鋼結(jié)構(gòu)施工準備-鋼結(jié)構(gòu)施工材料

鋼結(jié)構(gòu)施工材料鋼材鋼結(jié)構(gòu)對材料的要求（1）較高的強度（2）足夠的變形能力——良好塑性和韌性（3）良好的加工工藝性能——適應(yīng)冷、熱加工，可焊性好（4）對環(huán)境的良好適應(yīng)性——耐腐蝕、耐火、耐疲勞——材料抵抗外力作用時不致破壞的能力。機械性能建筑用鋼種類建筑用鋼的種類品種特點碳素結(jié)構(gòu)鋼用于結(jié)構(gòu)的普通低碳鋼低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼普通低碳鋼+若干種合金元素（錳、釩等，總量<5%）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼有害元素少的碳素鋼+熱處理鋼索鋼絲、平行鋼絲索、鋼絞線、鋼絲繩等鋼的種類（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/T700-1988）Q275Q215Q255Q235規(guī)范推薦提供fy、fu、

保證以及沖擊韌性、冷彎試驗指標化學(xué)成分C、Mn、Si、S、P保證供貨含碳量、強度↑塑性↓特點Q195牌號

碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表屈服點的字母Q、屈服點（厚度t≤16mm）的數(shù)值、質(zhì)量等級符號、脫氧方法符號等四部分按順序組成?？墒÷裕?）低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼（GB/T1591-1994）Q460Q345規(guī)范推薦Q420規(guī)范推薦Q390規(guī)范推薦提供fy、fu、

保證以及沖擊韌性、冷彎試驗指標化學(xué)成分C、Mn、Si、S、P、V、Ti保證供貨含碳量、強度↑特點Q295牌號塑性↓

低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表屈服點的字母Q、屈服點（厚度t≤16mm）的數(shù)值、質(zhì)量等級符號等三部分按順序組成。390420（3）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/T699-1988）a）磷、硫等有害元素的含量均不大于0.035％，對于其他缺陷的限制也較嚴格。b）主要用作制造冷拔高強鋼絲、高強螺栓以及自攻螺釘?shù)取?/p>

電爐鋼是利用電熱原理，在電弧爐內(nèi)冶煉。（質(zhì)量好，但耗電量大，成本高，一般只用來冶煉特種用途的鋼材。）

煉鋼爐有三種形式：轉(zhuǎn)爐、平爐和電爐。

轉(zhuǎn)爐鋼是利用高壓空氣或氧氣使爐內(nèi)生鐵熔液的碳和其它雜物氧化，在高溫下使鐵液變?yōu)殇撘?。（生產(chǎn)周期短，效率高，質(zhì)量好，成本低，已經(jīng)成為國內(nèi)外發(fā)展最快的煉鋼方法。）

平爐鋼是利用煤氣和其它燃料供應(yīng)熱能，把廢鋼、生鐵熔液或鑄鐵塊和不同的合金元素等冶煉成各種用途的鋼。（生產(chǎn)周期長，效率低，成本高，現(xiàn)已逐步被轉(zhuǎn)爐鋼所取代。）（1）煉鋼脫氧

鋼液中殘留的氧，將使鋼材晶粒粗細不均勻并發(fā)生熱脆，降低鋼材的力學(xué)性能。按照鋼液在煉鋼爐中進行脫氧的方法和程度不同，碳素結(jié)構(gòu)鋼可分為沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼。

澆注是指把熔煉好的鋼液做成鋼錠或鋼坯。用連續(xù)鑄造法生產(chǎn)鋼坯的工藝和設(shè)備，由于機械化、自動化程度高的優(yōu)勢，已經(jīng)逐漸取代了笨重而復(fù)雜的鑄錠工藝和設(shè)備。（2）澆注“結(jié)晶器”連續(xù)鑄造：是一種先進的鑄造方法，其原理是將熔融的金屬，不斷澆入一種叫做“結(jié)晶器”的特殊金屬型中，凝固（結(jié)殼）了的鑄件，連續(xù)不斷地從結(jié)晶器的另一端拉出，它可獲得任意長或特定的長度的鑄件。（3）加工（熱加工、冷加工和熱處理）

熱處理

指通過加熱、保溫、冷卻的操作方法，使鋼材的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，以獲得所需性能的加工工藝。（退火、正火、淬火和回火[2]）

熱加工

(軋制、鍛造) 指將鋼坯加熱至塑性狀態(tài)，依靠外力改變其形狀，生產(chǎn)出各種厚度的鋼板和型鋼。（熱加工的開軋和鍛壓溫度控制在1150-1300℃）

冷加工

指在常溫下對鋼材進行加工。（冷作硬化現(xiàn)象[1]）

軋制冷加工冷加工是指金屬在低于再結(jié)晶溫度進行塑性變形的加工工藝，如冷軋、冷拔、冷鍛、沖壓、冷擠壓等。冷加工變形抗力大，在使金屬成形的同時，可以利用加工硬化提高工件的硬度和強度。金屬在冷態(tài)塑性變形中，使金屬的指標強化，如屈服點、硬度等提高，塑性指標如伸長率降低的現(xiàn)象稱為冷作硬化。剪板自動鋼板切割鉆孔進一步加工鋼材的機械性能指標1、屈服點fy2、抗拉強度fu3、伸長率δ4、斷面收縮率

5、冷彎性能6、沖擊韌性Akv

單向拉伸時的工作性能

（1）試驗條件（a）試件的尺寸要符合國家標準，表面光滑，沒有孔洞、刻槽等缺陷。試件的標定長度取其直徑的5或10倍。（b）荷載要分級逐次增加，直到試件破壞。（c）試驗溫度要控制在室溫20℃左右。

（2）鋼材的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

A.有屈服點鋼材s---e曲線可以分為四個階段：

（a）彈性階段（OB段）彈性階段（OB段）OBCDAE單調(diào)拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線OA段：純彈性階段

s=EeA點對應(yīng)的應(yīng)力：

sp（比例極限）AB段：有一定的塑性變形,但整個OB段卸載后變形消失,e=0B點對應(yīng)的應(yīng)力：sy

（彈性極限）屈服階段（BCD）強化階段（DE段）頸縮階段（EF段）F（b）屈服階段（BCD）塑性變形：卸載后試件不能完全恢復(fù)原來的長度。不能恢復(fù)的這一部分變形稱為塑性變形。

屈服點fy（屈服強度）：屈服階段曲線波動部分的最低值。

流幅：從屈服階段的開始到曲線再度上升的應(yīng)變幅度稱為流幅。

特點：應(yīng)力與應(yīng)變進入非線性的彈塑性階段，不再成正比關(guān)系，應(yīng)變增加很快，應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈鋸齒形波動，出現(xiàn)應(yīng)力不增加而應(yīng)變?nèi)匀辉诶^續(xù)發(fā)展。OBCDAEF（c）強化階段（DE段）鋼材內(nèi)部晶粒重新排列，恢復(fù)承載能力，隨荷載的增加σ緩慢增大,但ε增加較快，最終應(yīng)力達到最高點E——抗拉強度（極限強度）fu

試件所能承受的最大拉應(yīng)力（d）頸縮階段（EF段）OBCDAE截面出現(xiàn)了橫向收縮，截面面積開始顯著縮小，塑性變形迅速增大，應(yīng)力不斷降低，變形卻延續(xù)發(fā)展，直至F點試件斷裂。FB.對無明顯屈服點的鋼材

設(shè)計時以卸載后試件中殘余應(yīng)變?yōu)?.2％所對應(yīng)的應(yīng)力

作為屈服點——“條件屈服點”或“名義屈服點”fy=f0.20.2%fuεp

無屈服點鋼材的應(yīng)力-應(yīng)變曲線沒有明顯屈服點的鋼材在拉伸過程中沒有屈服階段，塑性變形小，破壞突然。

（3）單向拉伸時鋼材的機械性能指標①屈服點fy

應(yīng)力應(yīng)變曲線開始產(chǎn)生塑性流動時對應(yīng)的應(yīng)力（取屈服階段波動部分的應(yīng)力最低值），它是衡量鋼材的承載能力和確定鋼材強度設(shè)計值的重要指標。（作為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計可以達到的最大應(yīng)力）②

