在钢结构系列第一期中我们简单介绍了钢结构连接的三种类型，本期我们将更深入的了解焊接。
钢结构常用的焊接方法有手工电弧焊、自动（或半自动）埋弧焊、气体保护焊等。焊接形式按被连接件相对位置分为平接头、搭接接头、T型接头、角接头等。焊缝类型有对接焊、角焊、塞焊、槽焊等。
问题 1
钢结构常见的焊接方法有哪些？
手工电弧焊：接通电源后，产生电弧使焊条中的焊丝熔化，并滴落到焊件上由电弧形成的熔池中。焊条药皮形成的熔渣和气体覆盖在熔池上，阻止空气与熔融的液态金属接触，避免形成脆性、易开裂的化合物。
埋弧焊：电弧在焊剂层之下燃烧的电弧焊接方法。焊丝上不涂焊剂，而是用从焊剂漏斗中自动流下的颗粒状焊剂覆盖焊接端部。电弧完全埋在焊剂中，电弧热量集中，熔深较大，适用于焊接厚板，生产率较高，同时焊接质量好，焊件变形小。
气体保护焊：采用二氧化碳气体或其他惰性气体作为保护介质的电弧焊接方法。保护气在电弧周围形成局部保护层，防止有害气体的侵入，保证焊接过程的稳定性。焊缝强度比手工电弧焊高，塑性和耐腐蚀性好。适用于全位置焊接，有正向和反向方法。
第二季度
钢结构中常见的焊缝类型有哪些？
对接焊缝：两焊缝接触面之间的间隙由焊缝金属填充，以传递内力。这种焊缝统称为对接焊缝。按焊缝填充情况分为全熔透对接焊缝和部分熔透对接焊缝。重要接头或强度要求相等的对接焊缝，应采用全熔透焊缝（a）；较厚的板材或不要求熔透时，可采用部分熔透焊缝（b）。
示例 1
对接焊缝的 T 型接头
H型梁、柱纵向连接焊缝的焊接
（a）部分熔透的对接焊缝和角焊缝；（b）全熔透的对接焊缝和角焊缝
示例2
对接焊缝角接
例如箱形组合柱的纵向装配焊缝
(a) 部分熔透焊缝；(b) 全熔透焊缝
每当需要等强度的对接焊缝时，应使用引弧板和引出板，以避免焊缝两端产生引弧和掉落缺陷。
请
思考
测试
当某些特殊情况下不能使用引弧板和引出板时，计算焊缝强度时应注意什么？（见文章末尾的答案）
角焊缝：角焊缝形式有直角角焊缝、斜角焊缝。
示例 1
角焊缝对接接头
带拼接板和角焊缝的对接接头
与顶板和角焊缝的对接接头
示例2
带角焊缝的 T 型接头
单面角焊缝
钢材标准中对于角焊缝的规定如下: (1)直角角焊缝的计算厚度he与两焊件之间的间隙b有关; (2)角焊缝的搭接焊缝连接中,当焊缝计算长度lw超过60hf时,应降低焊缝承载力设计值。
塞焊、槽焊：在被连接件上开圆孔或长槽，在孔内进行焊接，填满孔形的连接。
（1）塞焊、槽焊的有效面积应为配合面上圆孔或槽孔的公称面积；
(2)塞焊和槽焊的尺寸应根据配合表面的剪切力确定。
第三季度
理解焊接符号
对接焊缝符号：
对接焊缝按坡口形状、坡口尺寸等有多种类型，具体可参见钢结构图集《16G519多层民用建筑钢结构节点构造详图》70至78页的焊缝图例。
在公众号对话框中回复“16G519”即可获取全套图片。
角焊缝符号：
Q4
如何检验焊接质量？
焊接完成后对焊缝进行检查，首先进行外观检查，用肉眼或放大镜观察焊缝有无咬边、烧穿、未焊透、裂纹、错边、下垂等缺陷，检查焊缝外形尺寸是否符合要求。
超声波检测是检测焊缝内部缺陷的常用方法，其原理是利用超声波在金属内部传播，遇到两种介质的界面时发生反射和折射的原理来检测焊缝内部的缺陷，根据波形可以判断缺陷的存在和位置。由于探头与试件之间存在反射面，超声波检测时需要在焊缝表面涂抹耦合剂，而且超声波检测无法确定缺陷的类型和尺寸。
无损检测中有时也采用射线检测。射线检测有X射线和γ射线检测两种。其原理是当射线穿过被检焊缝时，如果有缺陷，则穿过缺陷处的射线衰减很小，因此焊缝背面的胶片上的感光性强，胶片洗净后，在缺陷处会出现黑点或条纹。X射线辐照时间短、速度快、设备复杂、成本高、穿透能力小。被检焊缝厚度小于30mm。γ射线检测设备轻便，操作方便，穿透能力强。
问5
焊接应力与焊接变形的产生原因及减少措施有哪些？
钢结构焊接过程是一个不均匀加热和冷却的过程。焊接时焊缝及其附近温度很高，而远处大部分金属未受热，主体金属膨胀和收缩不均匀。冷却后焊缝会产生不同程度的收缩和内应力（纵向和横向），引起焊接结构各种变形。一般来说多高层民用建筑钢结构节点构造详图，可从设计和加工工艺两个方面减少焊接应力和焊接变形：
设计措施：合理安排焊缝位置；合理选择焊缝尺寸；焊缝数量应少且不要过于集中，避免出现三维交错焊缝；尽量避免在母材厚度方向产生收缩应力。
工艺措施：合理安排焊接顺序；采用反向变形；焊前预热，焊后回火。
回答
案件
当某些特殊情况下不能使用引弧板和引出板时，计算焊缝强度和焊缝长度时应注意什么？
答案：《钢结构设计标准》GB 50017-2017
11.2.1条款解释：焊接要求等强度的对接焊缝时多高层民用建筑钢结构节点构造详图，应使用引弧板和引出板，以避免焊缝两端产生引弧和落弧缺陷。在某些不能使用引弧板和引出板的特殊情况下，在计算每条焊缝长度时应减去2t（t为焊件最小厚度），因为缺陷长度与焊件厚度有关。这是参考苏联钢结构设计规范的规定。承受轴向力的板状部件采用斜焊缝对接时，若焊缝与力之间的夹角θ满足tanθ≤1.5，则其强度可忽略不计。
撰文：刘诗波
