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钢结构焊接工艺技术培训资料

前言

钢结构以其强度高、自重轻、抗震性能好、工业化程度高、施工周期短等显著优势，在建筑工程、桥梁工程、机械制造、海洋工程等领域得到了广泛应用。焊接作为钢结构制作与安装过程中最主要的连接工艺，其质量直接关系到钢结构的整体安全性、可靠性和耐久性。本培训资料旨在系统介绍钢结构焊接的基本知识、关键工艺、质量控制要点及安全注意事项，为相关技术人员和操作人员提供实用的技术指导，以期提升钢结构焊接施工水平，确保工程质量。

一、焊接基础知识

1.1焊接的定义与本质

焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工方法。其本质是利用热能或机械能，使分离的金属原子之间接近到晶格距离，从而形成牢固的冶金结合。

1.2钢结构常用焊接方法

钢结构焊接中，常用的焊接方法包括：

*手工电弧焊（SMAW）：设备简单，操作灵活，适应性强，可在各种位置焊接，但生产效率相对较低，对焊工技能要求高。

*气体保护电弧焊（GMAW/FCAW）：

*熔化极气体保护焊（GMAW）：采用连续送进的焊丝作为电极和填充金属，以惰性气体（MIG焊）或活性气体（MAG焊，如富氩混合气）作为保护介质。CO?气体保护焊（实芯焊丝或药芯焊丝）是目前钢结构焊接中应用极为广泛的一种高效焊接方法。

*药芯焊丝电弧焊（FCAW）：焊丝内部装有药粉，可采用气体保护（FCAW-G）或自保护（FCAW-S），具有熔敷效率高、焊缝成形好等特点。

*钨极惰性气体保护焊（TIG/GTAW）：采用纯钨或活化钨作为非熔化电极，以惰性气体（通常为氩气）保护熔池和电极，焊接质量高，主要用于打底焊、薄件焊接或要求较高的不锈钢、铝合金等材料焊接。

*埋弧焊（SAW）：电弧在焊剂层下燃烧，具有熔深大、生产率高、焊缝质量稳定、劳动条件好等优点，适用于中厚板平直焊缝或大直径环缝的焊接。

1.3焊接接头与坡口形式

*焊接接头：由两个或两个以上零件用焊接方法连接的接点。常见的焊接接头形式有对接接头、T型接头、角接接头、搭接接头等。

*坡口：根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成的一定几何形状的沟槽。坡口的作用是保证电弧能深入接头根部，使根部焊透，便于清除熔渣，获得良好的焊缝成形。常用的坡口形式有I形坡口、V形坡口、X形坡口（双V形坡口）、U形坡口、双U形坡口等。坡口的选择应考虑焊件厚度、焊接方法、焊接位置、受力状况及经济性等因素。

1.4焊缝符号表示方法

焊缝符号是在图纸上标注焊缝形式、尺寸和焊接方法等信息的工程语言。国家标准对焊缝符号的组成（基本符号、辅助符号、补充符号、指引线、尺寸符号及数据）有明确规定，焊接技术人员和操作人员必须熟练掌握，以准确理解设计意图。

二、焊接材料

2.1焊接材料的分类与选用原则

钢结构焊接常用的焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体。

*焊条：由焊芯和药皮两部分组成。焊芯主要起填充金属和导电的作用；药皮则保证电弧稳定燃烧、保护熔池、去除熔池杂质、改善焊缝性能。焊条按用途可分为结构钢焊条、耐热钢焊条、不锈钢焊条等；按药皮类型可分为酸性焊条和碱性焊条（低氢型焊条）。

*焊丝：实芯焊丝和药芯焊丝。实芯焊丝需配合保护气体使用；药芯焊丝的药芯功能与焊条药皮类似。

*焊剂：主要用于埋弧焊，起保护熔池、脱氧脱磷、稳定电弧、改善焊缝成形等作用。焊剂按制造方法可分为熔炼焊剂、烧结焊剂和粘结焊剂。

*保护气体：用于气体保护焊，防止焊接区被空气侵入。常用的保护气体有氩气（Ar）、二氧化碳（CO?）、以及氩气与二氧化碳或氧气的混合气（如Ar+CO?,Ar+O?）。

选用原则：

1.与被焊钢材的力学性能和化学成分相匹配。例如，低碳钢、低合金钢通常选用相应强度等级的结构钢焊条或焊丝。

2.考虑焊接方法的特点。不同的焊接方法对焊接材料有特定要求。

3.考虑焊接结构的使用条件和受力状况。对于承受动载荷、低温环境或有韧性要求的重要结构，应选用低氢型焊接材料。

4.考虑焊接工艺性能。如电弧稳定性、脱渣性、焊缝成形等，以保证焊接过程顺利进行和获得良好的焊缝质量。

2.2焊接材料的管理与存放

焊接材料的质量直接影响焊接接头的性能，必须加强管理：

1.入库验收：焊接材料入库时必须核对其型号、规格、批号，并查验质量证明文件，必要时进行抽样复验。

2.存放条件：应存放在干燥、通风、温度适宜的专用库房内。焊条、焊剂、药芯焊丝等易吸潮材料，库房相对湿度应控制在规定范围内（通常≤60%），并按种类、牌号、批号、入库时间分类堆放，并有明显标识。

3.烘干与保温：低氢型焊条、碱性焊剂等在使用前必须按规定进行烘干。烘干后的焊条应存入保温筒内，随用随取。未用完的焊条重新烘干