2.1 钢结构焊接工艺

2.1.1 焊接方式

钢结构焊接时，根据焊缝的施焊位置的不同，有平焊、立焊、横焊和仰焊四种，如图2-1所示。焊缝的施焊位置如图2-2所示。

2.1.2 焊接方式的选择

焊接技术在钢结构制造领域有很多应用实例，如工业建筑结构、办公建筑、樯桅类结构、中塔类结构、烟囱类结构、桥梁、管道、水场建筑、轨道交通、储料库、容器等。目前焊接钢结构大量使用型材和厚板。用于焊接结构制造的重要工艺包括：火焰切割、机械剪切、弯边、弯曲、部分机械化MAG焊、全机械化MAG和UP焊等。焊接方式的选择见表2-1至表2-3。

2.1.3 焊接特点与要点

1.平焊

（1）焊接特点

1）熔焊金属主要依靠自重向熔池过渡。

2）熔池形状和熔池金属容易保持、控制。

3）焊接同样板厚的金属，平焊位置的焊接电流比其他焊接位置的电流大，生产效率高。

4）熔渣和熔池容易出现混淆现象，特别是焊接平角焊缝时，熔渣容易超前而形成夹渣。酸性焊条熔渣与熔池不易分清；碱性焊条两者比较清楚；HG20581标准上明确表示：酸性焊条不能用于Ⅱ、Ⅲ类容器。

5）焊接参数和操作不当时，易形成焊瘤、咬边、焊接变形等缺陷。

6）单面焊背面自由成型时，第一道焊缝容易产生焊透程度不均、背面成型不良等形象。

7）焊接时，焊条的运行角度应根据两焊件的厚度确定。焊条角度有两个方向：一个是焊条与焊接前进方向的夹角为60°～75°，如图2-3a所示；二是焊条与焊件左右侧夹角有两种情况，当两焊件厚度相等时，焊条与焊件的夹角均为45°，如图2-3b所示；当两焊件厚度不等时，焊条与较厚焊件一侧的夹角应大于焊条与较薄焊件一侧的夹角，如图2-3c所示。

（2）焊接要点

1）根据板厚可以选用直径较大的焊条和较大的焊接电流焊接。

2）焊接时焊条与焊件成60°～80°夹角，控制好熔渣和液态金属分离，防止熔渣出现超前现象。

3）当板厚≤6mm时，对接平焊一般开Ⅰ形坡口，正面焊缝宜采用 ϕ 3.2～4的焊条短弧焊接，熔深可达板厚的2/3；背面封底前，可以不清根（重要结构除外），但熔渣要清理干净，电流可以大些。

4）对接平焊若有熔渣和熔池金属混合不清现象时，可将电弧拉长、焊条前倾，并做向熔池后方推送熔渣的动作，防止夹渣产生。

5）焊接水平倾斜焊缝时，宜采用上坡焊，防止夹渣和熔池向前方移动，避免夹渣。

6）采用多层多道焊时，应注意选好焊道数和焊接顺序，每层不宜超过4～5mm。

7）T形、角接、搭接的平角焊接接头，若两板厚度不同，应调整焊条角度将电弧偏向厚板一边，使两板受热均匀。

2.立焊

（1）焊接特点

1）熔池金属与熔渣因自重下坠，容易分离。

2）熔池温度过高时，熔池金属易下淌形成焊瘤、咬边、夹渣等缺陷，焊缝不平整。

3）T形接头焊缝根部容易形成未焊透。

4）熔透程度容易掌握。

5）焊接生产率较平焊低。

（2）焊接要点

1）保持正确的焊条角度，焊条角度根据焊件厚度确定。

2）生产中常用的是向上立焊，向下立焊要用专用焊条才能保证焊缝质量。向上立焊时焊接电流比平焊时小10%～15%，且应选用较小的焊条直径（＜4mm）。

3）采用短弧施焊，缩短熔滴过渡到熔池的距离。两焊接件厚度相等，焊条与焊件左右方向夹角均为45°，如图2-4a所示。两焊件厚度不等时，焊条与较厚焊件一侧的夹角应大于较薄一侧，如图2-4b所示；焊条应与垂直面形成60°～80°角，如图2-4c所示，使电弧略向上，吹向熔池中心。

3.横焊

（1）焊接特点

1）熔化金属因自重易下坠于坡口上，造成上侧产生咬边缺陷，下侧形成泪滴形焊瘤或未焊透缺陷。

2）熔化金属与熔渣易分离，略似立焊。

（2）焊接要点

1）对接横焊开坡口一般为V形或K形，板厚3～4mm的对接接头可用Ⅰ形坡口双面焊。

2）选用小直径焊条，焊接电流较平焊时小些，短弧操作能较好地控制熔化金属流淌，如图2-5所示。

4.仰焊

（1）焊接特点

1）熔化金属因重力作用而下坠，熔池形状和大小不易控制。

2）运条困难，焊件表面不易焊得平整。

3）易出现夹渣、未焊透、焊瘤及焊缝成型不良等缺陷。

4）融化的焊缝金属飞溅扩散，容易造成烫伤事故。

5）仰焊比其他位置焊效率都低。

（2）焊接要点

1）对接焊缝仰焊，当焊件厚度≤4mm时，采用Ⅰ形坡口，选用直径3.2mm的焊条，焊接电流要适中；焊接厚度≥5mm时，应采用多层多道焊。

2）T形接头焊缝仰焊，当焊脚小于8mm时，应采用单层焊，焊脚大于8mm时采用多层多道焊。如图2-6所示。

焊接方法及焊透种类代号应符合表2-4的规定。