实芯焊丝在建筑钢结构中的应用及发展方向

姜殿忠 何志涛 张发荣 程登 金欣

精工钢构主要以加工制作高层、超高层、体育场馆及桁架等大型钢结构工程为主，多年的施工制作经验使其在钢结构行业中赢得了良好的信誉和口碑。目前主要加工的工程有北京体育场馆“鸟巢”工程、深圳湾体育中心“春茧”工程，上海世贸中心及广州电视塔“小蛮腰”工程等，如图1~图4所示。

在钢结构加工制作和现场安装过程中， CO2实芯焊丝气体保护焊以其焊接效率高、生产成本低、操作灵活及易于观测熔池等优点而被广泛应用。CO2实芯焊丝焊接主要缺点是焊接飞溅大，这也是困扰焊接行业的一大难题，通常焊接飞溅只能尽量减少而无法完全消除。为了克服CO2实芯焊丝气体保护焊飞溅大、难于控制的特点，结合我公司生产的实际情况，主要通过采用以下方法来降低因焊接飞溅大而带来的生产成本增加。

（1）选用合理的焊接参数能有效减少焊接飞溅 在规范要求内合理选用焊接参数是减少焊接飞溅的方法之一，在焊接过程中尽量选用小电流、小电压进行焊接，能适当减少焊接飞溅。

图1 国家体育馆“鸟巢”

图2 广州电视塔“小蛮腰”

图3 深圳湾体育中心“春茧”

图4 广州东塔

（2）防飞溅剂等新工艺新方法应用于工程实践 最近几年，市场上为了降低人工清理焊接飞溅的生产成本，研发了焊接防飞溅剂。我公司在焊接防飞溅剂的试验和应用中发现了如下特点：使用焊接防飞溅剂焊接后，焊接飞溅易于清除，可以有效降低工人劳动强度，达到节约成本的目的；但是对于有防腐要求的构件，在应用焊接防飞溅剂后，构件防腐涂装的附着力下降，出现油漆脱落或油漆流挂现象，因此，不宜应用于有防腐要求的构件。针对上述特点，我公司要求对于核心筒钢骨柱、梁等不需要做防腐涂装的构件，采用防飞溅剂进行焊接，对于有防腐要求的构件，严禁使用防飞溅剂焊接。

（3）采用新型材料无镀铜实芯焊丝应用于工程焊接 镀铜实芯焊丝如图5所示，首先，镀铜实芯焊丝在加工过程中会形成镀铜液，在焊接应用时会产生大量酸碱雾气体和颗粒粉尘，对环境影响比较大。其次，镀铜实芯焊丝在焊接后的焊缝外观质量差，表现为：焊接后焊缝凸起，颜色偏暗。另外，镀铜实芯焊丝在保存过程中易于生锈。国家倡导节能环保，鼓励新型材料的研发与应用。针对上述问题，目前我公司采用无镀铜实芯焊丝对构件进行焊接，如图6所示。无镀铜实芯焊丝在焊接的过程中减少了焊接飞溅，同时保证了焊缝外观质量，并减少了焊接过程中粉尘气体等对工人身体健康的危害。

图5 镀铜焊丝

图6 无镀铜焊丝

（4）采用CO2+Ar混合气体进行焊接 通常纯CO2气体在焊接时可以保障焊缝的熔深但是电弧不稳定，产生大量的飞溅和较差的焊缝外观；纯Ar焊接电弧稳定，但熔深较小。结合上述两种气体焊接的特点，通过采用80% CO2+20%Ar的混合气体焊接，能够有效减少焊接飞溅，目前被广泛应用于钢结构焊接工程中，如图7所示。

图7 80%CO2+20%Ar实芯焊丝应用于工程焊接

（5）采用目前国内先进的无飞溅快速压缩电弧焊机进行焊接 四川玛瑞焊机型号为DSP—500可以有效减少焊接飞溅，如图8、图9所示。

图8 四川玛瑞无飞溅焊机

图9 玛瑞焊机焊接的试件（未做表面处理）

随着国家节能减排的号召，钢结构工程作为绿色建筑被广泛应用于人们的生产生活中，在钢结构的制作加工过程中，在保证焊缝质量的前提下，实芯焊丝采购成本低廉且应用范围广的特点，所占的比例必将越来越大；同时，无镀铜实芯焊丝等绿色焊材在一定时间范围内将在焊材中占有一席之地，并将引领一场“绿色”焊材革命。

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玛瑞DSP数字化高脉冲逆变MIG焊机主要特点：

玛瑞公司在第一代普通脉冲MIG焊机的基础上研发了第二代高速脉冲MIG焊机，解决了脉冲MIG焊厚、中、薄碳钢板的工艺，同时进一步提升了焊铝及其合金、不锈钢的工艺。

1.适用于高强钢、高合金钢、低合金钢、碳钢、不锈钢、铝及其合金、黄铜、紫铜、镀锌板、钎焊铬镍板等多种金属。

2.几乎无飞溅。

3.高速脉冲使大电流自动形成压缩电弧，熔深更大，坡口可变小，提高生产效率，降低成本。

4.小电流具有冷弧焊工艺。

5.可以替代TIG打底焊，并且速度是氩弧焊的4~5倍。

6.送丝更平稳，弧长控制稳定。

7.双脉冲立向上焊接，速度快，成形美观。