不锈钢贴角焊缝连接试验及设计建议 不锈钢贴角焊缝连接试验及设计建议
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引言
不锈钢根据金相结构可分为 5 个主要的组别,
分别为奥氏体型、铁素体型、马氏体型、双相奥氏体-
铁素 体 型 和 沉 淀 硬 化 型[1]。在 20 世 纪 80 年 代 以
前,不锈钢结构主要应用于次要建筑结构如房屋立
面、屋顶的装饰等,然而近年来,随着不锈钢技术的
不断发展,不锈钢结构被越来越多地应用到主体结
构中[2,
3]。
相对于欧美国家,国内不锈钢结构的研究开展
较晚,但是也已经取得了一定成果,如不锈钢材料力
学性能的研究[4,
5],不锈钢受弯构件的承载性能、整
体稳定、残余变形的研究[6-8],以及不锈钢连接节点
研究等[9]。但在焊缝连接方面,由于焊接节点的力
学性能难以通过准确的理论方法进行分析,因而国
内外有关这一方面的研究较少。不锈钢焊缝连接试
验研究最早的是由康奈尔大学 Errera 等人[10] 在 20
世纪 70 年代进行的,他们研究了由 Winter 在 1956
年提出的冷弯薄壁碳素钢焊接连接的设计公式对不
锈钢 焊 接 连 接 的 适 用 性; 1994 年欧洲钢结构协
会[11]对 EN1. 4307 和 EN1. 4404 材料通过全熔透对
接焊缝连接的试件以及 EN1. 4462 双相不锈钢的所
有形式的焊缝连接试件进行了 试验研究; 2003 年
Talja 等人对冷加工后的不锈钢焊接性能进行了 研
究[12]。
目前国内对不锈钢结构焊缝连接的研究,主要
在船舶、机械、石油化工等行业成果较多[13-15],但由
于研究目的和研究内容的不同,其他行业中得到的
成果很难直接应用于土木工程中。因此,本文通过
对我国 06Cr19Ni10 不锈钢进行角焊缝连接中的正
面角焊缝和侧面角焊缝连接受剪试验,以期得到较
全面的适用于我国不锈钢角焊缝连接设计的方法,
为我国不锈钢结构技术规程的编制提供参考。
1
试验方案
试验 研 究 内 容 为 06Cr19Ni10 不锈钢角焊缝受
沿焊缝方向的剪力和垂直于焊缝方向的拉力共同作
用下的性能及破坏形 态。焊 条 采 用 E308-16[16],焊
丝采用 H08Cr21Ni10[17],焊缝全部采用等角焊,焊
脚尺寸取 6mm,焊接时通过引弧板消除起落弧对焊
缝的不利影响,焊接后焊缝表面保持原始状态,不做
打磨处理。试件包含正面角焊缝和侧面角焊缝连接
两种类型,每种类型考虑焊条电弧焊( SMAW) 和钨
极氩弧 焊 ( TIG) 两 种 焊 接 工 艺,共 计 4 组 12 个 试
件。试件的编号规则如下: 第 1 位字母代表焊接工
艺,第 2 部分表示焊缝位置( 侧面角焊缝为 CFW,正
面角焊缝为 ZFW) ,第 3 部分数字表示试件排序号