抗拉強度fu

應(yīng)力應(yīng)變曲線最高點對應(yīng)的應(yīng)力，它是鋼材破壞前所能承受的最大應(yīng)力。（強度的安全儲備）③

鋼材的塑性

當應(yīng)力超過屈服點后，鋼材能產(chǎn)生顯著的殘余變形（塑性變形）而不立即斷裂的性質(zhì)。塑性好壞可用斷面收縮率

和伸長率

表示，通過靜力拉伸試驗得到。

a）

伸長率δ試件斷裂前的永久變形與原標定長度的百比。

l0—

原標距長

l1

—拉斷后標距長度

d0

—試件直徑 試件有兩種標距：l0/d0=5

和l0/d0=10

相應(yīng)的伸長率用δ5和δ10表示。伸長率δ實際工程中以伸長率

代表材料斷裂前具有的塑性變形能力。b）

斷面收縮率

是指試件拉斷后，頸縮區(qū)的斷面面積縮小值與原斷面面積比值的百分比。

式中：

A0

——試件原來的斷面面積

A1

——試件拉斷后頸縮區(qū)的斷面面積

斷面收縮率

越大，鋼材的塑性越好。由于在測量試件的斷面面積時容易產(chǎn)生較大的誤差，因而鋼材塑性指標仍然采用伸長率作為保證要求。A0A1（4）

應(yīng)力應(yīng)變曲線的簡化曲線簡化的依據(jù)：1）鋼材在屈服點之前的性質(zhì)接近理想的彈性體。2）屈服點之后的流幅現(xiàn)象又接近理想的塑性體，并且流幅的范圍（e≈0.15％-2.5％）已足夠用來考慮結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的塑性變形的發(fā)展。ε2.5%

fy

ε0

0.15%ε

簡化的應(yīng)力－應(yīng)變曲線鋼材是符合理想中的彈性-塑性材料

塑性設(shè)計鋼材的其它性能

冷彎性能是判別鋼材塑性變形能力和冶金質(zhì)量的綜合指標。1.冷彎性能鋼材在冷加工（常溫下加工）產(chǎn)生塑性變形時，對發(fā)生裂縫的抵抗能力。鑒別指標：當試件彎曲至180°時，試件表和側(cè)面，無裂紋、斷裂或分層，即認為試件冷彎性能合格。

2.沖擊韌性韌性反映鋼材抵抗沖擊荷載、動力荷載的能力，是鋼材在變形和斷裂中吸收能量的度量。衡量韌性指標用沖擊韌性值表示，也叫沖擊功，用符號Akv表示，單位為J。

沖擊韌性試驗一般采用試件長55mm，截面10×10mm2，中間一小槽。在擺錘式?jīng)_擊試驗機上進行試驗，沖斷試件后，讀出擺錘消耗的功。沖擊韌性試驗沖擊韌性還與試驗的溫度有關(guān)。我國鋼材標準中將試驗分為四檔，即+20℃,0℃，-20℃和-40℃時的沖擊韌性。溫度越低，沖擊韌性越低。3.可焊性

好的可焊性是指焊接安全、可靠、不發(fā)生焊接裂縫，焊接接頭和焊縫的力學(xué)性能不低于母材力學(xué)性能。

影響鋼材可焊性的因素

鋼材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影響。碳含量在0.12%～0.38%范圍內(nèi)的碳素鋼，可焊性最好（如Q235B）。對于高強度低合金鋼中，低合金元素大多對可焊性有不利影響，我國行業(yè)標準JGJ81-2002《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》推薦使用碳當量來衡量低合金鋼的可焊性。當碳當量小于0.38%，鋼材的可焊性好（如Q235.Q345），可不采取措施直接施焊。

（Co鈷，釩V）焊接性的Ce（碳當量）評估CE≤0.4%焊接性好；當CE=0.4~0.6%焊接性稍差，焊前需適當預(yù)熱；當CE≥0.6%焊接性較差，屬難焊材料，需采用較高的預(yù)熱溫度和嚴格的工藝方法；鋼材中氧、氫、氮、硫、磷屬有害元素，同樣影響焊接性能；對鋼材影響的因素

化學(xué)成份的影響

冶金缺陷的影響

鋼材硬化的影響

應(yīng)力集中的影響

溫度的影響

荷載類型的影響鐵（Fe）是鋼材的基本元素，普通碳素鋼中占99%，此外還有碳（C）、硅（Si）、錳（Mn）等有益元素，及硫（S）、磷（P）、氧（O）、氮（N）等有害元素，這些總含量不大，約1%，但對鋼材力學(xué)性能卻有很大影響。低合金鋼中有＜5%的合金元素，如銅（Cu）、釩（V）、鈦（Ti）、鈮（Nb）、鉻（Cr）等。

化學(xué)成份的影響鋼材的化學(xué)成分直接影響鋼的組織構(gòu)造，從而影響鋼材的力學(xué)性能。純鐵Fe（占99％）碳C↑→變脆（強度↑，塑性、韌性、可焊性，抗腐蝕性↓）其它主要元素硫（S）

→熱脆、韌性、疲勞強度、抗銹蝕性、可焊性↓磷（P）→強度、抗銹蝕能力↑塑性、韌性、冷彎性能、可焊性↓↓，冷脆，低溫工作性能差。氧（O）

影響同硫氮（N）影響同磷硅Si↑

→強度↑，塑性、韌性、冷彎性能、可焊性變化不大錳Mn↑→強度↑消除熱脆，改善冷脆，塑性韌性降低不顯著釩（V）、鈦（Ti）、鈮（Nb）

等適量→強度、韌性↑、塑性良好鋼有益元素有害元素碳（C）：形成鋼材強度的主要成分，隨其含量增加，強度增加，塑性和韌性降低，可焊性和抗腐蝕性降低。碳素鋼按碳含量區(qū)分，小于0.25％的為低碳鋼，介于0.25％和0.6％之間的為中碳鋼，大于0.6％的為高碳鋼。鋼結(jié)構(gòu)用鋼中，碳含量一般控制在0.22%以下，當其含量在0.2％以下時，可焊性良好。

2.硫（S）：鋼材中的有害元素，具有熱脆性（溫度達到800-1000℃時，硫化鐵會熔化使鋼材變脆，從而引發(fā)熱裂紋）。規(guī)范規(guī)定結(jié)構(gòu)用鋼中硫的含量不得超過0.05%。3.氧（O）：有害雜質(zhì)，與S相似。

4.磷（P）：磷在一定程度上可提高鋼的強度和抗銹蝕的能力。鋼材中的有害元素，具有冷脆性（溫度較低時促使鋼材變脆）。因此，磷的含量也要嚴格控制，規(guī)范中規(guī)定不得超過0.045%。5.氮（N）：有害雜質(zhì)，與P相似。6.錳（Mn）：有益元素。在普通碳素鋼中，是一種弱脫氧劑，可提高鋼材強度，與S形成MnS，熔點1600℃，可以消除硫?qū)︿摬牡臒岽嘤绊憽?/p>

7.硅（Si）：有益元素。在普通碳素鋼中，是一種強脫氧劑，常與錳共同除氧，生成鎮(zhèn)靜鋼。

8.釩（V）：合金元素。細化晶粒，提高強度，其碳化物具有高溫穩(wěn)定性，適用于受荷較大的焊接結(jié)構(gòu)。9.銅（Cu）：提高抗銹蝕性，提高強度，對可焊性有影響。冶金缺陷的影響

1.偏析金屬結(jié)晶后化學(xué)成分分布不均勻的現(xiàn)象。主要是硫、磷偏析，其后果是偏析區(qū)鋼材的塑性、韌性、可焊性變壞。

3.裂紋鋼材中存在的微觀裂紋。

2.非金屬夾雜指鋼材中的非金屬化合物，如硫化物、氧化物，他們使鋼材性能變脆。4.氣泡澆鑄時由FeO和C作用所生成的CO氣體不能充分逸出而滯留在鋼錠那形成的微小空洞。5.分層澆鑄時的非金屬夾雜在軋制后可能造成鋼材的分層。鋼材的硬化（因加工、時間的發(fā)展兒出現(xiàn)）冷作硬化

在冷加工或一次加載使鋼材產(chǎn)生較大的塑性變形的情況下，卸載后再重新加載，鋼材的屈服點提高，塑性和韌性降低的現(xiàn)象。時效硬化

隨著時間的增加，純鐵體中有一些數(shù)量極少的碳和氮的固熔物質(zhì)析出，使鋼材的屈服點和抗拉強度提高，塑性和韌性下降的現(xiàn)象。在交變荷載、重復(fù)荷載和溫度變化等情況下，會加速時效硬化的發(fā)展。

在高溫作用下會快速發(fā)展（人工時效）

溫度的影響正溫范圍：T升高（1）溫度在150℃以內(nèi)，鋼材材質(zhì)變化很小，鋼結(jié)構(gòu)可用于溫度不高于150℃的場合。（2）溫度在250℃左右的區(qū)間內(nèi)，fu

有局部性提高，沖擊韌性降低，出現(xiàn)藍脆現(xiàn)象。（3）當溫度達到600℃時，鋼材進入熱塑性狀態(tài)，強度下降嚴重，將喪失承載能力。

溫度對鋼材力學(xué)性能的影響℃fufyδE負溫范圍：T下降，隨著溫度的降低，鋼材的強度提高，而塑性和韌性降低，逐漸變脆，稱為鋼材的低溫冷脆。鋼材的沖擊韌性對溫度的降低十分敏感。

沖擊韌性和溫度關(guān)系示意圖脆性破壞兩種破壞均有塑性破壞轉(zhuǎn)變溫度區(qū)沖擊斷裂功試驗溫度T1T0T2（1）沖擊功曲線的反彎點T0稱為臨界溫度。界限溫度T1和T2分別為脆性轉(zhuǎn)變溫度和全塑性轉(zhuǎn)變溫度。（2）鋼材由塑性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈云茐氖窃跍囟葏^(qū)間T1

