鋼結構工程詳解（二）節點連線 焊接節點

一、

鋼結構的常用焊接方法

鋼結構的焊接方法最常用的有電弧焊、電阻焊和氣焊。

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、電弧焊

電弧焊的質量比較可靠，是最常用的一種焊接方法。電弧焊可分為手工電弧焊、白動或半自動浬弧焊及CO2氣體保護焊等。

手工電弧焊是通電後在塗有焊藥的焊條與焊件間產生電弧，由電弧提供熱源，使焊條熔化，滴落在焊件上被電弧所吹成的小凹槽熔池中化部分結成焊縫。由焊條藥皮形成的熔渣和氣體覆蓋熔池，防止空氣中的氧與熔化的液休金屬接觸，避免形成脆性易裂的化合物。

在自動或半自動埋弧焊中，將光焊條埋在焊劑層下，通電後，由於電弧的作用使焊絲和焊劑熔化。熔化後的焊劑浮在熔化的金屬表面上保護熔化金屬，使之不與外界空氣接觸，有時焊劑還可供給焊縫必需的合金元素，以改善焊縫質量。自動焊的焊縫質量均勻，塑性好，衝擊韌性高。半自動焊除由人工操作前進外，其餘過程與自動焊相同。而焊縫質量介於自動焊與手工焊之間。自動焊和半自動焊所採用的焊絲和焊劑要保證其熔敷金屬的抗拉強度不低於相應手工焊焊條的數值。

Q235鋼焊件可採用HO8、HO8A、H08MnA等焊絲配合高猛、高矽型焊劑；Q345和Q390鋼焊件可採用HO8A、H08E焊絲配合高錳型焊劑，或採用H10Mn2配合無錳型或低錳型焊劑。

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、電阻焊

電阻焊利用電流透過焊件接觸點表面產生的熱量來熔化金屬，再透過壓力使其焊合。薄壁型鋼的焊接常採用電阻焊，電阻焊適用於厚度為6-12m的板材。

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、氣焊

氣焊是利用乙炔在氧氣中燃燒而形成的火焰來熔化焊條形成焊縫，氣焊用於薄鋼板或小型結構中。

二、焊縫的連線形式

焊縫的連線形式可按構件相對位置、構造和施焊位置來劃分。

1、按構件相對位置劃分

焊接的連線形式按構件的相對位置可分為平接、搭接和頂接三種類型（圖1）。

2、按構造劃分

焊接的連線構造可分為焊接焊縫和角焊縫兩種形式。（圖1）中的平接和頂接（K型焊縫）為對接焊縫，搭接和頂接為角焊縫。採用對接焊縫，如厚度較大就需要將焊接接觸邊坡口，用角焊縫則不需坡口。對接焊縫的坡口形式，宜根據板厚和施工條件按有關現行國家板準的要求選用。

對接焊縫按作用力的方向可分為直縫和斜縫。

角焊縫可分為正面角焊縫和側面角焊縫（圖2）

焊縫按沿長度方向的分佈情況來分有連續角焊縫和斷續角焊縫兩種形式（圖4）

連續角焊縫受力效能較好，為主要的角焊縫形式。斷續角焊縫容易引起成應力集中，重要結構中應避免採用，它只用於一些次要構件的連線或次要焊縫中。斷續角焊縫的長度不得小於10hf或50mm，其淨距不宜太大，以免因距離過大使連線不易緊密，潮氣易侵入而引起鏽蝕。一般在受壓構件中淨距不應大於15tw，，在受拉構件中不應大於30 tw，tw為較薄焊件的厚度。

3、按施焊位置劃分

焊縫按施焊位置分俯焊、立焊、橫焊和仰焊幾種（圖3）

俯焊焊縫的焊接工作最方便，質量也好，應儘量採用。立焊和橫焊的質量及生產率比俯焊差些，仰焊的操作條件較差，焊縫質量不易保證，因此應儘量避免採用。

三、焊縫連線的質量檢驗

焊縫中可能存在裂紋、氣孔、燒穿和未焊透等缺陷（圖4）。焊縫的缺陷將消弱焊縫的受力面積，而且在缺陷處形成應力集中、裂紋，並使裂紋擴充套件引起斷裂，對結構很為不利。因此，焊縫質量驗驗為重。《鋼結構工程施工質量驗收規範》規定，焊縫質量檢查標準分為一、二、級，其中三級只要求對全部焊縫透過外觀檢查，即檢查焊縫實際尺寸是否符合設計要求和有無看得見的裂紋、咬邊等缺陷。對於重要結構或要求焊縫金屬強度等於被焊金屬的接焊縫，必須進行一級或二級質量檢驗，即在外觀檢查的基礎上再做無損檢驗。二級應進行抽檢，抽檢比例應小於20%，其合格等級應為現行國家標準《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》B級檢驗的III級及III級以上。一級焊縫應進行100%的檢驗，其合格等級應為現行國家標準《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》B級檢驗的II級及II級以上。

鋼結構焊縫質量等級是設計人員在設圖紙上註明的，設計人員應據結構的重要結構的重要性、荷載等級特徵、焊縫形式、工作環境以及應力狀態等情況按下述原則分別選用不同的質量等級。

（1）在需耍進行疲勞訂算的構件中，凡對接焊縫均應焊透、其質量等級為：橫向對接焊縫或軸向受力的T形對接與角接組合焊縫受拉時應為一級，受壓時應為一級；縱向對接焊繼應為二級。

（2）不需要計算疲勞的構件中，凡要求與母材等強的對接焊縫應於焊透。其質量等級當受拉時應不低於二級，受壓時宜為二級。

（3）重級工作制（A6-A8級）和起重量Q>50T的中級工作制（A4、A5級）吊車梁的腹板與上翼緣之間以及吊車桁架上弦杆與節點板之間的T形接頭焊縫均要求焊透，焊縫形式一般為對接與角接的組合焊纏，其質量等級不應低於二級。

（4）腹板與翼緣之間不要求焊透的T形接頭焊縫可採用角焊縫或部分焊透的對接與角接組合焊縫，其質量等級為：對吊車梁為三級，但外觀缺陷宜符合二級；對一般梁可採用三級。

應該指出，焊縫的質量等級分兩種，即內部缺陷檢驗的質量等級和外觀缺陷檢驗的質量等級，當設計沒有特別指出時，施工單位應視兩種等級是一致的。

歸結起來，焊縫施工質量要進行三方面的檢驗，即焊縫內部缺陷檢驗、焊縫表面缺陷檢驗和焊縫尺寸偏差檢驗。

（1）焊縫內部缺陷檢驗：焊縫內部缺陷亡要有裂紋、未熔合、根部未焊透、氣孔和夾渣等，檢驗主要是採用無損探傷的方法，即超聲波探傷，當超聲波不能對缺陷作出判斷時，應採用射線探傷。具體詳見：《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》 、《焊接球節點鋼網架焊縫超聲波探傷及質量分級法》 、《螺栓球節點鋼網架焊縫超聲波探傷及質量分級法》 、《建築鋼結構焊接技術規程》和《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質量分級》 。

（2}焊縫表面缺陷檢驗：焊縫表面缺陷見（圖5）所示，主要採用觀察檢查或使用放大鏡觀察，當存在疑義時，可以採用表面滲透探傷（著色或磁粉）檢驗。

焊縫質量與施焊條件有關，對於施焊條件較差的高空安裝焊縫，其強度設計值應乘以0。9，焊縫強度設計值見下表。