钢结构的三种连接方式优点和缺点
发布时间：
2018-09-14 12:00
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钢结构制作安装时最常用的三种连接方式：焊接连接，螺栓连接，铆钉连接。本文由三维钢结构公司分析这三种钢结构连接方式的优缺点
一、焊接连接
（一）焊接连接的概念及特点
焊接连接是通过电弧产生热量，使焊条和焊件局部熔化，经冷却凝结成焊缝，从而将件连接成一体。
焊接连接具有如下特点：
（1）优点：任何形式的构件一般都可直接相连，不会削弱构件截面，且用料经济，构造简单，加工方便，连接刚度大，密封性能好，可采用全自动或半自动作业，提高生产效率。
（2）缺点：焊缝附近的钢材，在高温作用下形成热影响区，使其金相组织和力学性都发生变化，导致材质局部变脆；焊接过程中钢材由于受到不均匀的加温和冷却，使结构产生焊
接残余应力和残余变形，也使钢材的承载力、刚度和使用性能受到影响。
（二）焊接连接的方法
焊接连接有气焊、接触焊和电弧焊等方法。在电弧焊中又分为手工焊、自动焊和半自动焊三种。目前，钢结构中较常用的焊接方法是手工电弧焊。
1.手工电弧焊
手工电弧焊是指以手工操作的方法，利用焊接电弧产生的热量使焊条和焊件熔化，并凝固成牢固接头的工艺过程。
手工电弧焊是一种适应性很强的焊接方法。它在建筑钢结构中得到广泛使用，可在室内、室外及高空中平、横、立、仰的位置进行施焊。它的焊接设备简单，使用灵活、方便；不
足之处是生产效率低、劳动强度大、对焊工的操作技能要求较高。
2.自动（半自动）电弧焊
自动电弧焊是利用小车完成施焊过程的焊接方法。将自动电弧焊的设备装在小车上，使小车按规定速度沿轨道移动。通电引弧后，焊丝附件的构件熔化，焊渣浮于熔化的金属表面，将焊剂埋盖，保护熔化后的金属。若焊机的移动是通过人工操作实现的，则称为半自动电弧焊。自动（半自动焊）电弧焊的焊接质量明显比手工电弧焊要高，特别适用于焊缝较长的直线焊缝。
3.气体保护焊
气体保护焊是用喷枪喷出二氧化碳气体或其他惰性气体作为电弧的保护介质，使熔化金属与空气隔绝，以保持焊接过程稳定。由于焊接时没有焊剂产生的熔渣，故便于观察焊缝的
成型过程，但操作时须在室内避风处，在工地则须搭设防风棚。
气体保护焊电弧加热集中、焊接速度快、熔深大，故焊缝强度比手工焊高，且塑性和抗腐性好，适合厚钢板或特厚钢板（t＞100mm）的焊接。
二、螺栓连接
（一）螺栓连接的分类与特点
螺栓连接分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。
螺栓连接具有如下特点：
（1）优点：螺栓连接施工工艺简单，安装方便，适用于工地安装连接，能更好地保证工程进度和质量。
（2）缺点：螺栓连接因开孔对构件截面会产生一定的削弱，且被连接的构件需要相互搭接或另加拼接板、角钢等连接件，囚而相对耗材较多，构造较繁。
（二）螺栓连接的方法
1．普通螺栓连接
普通螺栓连接一般有粗制螺栓和精制螺栓两种。粗制螺栓由圆钢热压而成，表面粗糙。螺杆与孔之间有空隙，受剪能力较差，一般用于安装连接中；精制螺栓在车床上加工而成，
螺杆直径基本与孔径相同，抗剪能力较好，但制造过程比较费工，成本较高，一般很少采用。
粗制螺栓与精制螺栓不仅螺杆不同，孔壁也不同，螺栓孔壁按质量可分为一类孔与二类孔，粗制螺栓用二类孔，精制螺栓用一类孔。
2．高强度螺栓连接
高强度螺栓连接是一种新的钢结构连接形式，它具有施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳以及在动力荷载作用下不致松动等优点，是很有发展前途的连接方法。在现代钢结构
建筑的主结构系统中被广泛采用。
三、铆钉连接
铆钉是由顶锻性能好的铆钉钢制成。
进行铆钉连接时，先在被连接的构件上制成比钉径大1.0～1.5mm的孔，然后将一端有半圆钉头的铆钉加热，直到铆钉呈樱桃红色时将其塞人孔内，再用铆钉枪或铆钉机进行铆合，
使铆钉填满钉孔，并打成另一铆钉头。铆钉在铆合后冷却收缩，对被连接的板束产生夹紧力，这有利于传力。
铆钉连接的韧性和塑性都比较好。但铆钉连接比较费工，且耗材较多，目前只用于承受较大动力荷载的大跨度钢结构。在工厂几乎被焊接代替，在工地几乎被高强度螺栓连接所代替。钢结构的连接方法主要有焊接连接、螺栓连接和铆钉连接三种。目前，焊接连接被广泛应用，铆钉连接已基本不用。
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