～T2內(nèi)完成的，此溫度區(qū)間稱為鋼材的脆性轉(zhuǎn)變溫度區(qū)。（3）在脆性轉(zhuǎn)變溫度T1以下，鋼材表現(xiàn)為完全的脆性破壞；而在全塑性轉(zhuǎn)變溫度T2以上，鋼材則表現(xiàn)為完全的塑性破壞。（4）不同牌號和等級的鋼材具有不同的轉(zhuǎn)變溫度區(qū)和轉(zhuǎn)變溫度，均應(yīng)通過試驗來確定。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為了防止脆性破壞，選用鋼材時應(yīng)使其工作溫度大于T1,接近T0。

用作鋼結(jié)構(gòu)的鋼材有鋼板、鋼帶、型鋼（工字鋼、槽鋼、角鋼）、鋼管和鋼鑄件等。鋼帶工字鋼鋼板槽鋼及角鋼鋼管H型鋼H型鋼C型鋼Z型鋼蜂窩梁鋼樓承板彩色壓型鋼板自然通風(fēng)器預(yù)埋錨栓輕鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作一般在工廠進行，包括放樣、號料、切割下料、邊緣加工、彎卷成型、折邊、矯正和防腐與涂飾等工藝過程。箱型柱吊車梁鋼管柱鋼桁架格構(gòu)式管柱鋼材的進場驗收

⑴質(zhì)量證明文件：鋼材進場應(yīng)有隨貨同行的質(zhì)量合格證明文件，進口鋼材應(yīng)有國家商檢部門的復(fù)驗報告；

⑵外觀檢查：鋼材端邊或斷口處不應(yīng)有分層、夾渣等缺陷;鋼材表面有銹蝕、麻點或劃痕等缺陷時，其深度不得大于該鋼材厚度允許偏差值的1/2，且銹蝕等級應(yīng)在C級及C級以上。

⑶允許偏差抽查：鋼板抽查厚度，型鋼抽查規(guī)格尺寸，每一品種、規(guī)格各抽查5處。

⑷抽樣復(fù)驗：國外進口鋼材、鋼材混批、板厚≥40mm且有Z向性能要求的厚板、結(jié)構(gòu)安全等級為一級大跨度結(jié)構(gòu)中主要受力構(gòu)件采用的鋼材、設(shè)計有復(fù)驗要求的鋼材、對質(zhì)量有疑義的鋼材應(yīng)進行抽樣復(fù)驗。鋼材的規(guī)格（1）熱軋鋼板a）

分為厚鋼板、薄鋼板和扁鋼。b）

表示方法：在符號“-”后加“寬度×厚度×長度”

c）

供應(yīng)規(guī)格（單位：mm）

厚度寬度長度厚鋼板4.5-60600-30004000-12000薄鋼板0.35-4500-1500500-4000扁鋼4-6012-2003000-9000熱軋鋼板、鋼帶熱軋型鋼（焊接）冷彎薄壁型鋼冷軋鋼板、鋼帶（2）熱軋型鋼角鋼工字鋼槽鋼H型鋼T型鋼鋼管等邊角鋼不等邊角鋼角鋼分類型號或表示方法最小規(guī)格最大規(guī)格長度等邊角鋼L邊長×厚度L20×3L200×244000～19000不等邊角鋼L長邊×短邊×厚度L25×16×3L200×125×18角鋼規(guī)格工字鋼分類型號或表示方法單位cm最小規(guī)格最大規(guī)格長度（m）普通工字鋼I高度I10I635～19輕型工字鋼QI高度QI10QI70工字鋼規(guī)格槽鋼規(guī)格工字鋼分類型號或表示方法單位cm最小規(guī)格最大規(guī)格長度（m）普通槽鋼[高度[5[405～19輕型槽鋼Q[高度Q[5Q[40H型鋼規(guī)格H型鋼分類型號或表示方法單位mm最小規(guī)格最大規(guī)格長度（m）寬翼緣H型鋼HW高×寬×腹板厚×翼緣厚HW100×100×6×8HW400×400×13×216～15中翼緣H型鋼HM高×寬×腹板厚×翼緣厚HM150×100×6×9HW600×300×12×20窄翼緣H型鋼HN高×寬×腹板厚×翼緣厚HN100×50×5×7HN700×300×13×24高頻焊接H型鋼H高×寬×腹板厚×翼緣厚H100×50×3×3H350×175×4.5×66～12T型鋼規(guī)格t

鋼管規(guī)格H型鋼分類型號或表示方法單位mm最小規(guī)格最大規(guī)格長度（m）寬翼緣T型鋼TW高×寬TW50×100HW200×4006～15中翼緣T型鋼TM高×寬TM74×100HW300×300窄翼緣T型鋼TN高×寬TN50×50HN350×200鋼管分類型號或表示方法單位mm最小規(guī)格最大規(guī)格長度（m）熱軋無縫鋼管

直徑×壁厚

32×2.5

351×163～12電焊鋼管（直焊縫、螺旋焊縫）

直徑×壁厚

32×2

152×5.5結(jié)構(gòu)用鋼管有無縫鋼管和焊接鋼管兩大類。結(jié)構(gòu)用無縫鋼管分為熱軋無縫鋼管和冷拔無縫鋼管兩種。熱軋無縫鋼管的直徑為32～630mm，壁厚為2.5～75mm，所用的鋼材牌號主要有10號鋼、20號鋼、35號鋼、45號鋼和Q345鋼。建筑鋼結(jié)構(gòu)使用的熱軋無縫鋼管以20號鋼（相當于Q235鋼）和Q345鋼為主，其管徑一般在180mm以上，長度通常為3～12m。冷拔無縫鋼管只限于小直徑鋼管。焊接鋼管由鋼帶卷焊而成，根據(jù)管徑的大小分為直縫焊鋼管和螺旋焊鋼管。在建筑鋼結(jié)構(gòu)中主要以直縫焊鋼管為主。另外，對于一些大口徑的鋼管還可采用壓制和卷制成形的加工方式。（3）冷彎薄壁型鋼和壓型鋼板冷彎薄壁型鋼（壁厚1.5-6mm）和壓型鋼板（壁厚0.4-1.6mm），截面形式和尺寸均可按受力特點合理設(shè)計，能充分利用鋼材的強度，達到節(jié)約鋼材的目的。在國內(nèi)外輕鋼建筑結(jié)構(gòu)中被廣泛應(yīng)用。冷彎薄壁型鋼壓型鋼板鋼筋桁架樓承板圖螺栓球節(jié)點網(wǎng)架球節(jié)點分為螺栓球節(jié)點和焊接空心球節(jié)點兩類。

①螺栓球節(jié)點。螺栓球節(jié)點包括螺栓球、高強螺栓、封板、錐頭、套筒、銷子等，如圖所示。螺栓球一般采用45號鋼，封板或錐頭的材料應(yīng)與連接鋼管的材料相同，套筒材料一般采用Q235、Q345或45號鋼，銷子一般采用40Cr。應(yīng)用于建筑鋼結(jié)構(gòu)的其他鋼材制品②焊接空心球節(jié)點。焊接空心球分為不加肋焊接空心球和加肋焊接空心球兩種，如圖2-5所示。焊接空心球材料應(yīng)與連接鋼管材料相同，一般采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼等。

花紋鋼板是用碳素結(jié)構(gòu)鋼、船體用結(jié)構(gòu)鋼、耐候結(jié)構(gòu)鋼熱軋而成的具有菱形、扁豆形或圓豆形花紋形狀的制品?；y鋼板的基本厚度有2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm、5.0mm、5.5mm、6.0mm、7.0mm、8.0mm十種；寬度為600～1800mm，以50mm為模數(shù)；長度為2000～12000mm，以100mm為模數(shù)。花紋鋼板的力學(xué)性能不作保證，以熱軋狀態(tài)交貨，其表面質(zhì)量分普通精度和較高精度兩級。鋼格柵板

鋼格柵板是由縱條、橫條和四周的包邊及擋邊板構(gòu)成的網(wǎng)格狀制品。其中，縱條采用扁鋼，是主要的承力構(gòu)件；橫條采用扭紋方鋼，壓焊在縱條（扁鋼）上。鋼格柵板適用于工業(yè)平臺、地板、天橋、棧道的鋪板、樓梯踏板、內(nèi)蓋板及柵欄等。鋼材的選擇

選擇鋼材的原則：

安全可靠，滿足使用要求，經(jīng)濟合理。為了保證承重結(jié)構(gòu)的承載能力，防止出現(xiàn)脆性破壞，在選擇鋼材時應(yīng)具體考慮以下因素：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性、荷載特征、連接方式、工作環(huán)境、結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)、鋼材的厚度。

考慮結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)重要性重要一般次要荷載特征動載靜載工作環(huán)境工作溫度環(huán)境介質(zhì)低溫常溫腐蝕性一般連接方式焊接非焊接應(yīng)力狀態(tài)拉力壓力鋼材厚度厚板薄板

