钢结构焊接方法-3.2.1

钢结构的焊接方法最常用的有以下几种：电弧焊、电阻焊、气焊、电渣焊。电弧焊的焊缝质量比较可靠，是最常用的一种焊接方法。

1．电弧焊

电弧焊是利用通电后焊条或焊丝与焊件之间产生的强大电弧提供热源，熔化焊条，使其滴落在焊件上被电弧吹成的小凹槽的熔池中，并与焊件熔化部分结成焊缠，从而将两焊件连接成一整体。焊接过程中提供的或产生的保护气体、焊剂或熔渣将熔融的金属与大气隔离，保证了焊缝的质量。

电弧焊分为手工电弧焊（图 3.2）、自动或半自动电弧焊（图 3.3）和二氧化碳气体保护自动或半自动电弧焊。

手工电弧焊在通电后，在涂有焊药的焊条与焊件之间产生稳定的电弧。在高温作用下，电弧周围的金属变成液态，形成熔池；同时焊条中的焊丝熔化，滴入熔池，与焊件的熔融金属相互结合，冷却后即可形成焊缝。

图3.2　手工电弧焊

图3.3　自动或半自动电弧焊

焊条选用应与焊件的金属强度相适应，对 Q235 的钢焊件宜用 E43 型焊条（E4300～E4328）；对Q345、Q355的钢焊件宜用E50型焊条（E5000～E5518）；对Q390钢和Q420钢宜用E55型焊条（E5500～E5518）。焊条型号中，字母E表示焊条，前两位数字为熔敷金属的最小抗拉强度（单位 kgf/mm2，以 9.8 N/mm2计，即分别为 420 MPa、490 MPa、540 MPa），第三和第四数字表示适用焊接位置、电流以及药皮类型等。当不同钢种的钢材连接时，宜选择与低强度钢材相适应的焊条，即要求焊缝与金属的最低强度匹配。

手工电弧焊是钢结构制造中最灵活的焊接方法，设备简单、操作方便，但生产效率比自动或半自动电弧焊低，且焊缝质量变异大。

近年来，为了克服手工电弧焊质量波动的缺点，智能焊接技术中发展了一种机器人手臂焊接的方式（图3.4），可用在人工不便操作的空间里，其生产效率高，焊缝质量均匀，但边角部位焊接需要采用人工进行补焊（图3.5）。

自动或半自动埋弧焊采用没有涂层的焊丝，是焊接过程机械化操作的一种主要方法，从漏斗中流出的散粒状焊剂，自动堆落在焊接前方，从而电弧焊埋在焊剂层下进行，通电后由于电弧作用熔化焊剂，熔化后的焊剂浮在熔化金属表面保护熔化金属，使之不与外界空气接触。焊接进行时，焊接设备或焊体自行移动，焊剂不断由漏斗漏下，绕在转盘上的焊丝也不断地自动熔化和下降以进行焊接。

图3.4　机器人手臂焊接(www.xing528.com)

图3.5　机器人手臂焊接效果

焊剂同样需要与焊丝相配套：对Q235的焊件，可采用H08、H08A、H08MnA等焊丝配合高锰、高硅型焊剂；对Q345、Q355和Q390焊件，可采用H08A、H08E焊丝配合高锰型焊剂，也可采用H08Mn、H08MnA焊丝配合中锰型焊剂或高锰型焊剂，或采用H10Mn2配合无锰型或低锰型焊剂。自动或半自动埋弧焊所用焊丝和焊剂还应与主体金属强度相适应，即要求焊缝与主体金属等强度。

自动焊的焊缝质量均匀，塑性好，冲击韧性高，抗腐蚀性强。半自动焊除焊接设备或焊体需有人工操作前进外，其余与自动焊相同。

气体保护焊也分为手工焊和自动（半自动）焊，气体保护焊在焊接时由喷嘴喷出 CO2气体或惰性气体，把电弧、熔池与大气隔离。电弧在气流压缩下热量较集中，焊速较快，熔池较小，可减小焊接层数和焊口尺寸，热影响区较窄，焊接变形较小，其缺点是设备稍复杂。

2．电阻焊

电阻焊利用电流通过焊件接触点表面产生的热量来熔化金属，再通过压力使其焊合（图 3.6）。薄壁型钢的焊接常采用电阻焊方式，适用于厚度在 6～12 mm的钢板焊接。焊缝主要承受剪力，其抗拉能力较差。

图3.6　电阻焊

3．气　焊

气焊是利用乙炔在氧气中燃烧而形成的火焰来熔化焊条，形成焊缝（图3.7）。气焊常用于薄钢板或小型结构中。

图3.7　气焊

4．电渣焊

电渣焊是利用电流通过熔渣所产生的热阻来熔化金属，使之焊合。特别适用于焊接 40 mm 厚度以上的焊件，而且焊件可以不开坡口。