[发明专利]焊接构件、变截面箱型构件和焊接方法

说明书

本发明公开了一种焊接构件、变截面箱型构件和焊接方法。焊接构件包括：腹板，其下端面为台阶面，在过渡区域和第一部分的下端面的连接处开设有沿第一部分的下端面向过渡区域延伸的第一切缝；第一连接板，其上设有第二切缝，并与腹板焊接，且第一切缝与第二切缝相对应；第一翼缘板，其一端插入第一切缝和第二切缝内，并且与第一部分的下端面、第一切缝和第二切缝焊接；第二翼缘板，其与第二部分的下端面焊接连接；和第一过渡区翼缘板，其与过渡区域的下端面焊接，且两端分别与第一翼缘板和第二翼缘板焊接。本发明可应用到焊接技术领域，减小了焊接构件的变截面处的应力集中，提高了变截面处的强度。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别是一种具有变截面的焊接构件、包括该焊接构件的变截面箱型构件和该焊接构件的焊接方法。

背景技术

箱型结构构件具有部分开阔，力学性能好，以及在两个主轴方向都有很好的抗弯刚度和抗扭刚度，在双向偏心荷载作用下更能体现其优越性等优点，因此在钢结构梁、柱等众多径向和轴向受力构件中应用广泛。箱型结构构件结构复杂，制造难度大，涉及板件拼装、焊接工艺设计等诸多制造技术难点。箱型结构加工方法主要包括条型板拼装成型和预热冷压成型两种方式。预热冷压成型焊缝少，但无法对箱型结构安装隔板，箱型构件的长度受到极大限制，安装效率低，且成本高，使用较少；条型板焊接拼装成箱的方法灵活性高，现有技术较成熟，是被广泛采用的生产方式。箱型结构构件焊接拼装工艺复杂，产品质量和结构稳定性较差，其中，箱型结构很难实现部分内部焊接和全焊缝的焊接，对构件质量影响极大。

变截面是箱型构件常见的结构形式，它包括单坡楔形、双坡楔形和四坡楔形三种。变截面对箱型构件影响极大，焊接应力和部分突变产生的应力集中均出现在该区域，造成材质的过早疲劳开裂和焊接失效，降低焊接构件的使用寿命。

以起重机箱型主梁的单坡楔形结构变截面为例，现有技术中焊接结构主要包括图1A和图1B两种形式。如图1A所示，该箱型主梁变截面由构件1’-4’组成，下翼缘板2’、4’和过渡翼缘板3’直接对接拼焊，形成不稳定的坡口对接焊缝。如图1B所示，该箱型主梁变截面由构件1’-3’组成，下翼缘板2’在拼装焊接前先经过锻压加工成弯折板件，后与下翼缘板3’成坡口对接拼焊。这两种焊接结构简单，但这样的对接焊接方式为仰焊，焊缝质量难以保证，图1A所示拼接方法在制造现场坡口尺寸难以控制，图1B方法中锻压成形的翼缘板2’具有塑性变形后的残余应力，加剧变截面处的应力集中现象。

若干箱型构件及其变截面处的焊接结构和焊接方法在专利文献1～3中已公开：在专利文献1(CN202023299U)中，公开了一种变截面箱型钢梁结构，包括跨中部及位于其两侧的梁端部，跨中部、过渡部及梁端部之上、下翼板的厚度依次递减，形成所述阶梯状结构。在专利文献2(CN202571621U)中，公开了一种在本体和焊接边设置两个过渡部，实现部分突变产生的应力集中和焊接应力错开，减小对接拼焊应力集中的方法。在专利文献3(CN103934693A)中，公开了一种箱型结构柱/梁成型的加工工艺，首先将下好的板料压制成槽型，隔板拼焊后，组立成箱型部分结构，通过焊接、配件组装、焊接打磨、除锈喷漆等到成品。但专利文献1、2中变截面的焊接方法仅适用于部分尺寸在板厚尺度内变化的情况，且专利文献1中方法仅适用于阶梯状变截面。另外，专利文献3中新型箱型构件的加工工艺不适用于变截面箱型结构设计。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种能减小变截面处应力集中、提高变截面强度的焊接构件。

本发明还提供了一种变截面箱型构件。

本发明又提供了一种具有变截面的焊接构件的焊接方法。

为了达到本发明的目的，本发明的实施例提供了一种焊接构件，包括：