鋼材選擇的一般建議1）承重結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼，其質(zhì)量應(yīng)分別符合國家標準《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700和《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591的規(guī)定。當采用其他牌號的鋼材時，應(yīng)符合相應(yīng)有關(guān)標準的規(guī)定和要求。2）承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有抗拉強度、伸長率、屈服強度和硫、磷含量的合格保證，對焊接結(jié)構(gòu)尚具有含碳量的合格保證。

3）對于需要驗算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)和非焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)具有沖擊韌性的合格保證。4）重要的受拉或受彎的焊接構(gòu)件中，厚度大于等于16mm的鋼材應(yīng)具有常溫沖擊韌性合格的保證。5）

當焊接結(jié)構(gòu)為防止鋼材的層狀撕裂而采用Z向鋼時，其材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《厚度方向性能鋼板》GB/T5313的規(guī)定。6）

對于外露環(huán)境，且對大氣腐蝕有特殊要求的或在腐蝕性氣態(tài)和固態(tài)介質(zhì)作用下的承重結(jié)構(gòu)，宜采用耐候鋼，其質(zhì)量要求應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《焊接耐候鋼》GB/T4172的規(guī)定。其他選材原則②焊接承重鋼結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用Q235A鋼。（1）當選用Q235A、Q235B級鋼時，還應(yīng)遵守以下規(guī)定。①Q(mào)235A、Q235B級鋼宜優(yōu)先選用鎮(zhèn)靜鋼（Q235AZ、Q235BZ）。

（2）下列各類鋼結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用Q235A、Q235B級的沸騰鋼（Q235AF或Q235BF）。①直接承受動力荷載，并需驗算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)。②直接承受動力荷載，不需驗算疲勞但工作溫度低于-20℃的焊接結(jié)構(gòu)。③直接承受動力荷載，不需驗算疲勞但工作溫度低于-30℃的非焊接結(jié)構(gòu)。④工作溫度低于-20℃的受彎、受拉的重要焊接結(jié)構(gòu)，以及工作溫度低于-30℃的所有承重焊接結(jié)構(gòu)。（3）有特殊使用條件或要求的鋼結(jié)構(gòu)選材補充規(guī)定。

a.鋼材的強屈比不應(yīng)小于1.2。

b.鋼材應(yīng)有明顯的屈服臺階，且伸長率應(yīng)大于20％。

c.鋼材應(yīng)具有良好的可焊性及合格的沖擊韌性。①按抗震設(shè)防設(shè)計計算的承重鋼結(jié)構(gòu)，其鋼材材性應(yīng)符合以下要求。②高烈度（8度及8度以上）抗震設(shè)防地區(qū)的主要承重鋼結(jié)構(gòu)和高層、大跨度等建筑的主要承重鋼結(jié)構(gòu)所用的鋼材宜參照直接承受動力荷載的鋼結(jié)構(gòu)鋼材選用。

當為設(shè)計安全等級為一級的工業(yè)與民用建筑鋼結(jié)構(gòu)和抗震設(shè)防類別為甲級的建筑鋼結(jié)構(gòu)時，其主要承重結(jié)構(gòu)（框架、大梁、主桁架等）鋼材的質(zhì)量等級不宜低于C級，必要時還可要求碳當量的附加保證。

③對于重要承重鋼結(jié)構(gòu)（高層或多層鋼結(jié)構(gòu)框架等）的焊接節(jié)點，當截面板件厚度t≥40mm，并承受沿板厚方向的拉力（撕裂作用）時，該部位或構(gòu)件的鋼材應(yīng)按《厚度方向性能鋼板》（GB5313—2010）的規(guī)定（分Z15、Z25和Z35三個級別），附加板Z向斷面收縮率的保證，一般可選用Z15或Z25。④高層鋼結(jié)構(gòu)或大跨度鋼結(jié)構(gòu)等的主要承重焊接構(gòu)件，其板材應(yīng)選用符合《建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》（GB/T19879—2005）規(guī)定的Q235GJ[1]鋼或Q345GJ鋼，當所用板材厚度t≥40mm且有抗撕裂Z

向性能要求時，該部位鋼材應(yīng)選用《建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》（GB/T19879—2005）中保證Z

向性能的Q235GJZ鋼或Q345GJZ鋼。此外，還應(yīng)在設(shè)計文件中注明所選鋼材的牌號、等級、Z

向性能等級（Z15、Z25、Z35）及碳當量要求。[1]GB19879-2005建筑結(jié)構(gòu)用鋼板

鋼結(jié)構(gòu)材料

連接材料(焊接材料)焊接材料：焊接時用于焊接連接的消耗材料統(tǒng)稱為焊接材料。主要包括焊條、焊絲、焊劑、保護氣體、釬料、釬劑等。焊接工藝焊接材料氣焊氣焊熔劑（焊粉）焊條電弧焊電焊條（普通焊條、專用焊條、自動盤狀焊條）氣體保護焊焊絲（實芯、藥芯）、保護氣（活性、惰性、混合氣體）埋弧焊、電渣焊焊絲、帶極、焊劑（熔煉焊劑、非熔煉焊劑）釬焊釬料、釬劑堆焊焊條、焊絲、帶極、焊劑熱噴涂絲極、帶極、合金粉末（打底面粉末、工作面粉末）其他保護氣體、襯墊、焊接材料不同焊接工藝條件下采用的焊接材料埋弧焊絲

CO2氣體保護焊絲

低合金鋼氬弧焊絲藥芯焊絲熔煉焊劑燒結(jié)焊劑氧氣

氬氣二氧化碳氮氣

混合氣

乙炔氣

氦氣

焊割氣釬料、釬劑一、焊條的組成和作用焊條——涂有藥皮供弧焊用的熔化電極稱為電焊條，簡稱焊條。通常焊條引弧端有倒角，藥皮被除去一部分，露出焊芯端頭，有的焊條引弧端涂有引弧劑，使引弧更容易。在靠近夾持端的藥皮上印有焊條牌號。

藥皮重量系數(shù):kb＝1％～2％為薄皮焊條

kb＝30％～50％為厚皮焊條焊條由焊芯和藥皮

(涂層)組成。夾持端藥皮焊芯引弧端L焊條一、焊條的組成和作用（一）焊芯

焊芯——焊條中被藥皮包覆的金屬芯稱焊芯。焊芯作用：1）電極；2）填充金屬按國家標準焊芯用的鋼絲分為三類：1）碳素結(jié)構(gòu)鋼

2）低合金結(jié)構(gòu)鋼

3）不銹鋼焊條種類

所用焊芯低碳鋼焊條

低合金高強鋼焊條

低合金耐熱鋼焊條

不銹鋼焊條

堆焊用焊條

鑄鐵焊條

有色金屬焊條

低碳鋼焊芯(H08A等)

低碳鋼或低合金鋼焊芯

低碳鋼或低合金鋼焊芯

不銹鋼或低碳鋼焊芯

低碳鋼或合金鋼焊芯

低碳鋼、鑄鐵、非鐵合金焊芯

有色金屬焊芯各類焊接條所用的焊芯

焊芯規(guī)格：焊條的規(guī)格都以焊芯的直徑來表示，直徑越大，長度也相應(yīng)長些（二）藥皮

藥皮——涂敷在焊芯表面的有效成分稱為藥皮，也稱涂層1、藥皮的作用（焊條藥皮是礦石粉末、鐵合金粉、有機物和化工制品等原料按一定比例配制后壓涂在焊芯表面上的一層涂料）1)機械保護

產(chǎn)生氣體和熔渣，隔絕空氣，防止熔滴和熔池金屬與空氣接觸； 凝固的渣殼覆蓋在焊縫表面，可防止高溫的焊縫金屬被氧化和氮化； 可減慢焊縫金屬的冷卻速度。2)冶金處理

