焊接工藝對(duì)不銹鋼焊接變形的影響及對(duì)策分析

周燕陽(yáng)　周丕勇

摘? 要：在技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展的背景下，大眾更重視技術(shù)管理和工程質(zhì)量，為了提升技術(shù)效能，加強(qiáng)技術(shù)管理是非常有必要的，在實(shí)際的工作過(guò)程中，加強(qiáng)焊接工藝保證和維護(hù)是非常有必要的，其能有效避免因?yàn)榧夹g(shù)不過(guò)關(guān)產(chǎn)生的設(shè)備損壞問(wèn)題，并能有效維護(hù)設(shè)備本身的安全穩(wěn)固。但是在焊接過(guò)程中，因?yàn)榧夹g(shù)的不同和操作人員的規(guī)范性不同，往往會(huì)出現(xiàn)一定的焊接缺陷，以不銹鋼焊接為例，不銹鋼靈活輕便，但是焊接導(dǎo)致的變形問(wèn)題也是非常嚴(yán)重的，因此在實(shí)際的施工操作過(guò)程中加強(qiáng)技術(shù)管理，降低焊接對(duì)不銹鋼變形產(chǎn)生影響，能最大程度上規(guī)避經(jīng)濟(jì)損失及社會(huì)損失。為了提升焊接工作技術(shù)和質(zhì)量，對(duì)此進(jìn)行研究分析是非常有必要的。

關(guān)鍵詞：焊接工藝;不銹鋼焊接變形;影響;對(duì)策分析

中圖分類號(hào)：TG457.11? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）23-0115-02

Abstract： In the context of technological progress and development， the public pays more attention to technical management and engineering quality. In order to improve technical efficiency， it is necessary to strengthen technical management. In the actual working process， it is essential to strengthen welding process assurance and maintenance， which can effectively avoid equipment damage caused by technical failure and maintain the safety and stability of the equipment itself. But in the welding process， because the technology is different and the operator's standardization is different， there are often certain welding defects. To take stainless steel welding as an example， stainless steel is flexible and portable， but the deformation problem caused by welding is also very serious. Therefore， in the actual construction operation process， strengthening technical management and reducing the impact of welding on stainless steel deformation can avoid economic and social losses to the greatest extent. In order to improve the welding technology and quality， it is necessary to study and analyze it.

Keywords： welding process; stainless steel welding deformation; influence; countermeasure analysis

1 焊接工藝

焊接是一種用高溫和高壓的方式實(shí)現(xiàn)金屬接合，并將熱塑材料將介質(zhì)之間結(jié)合的工藝，其原理就是通過(guò)加壓或者加熱，并輔以填充材料讓工件之間緊密結(jié)合。其技術(shù)原理較為簡(jiǎn)單，但是實(shí)際的操作中，因?yàn)椴煌暮附咏橘|(zhì)和焊接要求，其還是有比較大的區(qū)分。在此列舉了幾種比較常見(jiàn)日常使用也比較方便的焊接工藝，主要的焊接類型及優(yōu)缺點(diǎn)比較。不銹鋼焊接基本方式有兩種，第一種是傳統(tǒng)的焊條電弧焊接，第二種是氣體保護(hù)焊接。

焊接工藝按照焊接途徑區(qū)分，可以分為熔焊、釬焊和壓焊，在技術(shù)的進(jìn)步下，也有電子束、超聲波焊接等方式，對(duì)環(huán)境的要求也越來(lái)越低，多環(huán)境均可操作。同時(shí)，基于焊接可能給操作人員帶來(lái)身體上的損傷，因此在實(shí)際的操作過(guò)程中需要佩戴防護(hù)措施。

