焊接工藝對(duì)不銹鋼焊接變形的影響分析

威海職業(yè)學(xué)院　林寧

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焊接工藝對(duì)不銹鋼焊接變形的影響分析

威海職業(yè)學(xué)院林寧

摘要：不銹鋼具有良好的抗腐蝕性，而且生產(chǎn)成本比較低，因此被廣泛應(yīng)用到焊接零部件中。由于不銹鋼在焊接過(guò)程中存在焊接構(gòu)件變形等缺點(diǎn)，因此研究焊接工作對(duì)提高不銹鋼焊接質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：焊接；不銹鋼；變形

不銹鋼由于具有很好的耐腐蝕性，其在工業(yè)發(fā)展中占據(jù)重要的地位，被廣泛地應(yīng)用到機(jī)械設(shè)備中，焊接是機(jī)械制造業(yè)的重要加工技術(shù)，我國(guó)焊接技術(shù)的不成熟、焊接設(shè)備不先進(jìn)等因素，導(dǎo)致我國(guó)不銹鋼焊接存在變形的問(wèn)題，而避免或者降低不銹鋼焊接變形的重要舉措就是控制焊接工藝，提高焊接質(zhì)量。

1　不銹鋼焊接變形產(chǎn)生的原因分析

不銹鋼具有很強(qiáng)的抗腐蝕性，而且其制作成本比較低，因此在具有廣闊的市場(chǎng)，但是由于其焊接變形而帶來(lái)的質(zhì)量問(wèn)題也比較突出。焊接變形主要是焊接應(yīng)力引起的，由于不銹鋼在焊接過(guò)程中金屬內(nèi)部受到不均勻的加熱和冷卻進(jìn)而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，而這種內(nèi)應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致不銹鋼焊接兩側(cè)材料出現(xiàn)不同程度的膨脹導(dǎo)致變形。具體就是當(dāng)焊接縫冷卻時(shí)，被塑性壓縮的焊接區(qū)會(huì)趨于縮短，但是兩側(cè)材料限制產(chǎn)生縱向拉應(yīng)力，出現(xiàn)我們常見(jiàn)的變形等現(xiàn)象。根據(jù)實(shí)踐，不銹鋼變形主要包括縱、橫向收縮、彎曲變形以及扭曲變形等等。

2　焊接工藝對(duì)不銹鋼焊接變形影響因素

焊接工藝主要包括焊接電流、焊接參數(shù)、焊接材料以及焊接順序等等，任何一個(gè)因素都會(huì)影響焊接工藝，結(jié)合工作實(shí)踐，影響不銹鋼焊接變形的因素比較多，具體表現(xiàn)在以下方面。

2.1焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接質(zhì)量的影響

焊接工藝參數(shù)就是在焊接過(guò)程中為了保證焊接質(zhì)量而選定的諸物理量的總稱，不銹鋼焊接主要采取鎢極氬弧焊工藝，因此焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接質(zhì)量的影響也是比較大的，以焊接電流種類為例，焊接電流種類直接決定焊接熔深的參數(shù)。直流電源具有電弧穩(wěn)定、飛濺小的特點(diǎn)，而脈沖電流則更加適合高質(zhì)量的焊接過(guò)程，因此如果選擇不合理的電流種類就會(huì)增加不銹鋼焊接變形的可能性。另外焊接過(guò)程中電流的過(guò)大過(guò)小也會(huì)影響焊接質(zhì)量，導(dǎo)致焊接變形，如果焊接接頭的質(zhì)量不高，在焊接過(guò)程中由于接頭過(guò)大，導(dǎo)致不銹鋼受熱不均勻，增加熔寬，導(dǎo)致出現(xiàn)咬邊、燒穿等質(zhì)量問(wèn)題。

2.2焊接順序?qū)Σ讳P鋼焊接質(zhì)量的影響

焊接順序就是按照規(guī)范的焊接步驟操作，不合理的焊接順序?qū)附幼冃蔚挠绊戄^大，其影響主要體現(xiàn)在應(yīng)力上，不合理的焊接順序?qū)Υ蚱平饘偈軣嶂蟮膬?nèi)部結(jié)構(gòu)變化，從而導(dǎo)致出現(xiàn)焊接變形。比如在進(jìn)行較長(zhǎng)焊接縫焊接的時(shí)候，如果采取分段焊接的方式，若不能控制焊接順序就會(huì)導(dǎo)致焊接出現(xiàn)變形。這是因?yàn)楦淖冊(cè)械暮附禹樞驅(qū)е虏讳P鋼周圍材料受力不同，基于熱脹冷縮原理就會(huì)使得原料出現(xiàn)變形。