去除有害元素。進行脫氧、去硫、去磷、去氫等焊接冶金反應(yīng)；增添有用元素。藥皮中含有的合金元素過渡到熔池中，可改善焊縫金屬的性能。3)改善焊接工藝性能

使電弧易引燃，燃燒穩(wěn)定，飛濺小，焊縫成形美觀，易脫渣，適宜全位置焊等。2、藥皮的組成

按原材料來源分四類：礦物類、鐵合金及金屬粉、有機物和化工產(chǎn)品根據(jù)藥皮組成物在焊接過程中所起的作用可將其分為如下七類：名稱作用常用原料穩(wěn)弧劑含低電離位的物質(zhì)，提高電弧的穩(wěn)定性碳酸鉀、大理石、水玻璃、長石、金紅石造渣劑形成熔渣，保護熔滴及熔池鈦鐵礦、金紅石、大理石、石英砂、云母造氣劑產(chǎn)生氣體，隔離空氣，保護焊接區(qū)有機物（如淀粉、木粉等）和碳酸鹽（如大理石、菱苦土和白云石等）脫氧劑降低藥皮和熔渣氧化性，脫除金屬中的氧錳鐵、硅鐵、鈦鐵、鋁粉合金劑補償損失的元素，獲得必要的成分鐵合金或金屬粉，如錳鐵、硅鐵、鉬鐵、鈦鐵等粘結(jié)劑把藥皮涂敷到焊芯上，并具有一定強度鈉水玻璃、鉀-鈉水玻璃成形劑使藥皮具有一定的塑性、彈性及流動性、便于焊條的壓制，使表面光滑不開裂白泥、云母、鈦白粉、糊精藥皮組成物及其作用藥皮原料的作用見表：A表示主要作用，B表示輔助作用。選擇原料時，注意其主要作用，兼顧次要作用，同時還要考慮是否有氧化、增氫、增硫、增磷等作用。二、焊條的分類（一）按用途分類 我國現(xiàn)行的焊條分類方法，主要是根據(jù)焊條國家標準和原機械工業(yè)部編制的《焊接材料產(chǎn)品樣本》。焊條型號按國家標準分為8類，焊條牌號按用途分為10類種類（10）用途結(jié)構(gòu)鋼焊條鉬及鉻鉬耐熱鋼焊條不銹鋼焊條堆焊焊條低溫鋼焊條鑄鐵焊條鎳及鎳合金焊條銅及銅合金焊條鋁及鋁合金焊條特殊用途焊條主要用于焊接低碳鋼和低合金高強鋼主要用于焊接珠光體耐熱鋼和馬氏體耐熱鋼主要用于焊接不銹鋼和熱強鋼，分鉻不銹鋼焊條和鉻鎳不銹鋼焊條兩類主要用于堆焊，以獲得具有熱硬性、耐磨性及耐蝕性的堆焊層主要用于在低溫下工作的結(jié)構(gòu)，其熔敷金屬具有不同的低溫工作性能主要用于焊補鑄鐵構(gòu)件主要用于焊接鎳及鎳合金，也可用于異種金屬的焊接及堆焊主要用于焊接銅及銅合金，其中包括純銅焊條和青銅焊條兩類主要用于焊接鋁及鋁合金例如用于水下焊接等特殊工作的需要焊條按用途分類

二、焊條的分類（二）按熔渣的堿度分類分為兩大類：1、酸性焊條藥皮中含有較多的酸性氧化物。如FeO、SiO2、TiO2等。工藝性好，焊縫成型美觀，波紋細密。熔渣的氧化性強。交、直流兩用。典型的如：J422（E4303）2、堿性焊條藥皮中含有較多的堿性氧化物。如大理石(CaCO3)、螢石(CaF2)。焊接時產(chǎn)生CO2和HF、降低了焊縫含氫量，所以又稱低氫焊條。焊縫塑性、韌性較高，工藝性及成形不如酸性焊條。典型的如：J507（E5015）二、焊條的分類酸性焊條堿性焊條(1)藥皮組分氧化性強(2)對水、銹產(chǎn)生氣孔的敏感性不大，焊條使用前經(jīng)150℃~200℃烘干1h。若不受潮，可不烘干(3)電弧穩(wěn)定，可用交流或直流施焊(4)焊接電流較大(5)可長弧操作(6)合金元素過渡效果差(7)焊縫成形較好，除氧化鐵型外，熔深較淺(8)熔渣結(jié)構(gòu)呈玻璃狀(9)脫渣較方便(10)焊縫常、低溫沖擊性能一般(11)除氧化鐵型外，抗裂性能較差(12)焊縫中含氫量高，易產(chǎn)生白點，影響塑性(13)焊接時煙塵少(1)藥皮組分還原性強(2)對水、銹產(chǎn)生氣孔的敏感性大，要求焊條使用前經(jīng)300℃~400℃烘干1h~2h(3)藥皮中含有氟化物，惡化電弧穩(wěn)定性，須用直流施焊。只有當藥皮中加穩(wěn)弧劑后，方可交直流兩用(4)焊接電流較小，較同規(guī)格的酸性焊條小10％左右(5)須短弧操作，否則易引起氣孔及增加飛濺(6)合金元素過渡效果好(7)焊縫成形尚好，容易堆高，熔深較深(8)熔渣結(jié)構(gòu)呈巖石結(jié)晶狀(9)坡口內(nèi)第一層脫渣較困難，以后各層脫渣較容易(10)焊縫常、低溫沖擊性能較高(11)抗裂性能好(12)焊縫中擴散氫含量低(13)焊接時煙塵多，且煙塵中含有害物質(zhì)較多酸性焊條與堿性焊條工藝性能比較二、焊條的分類（三）按藥皮的主要成分分類藥皮類型藥皮主要成分焊接電源鈦型鈦鈣型鈦鐵礦型氧化鐵型高纖維素鈉型高纖維素鉀型低氫鈉型低氫鉀型鐵粉低氫型石墨型鹽基型氧化鈦≥35%氧化鈦30%以上，碳酸鹽20%以下鈦鐵礦≥30%多量氧化鐵及較多的錳鐵脫氧劑有機物15%以上，氧化鈦30%左右有機物15%以上，氧化鈦30%左右鈣、鎂的碳酸鹽和螢石鈣、鎂的碳酸鹽和螢石鈣、鎂的碳酸鹽、螢石和鐵粉多量石墨氯化物和氟化物直流或交流直流或交流直流或交流直流或交流直流直流或交流直流直流或交流直流或交流直流或交流直流焊條藥皮類型分類

由于藥皮配方組成不同，致使各種藥皮類型焊條的熔渣特性、焊接工藝性能以及焊縫金屬力學(xué)性能有很大差別。即使是同一類型藥皮，但不同牌號的焊條也因為藥皮成分和配比不同，焊條的工藝性能等也會出現(xiàn)明顯的差別二、焊條的分類三按藥皮的主要成分分類三、焊條的型號和牌號

焊條用型號（8）及牌號（10）來反映它的主要性能特點及類別

焊條型號——是以國家標準為依據(jù)，反映焊條主要特性的一種表示方法。

型號包括以下含義：焊條類別、焊條特點(如熔敷金屬抗拉強度、使用溫度、焊芯金屬類型、焊芯化學(xué)成分組成類型等)、藥皮類型、焊接電源種類等。不同類型焊條的型號表示方法也不同。

焊條牌號——是對焊條產(chǎn)品的具體命名，由焊條的生產(chǎn)廠家制定。從1986年起，我國焊條生產(chǎn)行業(yè)開始采用國內(nèi)焊條統(tǒng)一牌號。

凡屬于同一類藥皮類型、符合相同類型焊條型號、性能相似的產(chǎn)品統(tǒng)一命名為一個牌號。每種焊條產(chǎn)品只有一個牌號，而多種牌號的焊條，可以同時對應(yīng)一種型號三、焊條的型號和牌號焊條用型號和牌號對照表焊條型號焊條牌號序號焊條分類代號國家標準代號焊條分類（按用途分類）代號漢字（字母）12碳鋼焊條低合金鋼焊條EEGB/T5117—1995GB/T5118—1995123結(jié)構(gòu)鋼焊條鉬及鉻鉬耐熱鋼焊條低溫鋼焊條結(jié)（J）熱（R）溫（W）3不銹鋼焊條EGB/T983—19954⑴鉻不銹鋼焊條⑵鉻鎳不銹鋼焊條鉻（G）奧（A）45678堆焊焊條鑄鐵焊條鎳及鎳合金焊條銅及銅合金焊條鋁及鋁合金焊條－EDEZENiTCuTAl－GB/T984—2001GB10044—1988GB/T13814—1992GB3670—1995GB/T3669—20015678910堆焊焊條鑄鐵焊條鎳及鎳合金焊條銅及銅合金焊條鋁及鋁合金焊條特殊用途焊條堆（D）鑄（Z）鎳（Ni）銅（T）鋁（L）特（TS）焊條型號按國家標準分為8類焊條牌號依據(jù)原機械工業(yè)部編制的《焊接材料產(chǎn)品樣本》，按用途分為10類1、焊條的型號以碳鋼焊條為例：根據(jù)GB/T5117-1995《碳鋼焊條》標準規(guī)定，焊條型號根據(jù)熔敷金屬的力學(xué)性能、藥皮類型、焊接位置和焊接電流種類劃分。碳鋼焊條型號編制方法為：首字母“E”表示焊條（Electrode）；前二位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強度的最小值，單位為kgf/mm2（1kgf/mm2=9.81MPa）；第三位數(shù)字表示焊條的焊接位置，“0”及“1”表示焊條適用于全位置焊（即可平、立、仰、橫焊），“2”表示焊條適用于平焊及平角焊，“4”表示焊條適用于向下立焊；第三位和第四位數(shù)字組合時表示焊接電流種類及藥皮類型；第四位數(shù)字后附加字母表示特殊規(guī)定的焊條。如“R”表示耐吸潮焊條；附加“M”表示耐吸潮和力學(xué)性能有特殊規(guī)定的焊條；附加“-1”表示沖擊性能有特殊規(guī)定的焊條。三、焊條的型號和牌號例E4315

