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钢结构构件阐述
文章来源:www.biyezuopin.cc   发布者:学生毕业作品网站  

1、高强度螺栓的历史

高强度螺栓所使用的接头在性能和经济上都比铆接接头要好,他们是紧固结构钢构件处于领头领域的方法。C. Batho和E. H. Bateman在1934年首先声称高强度的螺栓可以圆满地用于装配钢结构,但直到1947年该研究会关于铆接和螺栓结构伸缩缝的工程基金会才成立。这个小组在1951年发表了他们的第一个规格,高强度的螺栓以惊人的速度为静态和动态荷载的建设和桥梁工程师所接受。他们不仅很快成现场连线的领导方式,而且他们还被发现有许多关于车间连接的应用。在密执安州建造的mackinac大桥使用超过百万高强度螺栓。

因为当受到振动荷载时螺帽常常变得疏松,以前用普通螺栓和螺帽做的连接不太令人满意。多年来,这一问题是处理用某种类型的防松螺母,但现代高强度螺栓完成了具有大大优越性的解决方案。

2、高强度螺栓的优势

在高强度螺丝的众多的优势,以下这些部分地解释了他们巨大的成功。

( 1 )与铆接相比涉及的人员规模较小。两名螺栓人员在一天内可轻易转出比铆接驱动标准4人逾两倍多的螺栓。其结果是更快的钢树立。

( 2 )与铆钉比较,在提供相同的强度需要的螺栓少了。

( 3 )良好的螺栓接头可以由大量比同等质量的生产焊接和铆接的训练和经验少的人来完成。妥善安装高强螺栓,可以在数小时内学到。

( 4 )就像焊接接头一样无树立的螺栓可能要要求晚些时候撤掉(取决于规格)。

( 5 )虽然很嘈杂,但高强度螺栓连接并不像铆接那么乱。

( 6 )用于制造螺栓连接的设备更便宜。

( 7 )无火灾危险的存在,也没有震荡热铆钉的危险。

( 8 )在同等条件测试铆接接头和充分张拉的螺栓接头时明显地表明螺栓接头有较高的疲劳强度。其疲劳强度也等于或大于焊接接头。

( 9 )因为轻易的螺栓拆除,以后变造或拆解的结构的改变在连接中很简单。

3、美国焊接协会

美国焊接协会的结构焊接规范是人们普遍认可美国焊接的标准,。该lrfd规范明确指出,规定AWS的代码申请条件在lrfd规格之下只有极少数例外,而且这些规定列在lrfd规格中的J2。无论是AWS还是AASHTO规格都动态地涵盖加载结构。不过,一般情况下,除非合同文件中载明,AWS的规格是用于建筑物动态载荷设计。

4、焊接的种类

虽然天然气和电弧焊的情况下,几乎所有的结构焊接都是电弧焊接。在1801年,Humphry Davy先生发现,如何创造一个电弧炉,使具有一个电气线路的两个断头通过相对高的电压剂连。虽然他在现代焊接的发展中被给予普遍的荣誉,,好多年过去了以后,他才发现焊接实际上履行了与电弧炉的功能。(他的工作是在最重要的以现代结构世界里,但有趣的是,不少人说,他最大的发现不是电弧,而是一个实验室的助理,他的名字是Michael Faraday)。几个欧洲人在19世纪80年代用电弧炉形成了几种焊缝,而在美国的第一项弧焊专利于1889年给了Detroit Charles Coffin。

这一章中的数字表明,有必要提供额外的金属接头被焊予令人满意的连接。用作电极的电弧焊金属棒,熔化变成接头。当使用气焊的时候,是有必要引入一个称为填充剂或焊条的金属棒。

在气焊混合氧和一些合适类型的气体由焊工的手或自动的机器握着一个电筒或吹管中燃烧。气体用于结构焊接可能是乙炔,这个过程被称为氧乙炔焊。产生的火焰可用于火焰切割的金属以及焊接。气焊,是比较容易学习和使用的设备而且是相当低廉。但比起其他方式的焊接技术来说它是一个比较缓慢的过程,并且通常是用于维修和保养工作,而不是为制造和安装的大型钢结构。

在电弧焊接时,电弧是在被焊接的块以及由管理者的手或自动的机器握的电极之间所形成的。电弧是一个持续不断的火花,一经接触,使电极和件被焊接到熔点。电极与块被焊接时空气或气体之间的阻力将电能转化热量。保持温度介于6000和10.000吨可以产生出电弧。当电极的末端熔化时,小水滴或小球的熔化金属形成而且实际上是由所连接以及穿透的块所逼出来的。熔化金属成为一个部分的焊缝。渗透的数量可以由目前消耗的数量所控制。由于电极的金属熔滴实际上是推进焊接,电弧焊可以成功地用于架空工作。

一滩钢水能容纳溶液中的相当大量的气体,如果没有周围空气的保护就会结合氧和氮。冷却后,由于气体所形成的小口袋焊缝可能会相对地有些孔。这种焊缝是比较脆,并有少得多耐腐蚀性能。熔接通过使用由某些矿物质化合物所包的电极涂层是可以屏蔽的。产生电弧造成涂层熔化和在周围正在焊接的空气中产生一种惰性气体或蒸气。蒸气作为一个盾牌靠近熔化金属和保持它自由地接触到周围的空气。它还有一种炉渣在熔融金属,它的密度比基金属低,而且当焊缝降温它到表面保护空气中的焊缝。

冷却后,渣可轻易地被喷丸和钢丝刷去除(如在焊或用另一层之前去除是绝对必要)屏蔽金属弧焊是经常被缩写为SMAW。

所用的这种类型的焊条是非常重要,因为它断然影响焊接性能如强度,韧性,耐腐蚀性能。有相当多的不同类型的电极制造,这种了类型将用于取决于焊接的金属的类型,需要加以补充的材料的数量,该位置的工作,等等的工作。电极可分为两类,轻涂层电极和重涂层电极。

重涂层电极,通常用于结构焊接,因为他们的涂料的融化在工作中产生非常令人满意的水汽以及焊缝的渣。由此产生的焊缝比那些轻涂层电极更强大,更耐腐蚀,韧性更大。当轻涂层电极使用时,没有尝试以防止氧化和无渣形成。该电极是轻轻涂一些电弧稳定化学物质如石灰。

淹没(或隐藏)弧焊(锯)是一个自动的过程中,在此过程中电弧是盖有土堆的颗粒易熔材料,从而从视觉上隐藏。裸金属电极是以卷轴为主,并熔化,并存入作为填充材料。电极,电源,和一个漏斗的通量附设一个框架,就是设置辊并以8certain的速率在焊缝形成的时候移动。SAW焊缝是快速及有效率的,高质量,展现出高冲击强度,耐腐蚀性能和良好的延性。此外,他们提供更深穿透其结果是,该地区有效地抵御了载荷较大。做桥梁结构的很大比例的焊接是SAW。如果一个单一的电极使用,获得单一的通道的焊缝尺寸是有限的。多电极可使用,但是,允许更大的焊接。

由SAW进程所做的焊缝(自动或半自动)一贯是的高品质,而且非常适合长时间焊缝。其中一个不利因素是,这项工作一定要定位为近持平或横向焊接。

另一种类型的焊接是药芯焊丝电弧焊焊接( fcaw ) 。在这个过程中,助熔剂钢管电极是以卷轴为主。气体保护和炉渣形成从通量。 AWS的规格( 4.14 )规定,焊条直径和焊缝尺寸为限制大小,以及其他相关的要求焊接程序。

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