论钢结构窄间隙焊接技术

    摘要：本文从介绍和分析窄间隙焊接技术入手，结合建筑钢结构行业的实际，阐明了我
国建筑钢结构应用窄间隙焊接技术的基本思路，明确提出了窄坡口焊接技术新观点，指明
了技术路线的方向，制定了应用技术研究的新课题。

 

　　关键词：窄间隙焊；焊接接头；窄坡口焊；技术

 

　　根据有关文献和研究结果，与传统焊接技术相比，窄间隙焊有很多优越性：

①焊缝的

横截面积大幅度减少；

②热压缩塑性变形量大幅度减少且沿板厚方向更趋均匀化；③较小

的焊接线能量提高了焊接接头的冲击韧性；

④焊接效率很高。可以说：窄间隙焊是一种高质

量、高效率的焊接技术，尤其是焊接接头有较高的力学性能、较低的残余应力和残余变形以
及很高的焊接效率，从而决定了该项技术在钢结构焊接领域的地位，特别是在厚板焊接工
程中具有十分强烈的吸引力。

 

　　然而，在建筑钢结构焊接工程中，真正意义上的窄间隙焊接技术没有得到应有的推广
应用，说明了该项技术有它固有的局限性。因此，应当正视窄间隙焊接技术中有的问题十分
棘手，从根本上看还没有产生技术飞跃进步，推广应用尚不尽如人意。

 

　　１

 窄间隙焊的技术关键 

　　实现高质量、高效率、高可靠性的窄间隙焊并非易事，因为在窄而深的坡口内进行电弧
焊接，传统坡口下的传统焊接工艺难以保证焊接质量，如果不采用多层多道焊技术，焊缝
金

 

　　属的一次结晶极易产生区域偏析，进而产生热裂纹。除此之外，在技术上尚有如下困难：
 
　　

1.1 在窄间隙焊接条件下，若采用传统焊接技术，电弧轴线基本与坡口面（坡口侧壁）

平行，一般情况下连能量密度很低的电弧周边也难以作用到坡口侧璧，更不用说能量密度
最高的电弧中心了，这就导致了侧璧均匀熔合的可靠性差，在线能量低时这种情况尤为突
出，这是窄间隙焊的最大困难。

 

　　

1.2 在窄而深的坡口内进行气体保护焊明弧焊接时，焊接的飞溅对工艺可靠性影响极大。

当飞溅聚集到喷嘴端口和导电嘴出口处，会影响气体的保护效果和送丝稳定性；飞溅若粘
合或焊在侧璧上，将直接导致焊枪运行困难甚至短路。

 

　　

1.3 对工艺参数的稳定和电弧空间作用位置的控制要求极高。因为工艺参数的稳定精度

和电弧作用的位置精度直接影响到层、道间以及与侧璧之间的熔合质量（中、低线能量时尤
为突出）；窄而深的坡口内清渣极为困难，且保护气体的送达和层流状态的保持直接决定
对焊接区的冶金保护，焊枪运行不畅直接影响气体保护。

 

　　世界各国的焊接专家在攻克上述难关的历程中，发明了许许多多的技术方法，现略举
一二：

 

　　

1.3.1 解决侧璧熔合问题：采用麻花焊丝、波浪焊丝；采用双丝分别偏向两侧璧；采用

螺旋送进焊丝；焊丝在坡口内偏摆；交流波形上叠加脉冲；旋转射流等。不难发现传统焊接
设备是不能完成上述技术的基本动作。

 

　　

1.3.2 解决飞溅问题：采用多、细丝埋弧焊（一般为三丝、中等线能量）；采用富氩气全

射流过渡或射流／短路混合过渡（用脉冲电流）；采用药芯焊丝电弧焊；采用表面张力过
渡特别技术等。

 

　　

1.3.3 解决工艺过程稳定性控制问题：采用降特性电源或脉冲电源；缩短送丝长度，采

用高稳定性、高推力的送丝机构；采用特殊箱形喷嘴、多重保护（内、外保护）；采用各种光
电式计算机辅助自动跟踪系统等。从上述介绍中可以发现：窄间隙焊并不是单纯的减少焊缝