表示焊條藥皮為低氫鈉型，并可采用直流反接焊接 表示焊條適用于全位置焊接 表示熔敷金屬抗拉強度的最小值420MPa

表示焊條2、焊條的牌號

焊條牌號是根據(jù)焊條的主要用途及性能特點對焊條產(chǎn)品的具體命名。根據(jù)我國《焊接材料產(chǎn)品樣本》中提供的牌號，焊條牌號共分十大類（其中結(jié)構(gòu)鋼焊條，則包括碳鋼焊條和部分低合金鋼焊條），焊條牌號編制方法如下：牌號最前面的字母表示焊條各大類，見下表A-1（下頁）；第一、第二位數(shù)字表示各大類焊條中的若干小類，例如對于結(jié)構(gòu)鋼焊條則表示焊縫金屬的不同強度級別；第三位數(shù)字表示焊條藥皮類型和焊接電源種類，其含義見表

A-2（下頁）

；結(jié)構(gòu)鋼焊條有特殊性能和用途要求的，則在牌號后面加注起主要作用的元素符號或代表主要性能或用途的代號。三、焊條的型號和牌號例J507

表示藥皮為低氫鈉型，直流焊接 表示焊縫金屬抗拉強度不低于490MPa（50kgf/mm2） 表示結(jié)構(gòu)鋼焊條

表A-1焊條牌號大類的劃分序號按焊條用途分類代號漢字（字母）12345678910結(jié)構(gòu)鋼焊條鉬及鉻鉬耐熱鋼焊條低溫鋼焊條不銹鋼焊條1）鉻不銹鋼焊條2）鉻鎳不銹鋼焊條堆焊焊條鑄鐵焊條鎳及鎳合金焊條銅及銅合金焊條鋁及鋁合金焊條特殊用途焊條結(jié)（J）熱（R）溫（W）鉻（G）奧（A）堆（D）鑄（Z）鎳（Ni）銅（T）鋁（L）特殊（TS）焊條牌號藥皮類型焊接電源種類□××0□××1□××2□××3□××4□××5□××6□××7□××8□××9未作規(guī)定氧化鈦鈣型鈦鈣型鈦鐵礦型氧化鐵型纖維素型低氫鉀型低氫鈉型石墨型鹽基型未作規(guī)定交流或直流交流或直流交流或直流交流或直流交流或直流交流或直流直流交流或直流直流表A-2焊條牌號中第三位數(shù)字的含義四、焊條的工藝性能

焊條的工藝性能——是指焊條在整個焊接過程中所表現(xiàn)的各種特性。

焊條的工藝性能包括：穩(wěn)弧性、焊縫成形、各種位置焊的適應(yīng)性、飛濺、脫氧性、焊條熔化速度、藥皮發(fā)紅程度、焊接發(fā)塵量等。 焊條的工藝性能是衡量焊條質(zhì)量的重要指標之一。

評定標準：按國標JB/T8423－1996《電焊條焊接工藝性能評定方法》四、焊條的工藝性能1、電弧穩(wěn)定性電弧穩(wěn)定性——指電弧容易引燃，并且保持穩(wěn)定燃燒（不產(chǎn)生斷弧、漂移和磁偏吹等）的程度。藥皮中加入低電離電位的物質(zhì)可提高電弧穩(wěn)定性。

某些元素的電離勢元素：KNaBaCaTiMnFeSiCHOFCO2電離勢：4.325.125.166.086.817.407.837.9411.2213.5313.5618.614.3堿性焊條：低氫型，如J507，電弧穩(wěn)定性不好原因：藥皮中含螢石較多CaF2，氟電離勢高，與電子親和力大，奪取電弧中的電子，形成負離子，惡化電弧的穩(wěn)定性。J506加入了低電離勢物質(zhì)，K、Na則可用交、直流。但K、Na與F的親和力大，KF、NaF有毒。酸性焊條：SiO2、TiO2、CaO、云母、長石中含K2O、Na2O等，穩(wěn)弧性好。四、焊條的工藝性能判定穩(wěn)弧性：①測最大的燃燒電弧長度LmaxLmax↑，穩(wěn)↑；斷弧長度越大，穩(wěn)弧性越好。②示波器觀察電流、電弧電壓波形的變化情況焊條試板

焊條斷弧長度測定裝置

控制低氫型焊條穩(wěn)弧性方法：a)采用鉀水玻璃或在藥皮中加入K2CO3

（應(yīng)<1.5，粘結(jié)性不如鈉水玻璃）。b)添加10～20%純鐵粉和少量Al-Mg合金粉，提高電弧溫度。c)用MgF2代CaF2不僅提高穩(wěn)弧性，還可改善焊縫成型和脫渣。d)加入少量CsCO3(0.1～1.0%)。銫電離勢比K小，還可加石墨0.5～3.0%，熔點低，套筒長。四、焊條的工藝性能2、焊縫成形成形良好——是指表面光滑，波紋細密美觀、焊縫幾何形狀及尺寸正確。成形不僅影響美觀，更重要的是影響力學(xué)性能。焊接操作和熔渣的性能（熔點、粘度、密度、表面張力）影響焊縫成形。影響因素：黏度過高，表面成型不良，易產(chǎn)生氣孔、夾雜；黏度過低，對焊縫敷蓋不均勻，保護作用差。表面張力小，復(fù)蓋性好，但不能過??；表面張力太大，熔渣易成球型，復(fù)蓋性不好3、各種位置焊接的適應(yīng)性全位置焊接適應(yīng)性——所有焊條都能進行平焊，但對于橫焊、立焊、仰焊，有些焊條就不適應(yīng)了，故它們的全位置焊接性能不好。原因：①重力作用下焊條熔滴不易向熔池過渡;②熔池金屬和熔渣向下流淌 解決方法:1）適當增加電弧吹力。調(diào)整藥皮熔點和厚度，使焊條端部產(chǎn)生適當長度的套筒，藥皮中加入一定數(shù)量造氣劑。2）調(diào)整熔渣的熔點、黏度、表面張力等。以利于熔滴過渡到熔池，阻止金屬和熔渣下流，使高溫熔渣盡快凝固。四、焊條的工藝性能平焊橫焊立焊仰焊4、飛濺飛濺——焊接過程中由熔滴或熔池中飛出的金屬顆粒稱為飛濺。危害：飛濺太多會影響焊接過程中穩(wěn)定性，增加金屬的損失等。四、焊條的工藝性能T1T2焊芯藥皮焊條偏心示意圖

影響因素：電源類型：交流＞直流焊條類型：堿性＞酸性焊條質(zhì)量：偏心率大、含水多，飛濺大電流電壓：焊接電流及電弧長度增加，飛濺增加熔滴過渡形式：短路過度＞細顆粒過渡電弧穩(wěn)定性：穩(wěn)定性差，飛濺率大5、脫渣性脫渣性——是指焊后從焊縫表面清除渣殼的難易程度。危害：脫渣性會顯著影響生產(chǎn)率，在多層焊時脫渣性不好還會造成焊縫中夾渣。影響因素：1）熔渣的線膨脹系數(shù)與焊縫金屬的線膨脹系數(shù)差別越大，脫渣性越好。2）熔渣的氧化性熔渣的的氧化性越強，脫渣性越差。3）熔渣的松脆性熔渣越松脆越容易清除。

四、焊條的工藝性能6、焊條的熔化速度

焊條熔化速度——是焊條施焊時單位時間內(nèi)熔化焊芯的質(zhì)量和長度。

αH=αP(1-ψ)

αH為焊條熔敷系數(shù)；αp為焊條熔化系數(shù)；ψ為損失系數(shù)影響因素：

1）藥皮的組成及厚度、

2）電弧電壓、焊接電流及極性

3）焊芯成分及直徑提高方法： 在藥皮中加入較多的鐵粉，不僅可以提高焊條的熔化速度，而且由于藥皮導(dǎo)電、導(dǎo)熱性的提高，允許在焊接時使用較大電流，有助于焊條的熔化速度的提高，工藝性能亦得到改善。四、焊條的工藝性能7、焊條藥皮的發(fā)紅焊條藥皮的發(fā)紅——指焊條在使用到后半段時，由于藥皮溫升過高而發(fā)紅、開裂或藥皮脫落的現(xiàn)象。危害：使藥皮失去了保護作用和冶金作用，影響焊接質(zhì)量，浪費焊接材料。不銹鋼焊條由于焊芯為鎳鉻鋼芯，電阻大，產(chǎn)生電阻熱多，藥皮發(fā)紅尤為突出。解決方法：

1）提高電弧能量來提高焊條熔化系數(shù)，縮短熔化時間

2）調(diào)整藥皮配方，改善熔滴過渡形態(tài)（使熔滴由短路過渡為主變成以細顆粒過渡為主），提高焊條熔化系數(shù)，縮短熔化時間，減少電阻熱，以降低焊條的表面溫升。四、焊條的工藝性能8、焊接煙塵焊接煙塵——在電弧高溫作用下，焊條端部、熔滴和熔池表面的液體金屬及熔渣被激烈蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸氣排出電弧區(qū)外迅速被氧化或冷卻，變成細小顆粒漂浮于空氣中而形成焊接煙塵。危害：1）細微的蒸發(fā)錳產(chǎn)生的毒性，稱為錳中毒。

