技术 | 钢结构常用焊条对比与选择

1 前言

钢结构设计、管理、焊接相关人员熟悉并常用的、具有药皮的手工电弧焊焊条国家标准《碳钢焊条》GB/T 5117-1995和《低合金钢焊条》GB/T5118-1995已于2013年3月1日作废，取而代之的是修订后的国家标准《非合金钢及细晶粒钢焊条》GB/T 5117-2012和《热强钢焊条》GB/T 5118-2012. 

与上述旧国家标准相比，新国家标准对焊条的分类和型号编排、名称、型号数量、力学性能、化学成分以及代号等技术要求均作了较大的调整和修改。笔者试着从一个使用者的角度对焊接由Q235, Q345, Q390和Q420组成的钢结构之新、旧国家标准中常用焊条和修改内容作一个简单的对比与介绍，并提出几点注意事项，供钢结构设计、管理、焊接相关人员参考和借鉴。

2 新、旧国家标准中常用焊条的异同

2.1 新、旧国家标准中部分常用焊条的熔敷金属力学性能见表1。

2.2 新、旧国家标准中部分常用焊条的熔敷金属化学成分见表2。

3 钢结构常用焊条的选择

3.1 钢结构常用焊条推荐选用表

焊接由Q235, Q345, Q390和Q420组成的钢结构时，新国家标准《非合金钢及细晶粒钢焊条》GB/T 5117-2012中的焊条类型完全能够满足设计和施工的需求。为此，笔者建议正常情况下应选用该标准中的焊条;当然，特殊情况下(如代换、利用库存等)亦可选用《热强钢焊条》GB/T5118-2012中的焊条。由于上述国家标准中的焊条型号繁多，用于钢结构焊接的焊条仅仅是其中的很少一部分，故笔者在此推荐选用其中的很少一部分典型焊条，详见表3。

3.2 注意事项

3.2.1 既然现在必须执行新国家标准，笔者建议，首先不能再写已经被新国家标准删除的焊条;其次应准确书写型号已经被新国家标准修改的焊条;再者应正确书写新国家标准名称和标准号，注意不要想当然地混用国家标准名称和代号。

3.2.2 根据经济合理、安全适用、熔敷金属抗拉强度和屈服强度略高于基本金属的原则，焊接由Q345组成的钢结构，一般可采用E50系列的“碳钢”焊条。当然，这里并不排除采用“碳钼钢”或“镍钢”等低合金钢焊条。

3.2.3 在国家标准中，焊条“E43XX" , "E50XX" ,"E50XX-XX"、"E55XX-XX”等中的数字均指最小“抗拉强度”;钢材“Q235" , "Q345" , "Q390"、"Q420”和钢筋“HPB300”、"HRBF335”、"HRBF400”、"HRBF500”等中的数字均指“屈服强度”，请读者注意其区别，不要混为一谈。

3.2.4 在新国家标准《非合金钢及细晶粒钢焊条》GB/T 5117-2012中，对焊条的熔敷金属化学成分做出了明确规定，但在旧国家标准《碳钢焊条》GB/T5117-1995中，并没有对所有焊条的熔敷金属所含碳、锰和硅等含量做出明确规定。请读者注意这一点，因为它对钢材匹配焊条很有帮助。

3.2.5 在新国家标准《非合金钢及细晶粒钢焊条》GB/T 5117-2012和《热强钢焊条》GB/T 5118-2012中均有“碳翔钢焊条”，但它们的化学成分和力学性能是有差别的，提醒读者特别注意!

3.2.6 以前在图纸说明中，将焊接Q345简写成‘采用E50型焊条”，并没有指明是采用“E50型碳钢焊条”还是采用“E50型低合金钢焊条”，笔者认为将选择权交给施工单位的做法不能说不可行。    

但是，笔者认为将说明写成“选用《低合金钢焊条》GB/T 5118-1995中的E50XX型焊条”却有点画蛇添足了!因为该“E50XX型焊条”应该在《碳钢焊条》GB/T 5117-1995之中，而不在《低合金钢焊条》GB/T 5118-1995之中。笔者臆测写说明人认为用的钢材Q345是低合金高强度结构钢，理所当然地应该选用低合金钢焊条，殊不知忽视了焊条代号写法的严密性。诚然，我们有的图纸是长期这样表达设计意图的，也未出现问题。这可能是因为该写法虽然不太严密，却不会产生问题。这是因为"E50型碳钢焊条”或“E50型低合金钢焊条”均可焊接Q345。    

在执行新国家标准《非合金钢及细晶粒焊条》GB/T 5117-2012的过程中，如果并不希望用“E50型碳钢焊条”焊接Q345，仍然笼统写成选用“E50XX型”焊条，似乎有点表达不清或者说概念有点模糊了。因为在该新国家标准中，"E50型”焊条指的范围较广，包括“碳钢”、“碳钼钢”、“镍钢”、“耐候钢”和“其他”儿个系列牌号的焊条。"E50XX型”则仅仅指“碳钢”焊条。

故笔者建议在图纸说明中，焊接Q345时，如果不希望用“E50XX型的碳钢焊条”，可写成“选用《非合金钢及细晶粒钢焊条》(GB/T 5117-2012)中的E50XX-XX型”焊条;特殊情况时也可写成“选用《热强钢焊条》(GB/T 5118-2012)中的“E50XX-XXX"。

3.2.7 新国家标准《热强钢焊条》(GB/T 5118-2012)中删除了“冲击试验要求”这一内容。请读者特别注意!这一点与旧国家标准《低合金钢焊条》GB/T5118-1995有较大区别。建议焊接由Q345, Q390或Q420组成的钢结构且有抗疲劳要求时，如果没有特殊规定或协议，建议不要选用“热强钢焊条”!

3.2.8 选择焊条，除考虑强度等级外，还应根据被焊件的结构形状、板件厚度、荷载性质和钢材抗裂性能等选择不同类型的药皮。通常，结构要求塑性好、冲击韧性高、低温性能好时，应选择碱性药皮焊条;结构受力不复杂、母材质量较好时，应尽量选择较经济的其他类型药皮焊条。

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