热输入量及焊丝的熔化量增大，熔深将 增加，焊缝厚度和余高增加，而焊缝宽度几乎不变，焊缝成形系数 减小。焊接电流对焊缝熔深大小影响最大。 电弧电压的确定 电弧电压主要影响焊缝宽度。其他条件一定时，电弧电压低时， 熔深大、焊缝宽度窄；电弧电压高时，熔深浅、焊缝宽度增加；过 分增加电压,会使电弧不稳，熔深减少，易造成未焊透的现象，严重 时还会造成咬边、气孔等缺陷。 焊接速度的确定 焊接速度的快慢主要影响母材的热输入量。焊接速度的确定一 般根据焊接电流的大小来确定，同时兼顾生
15、产效率。如焊接速度增 加，焊缝的线能量减少，使熔宽减少、熔深增加。然而继续加大焊 接速度，反而会使熔深减少，焊接速度过快，电弧对焊件加热不足， 使熔合比减少，还会造成咬边、未焊透及气孔等缺陷。2.2.1 焊接变形的控制焊接变形的控制 产生焊接变形的根本原因是焊接热场的不均匀性。在高温焊接 区产生了压缩塑性变形，焊后该区要收缩，而其它部位又阻止其收 缩，因而产生焊接残余应力和变形。由于焊接结构的焊缝分布不同 等因素可产生收缩变形、挠曲变形、变角变形、波浪变形等。在工 字钢结构中主要产生挠曲变形和角变。产生挠曲变形的主要原因是 焊缝分布不对称。工字钢由于截面对称，焊缝分布也对称，一般来 说是不会发
16、生挠曲的。发生垂直挠曲和侧挠主要是由于焊接装配时 工件摆放不平整、焊接方向不合理等原因。如果能有针对性地注意 提高焊接装配质量，采用合理的焊接方向和焊接顺序，挠曲变形是 完全可以控制在规定范围内；产生角变形的主要原因是工字钢焊接精品结构主要采用丁字接头。2.2.2 焊接变形矫正焊接变形矫正 焊接变形的种类有： 1.纵向收缩和横向收缩； 在焊缝长度方向上的收缩称纵向收缩，而在垂直于焊缝纵向的 收缩称横向收缩。由于这种收缩，便使焊件发生了变形。 2.角变形； 3.弯曲变形； 4.波浪变形； 5.扭曲变形。 防止焊接变形的方法 通过以上的分析，我们基本了解焊接变形的原因及变形的种类， 针对焊接变形的原因和种类从焊接工艺上进行改进，可以有效防止 和减少焊接变形所带来的危害。下面，我们主要介