2）氟中毒。在焊接過程中會有HF氣體析出,這種毒氣作用較快,亦有人認為,不僅HF，而且NaF、KF更易使人中毒致病。

我國在現(xiàn)行的國家標準GB448—1999《焊接與切割安全》中規(guī)定：錳及其化合物≤0.2mg／m3；氟化氫及其它氟化物≤1mg／m3

；其它粉塵≤10mg／m3

。改善方法：1）

減小發(fā)塵量

2）

減小塵中致毒物質(zhì)數(shù)量具體措施：1）減少藥皮中螢石的含量

2）減小水玻璃

3）減少電弧的過熱程度四、焊條的工藝性能一、焊劑的分類焊劑—焊劑是焊接時能夠熔化形成熔渣和氣體，對熔化金屬起保護和冶金作用的一種顆粒狀物質(zhì)。焊劑有許多分類方法，如：1）按制造方法分類2）按用途分類3）按化學(xué)成分類4）按化學(xué)性質(zhì)分類5）按顆粒結(jié)構(gòu)分類分類方法如圖所示焊劑一、焊劑的分類1、按用途分1）按焊劑的使用用途分類

可分為埋弧焊焊劑、電渣焊焊劑、堆焊焊劑。2）按所焊材料的種類分類

可分為低碳鋼用焊劑、低合金鋼用焊劑、不銹鋼用焊劑、鎳及鎳合金用焊劑、鈦及鈦合金用焊劑等。3）按焊接工藝特點分類

a.單道焊或多道焊焊劑，僅適用于單面單道焊、雙面單道焊；

b.高速焊焊劑，用于焊接速度大于60m/h的焊接場合；

c.超低氫焊劑，熔敷金屬中的擴散氫含量小于或等于2ml／100g，有利于消除焊接延遲裂紋；

d.抗銹焊劑，對鐵銹不敏感，有良好的抗氣孔性能；

e.高韌性焊劑，焊縫金屬的韌性高，適用于焊接低溫下工作的壓力容器；

f.單面焊雙面成形焊劑，使焊縫背面根部成形滿足需要，主要在造船業(yè)中使用。2、按制造方法分類 分熔煉焊劑和非熔煉焊劑兩大類。（1）熔煉焊劑熔煉焊劑——將一定比例的各種配料放爐內(nèi)熔煉，經(jīng)過水冷?；⒑娓?、篩選而制成的焊劑。制造過程：

1）原料：主要有錳礦、鈦鐵礦、鋁礬土、硅砂、鎂砂、螢石、石灰石等礦物原料以及冰晶石、硼砂等化工原料；

2）熔煉設(shè)備可用火焰爐或電爐等，熔煉溫度一般在1300℃以上；

3）將熔化的焊劑倒入溫度低于20℃的水中，使其形成顆粒狀（稱為濕法）或利用壓縮空氣將熔化的焊劑吹成小顆粒（稱為干法）；經(jīng)濕法?；暮竸?yīng)烘干，烘干溫度250~300℃，烘干后水分質(zhì)量分數(shù)不應(yīng)超過0.1%。優(yōu)點：化學(xué)成分均勻，可以獲得性能均勻的焊縫。缺點：制造中有高溫熔煉過程，焊劑中不能添加碳酸鹽、脫氧劑和合金劑等。一、焊劑的分類（2）非熔煉焊劑根據(jù)烘焙溫度分為：1）燒結(jié)焊劑——將一定比例的各種粉狀配料加入適量粘結(jié)劑，混合攪拌后經(jīng)高溫（400~1000℃）燒結(jié)成塊，經(jīng)粉碎，篩選而制成。2）粘結(jié)焊劑——將一定比例的各種粉狀配料加入適量的粘結(jié)劑，經(jīng)混合攪拌，?；偷蜏兀?00℃以下）烘干制成。粘結(jié)焊劑又稱低溫?zé)Y(jié)焊劑或陶制焊劑一、焊劑的分類優(yōu)點：非熔煉焊劑制造時沒有高溫熔煉過程，可以在焊劑中加入脫氧劑、合金劑等，克服了熔煉焊劑脫氧不完全、不能大量滲合金等缺點。缺點：由于沒有熔煉過程，焊劑的化學(xué)成分不均，易造成焊縫的成分和性能不均。熔煉焊劑非熔煉焊劑HJ4313、按化學(xué)成分分

1）按氧化物性質(zhì)： 酸性、中性、堿性焊劑。

2）按SiO2含量： 高硅(＞30%)、中硅(10~30%)、低硅(＜10%)焊劑。

3）按MnO含量： 高錳(＞30%)、中錳(15~30%)、低錳(2~15%)、無錳(＜2%)焊劑。

4）按CaF2含量： 高氟(＞30%)、中氟(10~30%)、低氟(＜10%)焊劑。一、焊劑的分類4、按化學(xué)性質(zhì)分類

根據(jù)焊劑氧化性的強弱，可將焊劑分為以下三種類型：1）氧化性焊劑

焊劑對焊縫金屬有較強的氧化作用。有兩種類型的氧化性焊劑：一種是含有大量SiO2、MnO的焊劑；另一種是含有FeO較多的焊劑。2）弱氧化性焊劑

焊劑含SiO2、MnO、FeO等活性氧化物較少焊劑，對焊縫金屬有較弱的氧化作用，焊縫金屬含氧量較低。

3）惰性焊劑（又稱中性焊劑） 焊劑基本不含SiO2、MnO、FeO等氧化物，對焊縫金屬基本沒有氧化作用；焊劑是由Al2O3、CaO、MgO及CaF2等組成。一、焊劑的分類5、按焊劑的主要成分與特性分類

分類方法直觀性強，易于分辨焊劑的主要成分與特性。我國的燒結(jié)焊劑采用這種分類方法。下表列出了按主要成分與特點對焊劑的分類，是國際焊接學(xué)會推薦的焊劑分類方法。一、焊劑的分類二、焊劑的型號和牌號1、焊劑的型號

目前我國有關(guān)焊劑型號的國家標準主要有:GB/T5293—1999《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》焊劑的型號是根據(jù)焊絲-焊劑組合的熔敷金屬力學(xué)性能、熱處理狀態(tài)來劃分GB/T12470—1990《低合金鋼埋弧焊用焊劑》焊劑的型號是根據(jù)熔敷金屬力學(xué)性能和焊劑渣系來劃分GB/T17854—1999《埋弧焊用不銹鋼焊絲和焊劑》焊劑的型號是根據(jù)焊絲-焊劑組合的熔敷金屬化學(xué)成分、力學(xué)性能進行劃分二、焊劑的型號和牌號GB/T5293—1999《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》中規(guī)定的型號編制方法為：如：Fx1x2x3-Hxxx1）字母“F”表示焊劑，“F”是英文Flux的首字母。2）第一位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強度的最小值，見表2-15。3）第二位字母表示試件的熱處理狀態(tài)，“A”表示焊態(tài)，“P”表示焊后熱處理狀態(tài)。4）第三位數(shù)字表示熔敷金屬沖擊吸收功不小于27J時的最低試驗溫度，見表2-16。5）“-”后面表示焊絲的牌號，應(yīng)符合GB1300《焊接用鋼絲》的規(guī)定。

例: F4A2–H08A

表示焊絲牌號 表示熔敷金屬沖擊吸收功不小于27J時試驗溫度為-20℃

表示為焊態(tài) 表示熔敷金屬抗拉強度的最小值為415MPa

表示焊劑表2-15焊劑型號第一位數(shù)字代號X1的含意表2-16焊劑型號第

三位數(shù)字代號X3含意焊劑型號第

四位數(shù)字代號X4含意舉例：F5121-H08MnMoA低合金鋼埋弧焊用焊劑采用H08MnMoA焊絲，試樣經(jīng)焊后熱處理后，熔敷金屬抗拉強度為480-650MPa，屈服強度不低于380MPa，伸長率不低于22.0％，在-20℃時沖擊吸收功不小于27J，焊劑渣系為氟堿型。2、牌號（1）熔煉焊劑根據(jù)《焊接材料產(chǎn)品樣本》的劃分，熔煉焊劑的牌號由字母“HJ”和3位數(shù)字組成，編制方法為：1）牌號前兩個字母“HJ”表示埋弧焊和電渣焊用熔煉焊劑。2）牌號的第一位數(shù)字表示焊劑中MnO的含量，見表2-17。3）牌號的第二位數(shù)字表示焊劑中SiO2、CaF2的含量，見表2-18。4）牌號的第三位數(shù)字表示同一類型焊劑的不同牌號，按0、1、…、9順序編排。5）對于同一牌號焊劑生產(chǎn)兩種粒度時，在細顆粒焊劑牌號后面加“×”區(qū)分。二、焊劑的型號和牌號