主要焊接類型有以下幾種：（1）熔焊，這種方法是加熱待連接的工件使其局部熔化，此步驟形成的狀態(tài)叫熔池。當(dāng)熔池冷卻并凝固后再被連接起來(lái)。如有必要可加注輔助下材料。優(yōu)點(diǎn)是方便焊接，焊接的速度快。缺點(diǎn)是少部分金屬不適用這種方法。適用范圍：大部分主要金屬、不銹鋼焊接。（2）壓焊，是焊接的過(guò)程中，給焊接施加一定的壓力，讓金屬材料和部分金屬材料之間融合。優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性高，缺點(diǎn)是不易操作，主要適用于需要穩(wěn)固支撐性的焊接。（3）釬焊，是采用一種特殊的金屬材料作為釬焊料充實(shí)接頭的縫隙金屬表面被潤(rùn)濕凝固后兩者即可融合在一起。優(yōu)點(diǎn)是焊件的應(yīng)力變形比較小，對(duì)焊件的性能沒(méi)有太大影響，缺點(diǎn)是需要做好前期準(zhǔn)備，適用于不銹鋼、高溫合金、異種金屬等。（4）電阻焊，是以電阻熱為能源，在一定電極壓力作用下將兩者表面接觸并熔化。優(yōu)點(diǎn)是適用于大范圍生產(chǎn)，缺點(diǎn)是需要一直施加壓力，適用于各類鋼材和不銹鋼。（5）氣體保護(hù)焊，是通過(guò)在焊絲和工件之間的燃燒電弧，在不同的位置進(jìn)行焊接。優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性高，靈活性強(qiáng)，缺點(diǎn)是成本較高，適用于不銹鋼、高溫合金、異種金屬等。

2 不銹鋼焊接變形的成因

不銹鋼變形是一種非常常見(jiàn)的不銹鋼焊接缺陷，這種方式可能造成應(yīng)力集中且使用壽命縮短，甚至?xí)驗(yàn)楹附庸芫€的變化對(duì)焊接本身產(chǎn)生影響，而對(duì)于出現(xiàn)缺陷和缺陷超標(biāo)的產(chǎn)品，根據(jù)行業(yè)規(guī)定需要重新焊補(bǔ)，所以說(shuō)，在實(shí)際的操作過(guò)程中需要盡量避免這種問(wèn)題。

2.1 焊接尺寸不符合要求

2.1.1 現(xiàn)象分析

在實(shí)際的焊接過(guò)程中，焊接縫隙的余高很大，并且焊接的寬度和錯(cuò)變量很大或者焊后的變形量不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，除了會(huì)影響焊接的美觀性，最直觀的影響是可造成質(zhì)量問(wèn)題。第一，因?yàn)楹附訉挾炔煌斐傻膯?wèn)題：影響產(chǎn)品的美觀性，也可能造成焊縫和母材之間的強(qiáng)度不夠;第二，因?yàn)楹缚p余高很大產(chǎn)生的問(wèn)題，應(yīng)力集中，如果焊縫的強(qiáng)度比母材更高，那么就得不到應(yīng)有的接頭強(qiáng)度;第三，因?yàn)楹附渝e(cuò)邊產(chǎn)生的問(wèn)題，傳導(dǎo)力扭曲，會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力過(guò)于集中，不銹鋼鋼材的強(qiáng)度會(huì)下降。

2.1.2 原因分析

造成這樣問(wèn)題的原因是，第一，不銹鋼焊接管口的坡角角度不合理;第二，焊接鈍邊縫隙不夠均勻;第三，焊接工藝參數(shù)選擇不夠合理;第四，焊接工人操作的規(guī)范性有待加強(qiáng)。

2.2 焊接咬邊貼合程度不高

2.2.1 現(xiàn)象分析

在實(shí)際的焊接操作過(guò)程中，可能在焊趾的母材部位燒熔，從而形成一個(gè)不平整的凹槽，這種情況叫做咬邊，咬邊貼合程度不高產(chǎn)生的最大問(wèn)題就是焊接接頭的強(qiáng)度不高，因?yàn)閼?yīng)力很集中也容易產(chǎn)生焊接的裂縫。

2.2.2 原因分析

產(chǎn)生這種問(wèn)題的原因主要是：第一，在焊接的過(guò)程中錯(cuò)誤選擇電流，導(dǎo)致電流過(guò)高;第二，電弧過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致焊接不充分;第三，焊條的角度放置不合理，產(chǎn)生焊接偏差;第四，操作工人在運(yùn)條的時(shí)候沒(méi)有選擇合適的方法。