2.3焊接工裝夾具對(duì)不銹鋼焊接變形的影響

采用工裝夾具是強(qiáng)制約束不銹鋼減小變形的一種方法，此種方法主要應(yīng)用于厚度小于10mm的不銹鋼板件，而對(duì)于大于12mm的板件需要焊接，因此焊接工裝夾具設(shè)計(jì)對(duì)不銹鋼焊接變形的影響也是非常大的：一是焊接定位的工序安排對(duì)焊接質(zhì)量影響大。如果定位裝配過(guò)大就會(huì)導(dǎo)致不銹鋼的重心位置發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致應(yīng)力的變化，導(dǎo)致焊接出現(xiàn)變形；二是工裝構(gòu)件的固定也非常重要，如果在固定過(guò)程中出現(xiàn)固定位置不準(zhǔn)確或者出現(xiàn)細(xì)微的偏差等現(xiàn)象，就會(huì)使焊接出現(xiàn)變形。例如，在對(duì)不銹鋼夾收緊的過(guò)程中出現(xiàn)夾緊力過(guò)大就會(huì)造成構(gòu)件受力不均，從而導(dǎo)致不銹鋼在焊接的過(guò)程中因?yàn)槭艿酵饬Χ霈F(xiàn)變形。

當(dāng)然焊接方法也會(huì)對(duì)焊接變形產(chǎn)生影響，在焊接過(guò)程中往往需要根據(jù)不同的焊接要求選擇相應(yīng)的焊接方法，因此不同的焊接方法也會(huì)對(duì)焊接變形產(chǎn)生影響。比如有些焊接方法可能會(huì)導(dǎo)致不銹鋼焊接變形加劇。

3　控制不銹鋼焊接變形的焊接工藝策略

3.1在焊接前進(jìn)行技術(shù)處理

在焊接前對(duì)不銹鋼焊件進(jìn)行如機(jī)械性的打磨和處理，并使用有機(jī)溶劑清理焊縫，以保持焊縫的清潔，避免有污物和雜質(zhì)等的殘留，從而保證焊接工作的正常進(jìn)行。另外，剛性固定組裝法、預(yù)拉伸等也是通過(guò)在焊接前對(duì)焊件進(jìn)行處理以防止變形的方法。對(duì)不同結(jié)構(gòu)和大小的焊件，所采用的方法也各不相同。比如，預(yù)防變形法是通過(guò)在焊接前根據(jù)焊件的結(jié)構(gòu)和尺寸做出變形預(yù)測(cè)，再經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的計(jì)算與校核，從而針對(duì)可能出現(xiàn)的變形采取有效的措施進(jìn)行預(yù)防。

3.2在焊接過(guò)程中進(jìn)行控制

在焊件進(jìn)行焊接的過(guò)程中，可通過(guò)采取調(diào)整參數(shù)、選取不同的焊接方法等來(lái)進(jìn)行控制，以對(duì)可能出現(xiàn)的變形進(jìn)行預(yù)防。這時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行相應(yīng)的操作，通過(guò)焊接過(guò)程的特點(diǎn)來(lái)選擇相應(yīng)的措施。例如，在焊接過(guò)程中可采取隨焊兩側(cè)加熱、隨焊碾軋等方式來(lái)控制焊接變形問(wèn)題，但同時(shí)這兩種方法也受到使用設(shè)備的限制，因此一般較少采用。另外，在焊接時(shí)的控制也受到操作人員的個(gè)人素質(zhì)的限制，若操作不當(dāng)或未按要求進(jìn)行操作，會(huì)導(dǎo)致更加嚴(yán)重的后果，因此，要加大對(duì)焊接工作人員的專業(yè)培訓(xùn)，提升相關(guān)人員的素質(zhì)。

3.3做好焊后矯正工作

焊接工藝在完成之后，需要及時(shí)對(duì)焊接的產(chǎn)品進(jìn)行必要的技術(shù)矯正，以此保證適應(yīng)產(chǎn)品的質(zhì)量，具體就是針對(duì)某些不銹鋼在焊接過(guò)程中出現(xiàn)的變形問(wèn)題，需要及時(shí)采取區(qū)域加熱的方式降低壓縮性塑性變形的產(chǎn)生，并且對(duì)出現(xiàn)的變形進(jìn)行控制。當(dāng)然在實(shí)踐中我們經(jīng)常用的一種矯正方法是整體加熱法，也就是將不銹鋼進(jìn)行整體加熱之后再進(jìn)行鍛造。總之焊后矯正是控制不銹鋼焊接變形的重要環(huán)節(jié)，由于焊接矯正工藝可能會(huì)對(duì)不銹鋼焊接構(gòu)件的質(zhì)量造成一定的影響，因此我們選擇矯正工藝時(shí)需要謹(jǐn)慎小心。

參考文獻(xiàn)：

［1］邵元金，閆君，楊玉超.焊接工藝對(duì)不銹鋼焊接變形的影響［J］.焊工之友，2015（04）.

［2］成威，廖秋慧.不銹鋼薄板焊接變形影響因素與控制方法［J］.輕工機(jī)械，2015（02）.

［3］王飛翔.焊接工藝對(duì)SUS444鐵素體不銹鋼焊接接頭組織和力學(xué)性能的影響［J］.熱加工工藝，2013（3）.