例：HJ431×

表示焊劑粒度為60~14目 表示牌號編號為1

表示焊劑為高硅低氟型 表示焊劑為高錳型 表示埋弧焊及電渣焊用熔煉焊劑熔煉焊劑牌號中數(shù)字的含意常用熔煉焊劑的牌號及化學(xué)成分二、焊劑的型號和牌號（2）燒結(jié)焊劑 根據(jù)《焊接材料產(chǎn)品樣本》的劃分，燒結(jié)焊劑的牌號由字母“SJ”和3位數(shù)字組成，編制方法為：1）牌號前兩個字母“SJ”表示埋弧焊用燒結(jié)焊劑。2）牌號的第一位數(shù)字表示焊劑熔渣的渣系類型，見表2-19。3）牌號的第二、第三位數(shù)字表示同一渣系類型焊劑的不同牌號，按01、02、…、09順序編排。二、焊劑的型號和牌號例：SJ501

表示牌號編號為01

表示焊劑熔渣渣系為鋁鈦型 表示埋弧焊用燒結(jié)焊劑三、對焊劑的基本要求1、焊劑應(yīng)具有良好的冶金性能 焊劑配以適當?shù)暮附z及選用合理的焊接工藝參數(shù)，焊縫金屬應(yīng)能得到適宜的化學(xué)成分和良好的力學(xué)性能，以及較強的抗氣孔、抗裂紋的能力。2、焊劑應(yīng)具有良好的焊接工藝性能

在規(guī)定的焊接工藝參數(shù)下施焊，應(yīng)保證焊接過程中電弧燃燒穩(wěn)定，熔渣具有適宜的熔點、黏度和表面張力。焊縫表面成形良好，脫渣容易。3、焊劑顆粒度應(yīng)符合要求

焊劑的顆粒度一般分為兩種： 一是普通顆粒度的焊劑，粒度為40~8目； 二是細顆粒度的焊劑，粒度為60~14目。 小于規(guī)定粒度的細粒不得大于5%，大于規(guī)定粒度的粗粒不得大于2%。4、焊劑應(yīng)具有較低的含水量和良好的抗潮性

出廠焊劑中水的質(zhì)量分數(shù)不得大于0.20%； 焊劑在溫度25℃，相對濕度70%的環(huán)境條件下，放置24h，吸潮率不應(yīng)大于0.15%。5、焊劑中含有較少的機械夾雜物

焊劑中的夾雜物如碳粒、鐵屑、原料顆粒及其他雜物等，其質(zhì)量分數(shù)不應(yīng)大于0.30%。6、焊劑應(yīng)有較低的硫、磷含量

焊劑中含硫量不得大于0.060%；含磷量不得大于0.080%。只有滿足技術(shù)要求，符合國標的焊劑，才能在焊劑包裝和使用說明書上標出“符合GB×××—××××F×××—H×××”的字樣。三、對焊劑的基本要求四、焊劑的性能和用途一、焊絲的分類焊絲——是焊接時作為填充金屬或同時用來導(dǎo)電的金屬絲。 它是埋弧焊、電渣焊、氣體保護焊與氣焊的主要焊接材料。由于氣體保護焊在能耗與生產(chǎn)率兩方面都明顯優(yōu)于焊條電弧焊，近年來在很多方面取代了焊條電弧焊。焊絲的分類1、按制造方法和焊絲的形狀分類

可分為實芯焊絲和藥芯焊絲兩大類。2、按其適用的焊接方法分類

可分為埋弧焊焊絲、氣保護焊焊絲、電渣焊焊絲、堆焊焊絲和氣焊焊絲等。3、按被焊金屬材料的性質(zhì)分類

可分為碳鋼焊絲、低合金鋼焊絲、不銹鋼焊絲、鎳基合金焊絲、鑄鐵焊絲和特殊合金焊絲等。焊絲二、焊絲的型號和牌號1、焊絲的型號1）實芯焊絲型號的劃分和編制方法 氣體保護焊用碳鋼、低合金鋼焊絲根據(jù)GB/T8110—2008《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》的規(guī)定，該類焊絲是按熔敷金屬的強度級別和化學(xué)成分類型命名的。 焊絲型號的表示方法為：ER××-× a）字母“ER”表示焊絲

b）ER后面的兩位數(shù)字表示熔敷金屬的最低抗拉強度

c）短劃“-”后面的字母或數(shù)字表示焊絲化學(xué)成分分類代號。如還附加其他化學(xué)成分時，直接用元素符號表示，并以短劃“-”與前面的數(shù)字分開。

例：ER55-B2-Mn

表示焊絲中含有錳元素 表示焊絲化學(xué)成分分類代號 表示熔敷金屬抗拉強度≥550MPa

表示焊絲例：E501T-1ML

表示熔敷金屬V形缺口沖擊吸收功在－40℃下不小于27J

表示保護氣體為：Ar75%~80%+CO225%~20%

表示焊絲類別特點：外加保護氣、直流、焊絲接正極 表示藥芯焊絲 表示焊接位置為全位置 表示熔敷金屬抗拉強度不小于480MPa

表示焊絲2）藥芯焊絲型號的劃分和編制方法

根據(jù)GB／T10045—2002《碳鋼藥芯焊絲》的規(guī)定：藥芯焊絲的型號是根據(jù)其熔敷金屬的力學(xué)性能或化學(xué)成分、焊接位置和焊絲類型特點（保護類型、電流種類、渣系特點等）等進行劃分。碳鋼藥芯焊絲型號的編制方法示例如下：

a)字母“E”表示焊絲；“T”表示藥芯焊絲；

b)“E”后面的2位數(shù)字表示熔敷金屬的力學(xué)性能；

c)第3位數(shù)字表示推薦的焊接位置，其中“0”表示平焊和橫焊位置，“1”表示全位置；

d)短劃后面的數(shù)字表示焊絲的類別及特點；

e)字母“M”表示保護氣體（體積分數(shù)）為Ar75%~80%+CO225%~20%，當無字母“M”時，表示保護氣體為CO2或自保護類型；

f)字母“L”表示熔敷金屬的沖擊性能在－40℃時，其V形缺口沖擊吸收功不小于27J，無“L”時，表示焊絲熔敷金屬的沖擊性能符合一般要求。二、焊絲的型號和牌號2、牌號1）實芯焊絲牌號的劃分和編制方法

焊絲牌號是對焊絲產(chǎn)品的具體命名，它可以由生產(chǎn)廠制定，也可由行業(yè)組織統(tǒng)一命名（即行業(yè)統(tǒng)一牌號）。但都必須按照國家標準要求，在產(chǎn)品說明和產(chǎn)品包裝上注明產(chǎn)品“符合”或“相當”的型號。不加注者則認為是不符合國標的產(chǎn)品。焊絲牌號編制方法為：

a）首字母“H”表示焊絲。

b）字母“H”后的一位或兩位數(shù)字表示含碳量。

c）化學(xué)元素符號及其后面的數(shù)字表示該元素的百分含量數(shù)值。合金元素含量小于等于1%時，該元素化學(xué)符號后面的數(shù)字1省略。

d）在結(jié)構(gòu)鋼焊絲牌號尾部標有“A”或“E”時，“A”表示為優(yōu)質(zhì)品，說明該焊絲的硫、磷含量比普通焊絲低；“E”表示為高級優(yōu)質(zhì)品，其硫、磷含量更低。二、焊絲的型號和牌號

例：H08Mn2SiA

表示優(yōu)質(zhì)，S、P≤0.030%

表示Si≤1%

表示Mn≈2%

表示C≈0.08%

表示焊絲2）藥芯焊絲牌號的劃分和編制方法 藥芯焊絲的牌號是商品代號，按《焊接材料產(chǎn)品樣本》一書中提供的藥芯焊絲牌號的編制方法為：

a）首字母“Y”表示為藥芯焊絲。

b）第二個字母及其后的三位數(shù)字與焊條牌號的編制方法相同。

c）當藥芯焊絲有特殊性能和用途時，則在數(shù)字后面加注起主要作用的元素或主要用途的字母（一般不超過2個）。

d）牌號短劃“-”后面的數(shù)字表示焊接時采用的保護方法。如氣保護、自保護、兩用、其他保護形式。二、焊絲的型號和牌號

例：YJ501Ni-1

表示氣保護 表示添加元素Ni

表示金紅石型渣系、交直流兩用 表示熔敷金屬抗拉強度≥490MPa

表示焊接結(jié)構(gòu)鋼用 表示藥芯焊絲三、實芯焊絲實芯焊絲的分類及特點如下：1、埋弧焊和電渣焊用焊絲

埋弧焊和電渣焊時焊絲和焊劑配合使用，焊絲作為填充金屬，焊劑起保護和冶金作用，二者共同參與焊接過程中的冶金反應(yīng)，焊縫的成分和性能有由焊絲和焊劑共同決定。 根據(jù)被焊材料不同，埋弧焊焊絲又分為低碳鋼焊絲、低合金鋼焊絲、Cr-Mo耐熱鋼焊絲、低溫鋼焊絲、不銹鋼焊絲、表面堆焊焊絲等。2、氣保護焊用焊絲

氣保護焊時，焊絲作為填充金屬，同時向焊縫中添加合金元素。 根據(jù)焊接方法不同，氣保護焊用焊絲分為TIG焊接用焊絲、MIG焊接用焊絲、MAG焊接用焊絲