2.2.3 焊接沒(méi)有焊透

（1）現(xiàn)象分析。在電焊的時(shí)候，焊接接口的根部沒(méi)有完全焊接完整，沒(méi)有焊透的位置應(yīng)力集中，也非常容易產(chǎn)生部件開(kāi)裂的問(wèn)題。（2）原因分析。產(chǎn)生這種問(wèn)題的原因是：第一，不銹鋼焊接管口的坡角角度不合理;第二，沒(méi)有做好焊接鈍邊處理;第三，焊接工藝的參數(shù)沒(méi)有選擇得當(dāng);第四，焊接的過(guò)程中錯(cuò)誤選擇電流;第五，焊接工人的錯(cuò)誤操作。

3 降低焊接工藝對(duì)不銹鋼焊接變形影響的對(duì)策分析

焊接工藝對(duì)不銹鋼焊接制品質(zhì)量產(chǎn)生的消極影響是很難估量的，不僅會(huì)對(duì)焊接不銹鋼部件的自身承重產(chǎn)生影響，更重要的是對(duì)焊接部件自身來(lái)說(shuō)，其自身的美觀性也是會(huì)受到一定影響的。而為了降低這種影響就要合理選擇焊接技術(shù)，比較常用的技術(shù)有以下三種。

3.1 左右交替焊接

3.1.1 焊接前的準(zhǔn)備

焊接前需要準(zhǔn)備焊條，規(guī)格為E5015（J507），φ3.2，若采用二氧化碳焊接則使用實(shí)心焊絲。在作業(yè)之前需要將焊條放置在一定溫度的烘焙箱中一個(gè)小時(shí)，一小時(shí)后拿出冷卻，如果存在焊條加熱以后使用不及時(shí)的問(wèn)題，需要及時(shí)放在保溫箱中保溫。焊接之前做好異物清理，將焊接接口周圍50毫米單位內(nèi)的雜物和鐵銹進(jìn)行清理。如果是露天作業(yè)需要檢查風(fēng)向。

3.1.2 焊接過(guò)程

焊接工藝：以立焊為例，第一，打底階段，打底采用焊條電弧焊的方法焊接，采用3.2毫米的焊絲直徑，輸入電壓和電流分別為：20～50V、110～130A。第二，填充階段：采用CO2焊，焊絲直徑為1.2毫米，輸入電壓和電流分別為：15～25V、120～180A。二氧化碳的氣體保護(hù)量為1/min。

3.1.3 焊接注意

這種方法基本和跳焊法相同，但是焊接的距離加長(zhǎng)，非常適合長(zhǎng)度較大的焊接接縫和薄板焊接。左右交替焊接比較適用于中大型的不銹鋼構(gòu)件，并且對(duì)市面上絕大多數(shù)的焊接模式都比較使用，一般情況下是采用氣焊、立焊和橫焊等方式焊接，多采用電弧焊打底和填充。

3.2 對(duì)稱焊接

對(duì)稱焊接比一般的焊接方法更難，但是如果能保證焊接質(zhì)量就能消除焊接變形等焊接缺陷、鋁合金熔點(diǎn)低，易熔化的特點(diǎn)導(dǎo)致其很容易被焊接，但不銹鋼也具有比熱和熔化潛熱大的特征，導(dǎo)致實(shí)際的導(dǎo)熱系數(shù)很大，并產(chǎn)生一定的局部加熱困難。因此在焊接時(shí)，必須使用高能量密度和高功率的焊接設(shè)備，使其具有較大的熱源。

由于不銹鋼熔池容易吸收氣體，大量氣體在高溫下融入，但在焊接冷卻和凝固過(guò)程中再去處理就為時(shí)已晚，尤其是因?yàn)檫@些氣體在焊縫中聚集能形成氣孔。對(duì)稱焊接時(shí)，兩側(cè)有施加惰性氣體，能達(dá)到有效保護(hù)熔池的目的，減少空氣進(jìn)入對(duì)熔池產(chǎn)生的影響，熔池兩側(cè)電弧對(duì)熔池具有一定的混合作用，也更有利于氣體的析出，對(duì)稱焊接一般可以避免在焊接的預(yù)熱過(guò)程;不銹鋼材料在高溫下強(qiáng)度降低和塑性降低，進(jìn)而產(chǎn)生坍塌問(wèn)題。對(duì)稱焊接兩側(cè)電弧的推動(dòng)力可避免出現(xiàn)以上問(wèn)題，讓焊縫的前、后兩面良好成型。但是這種焊接方式最大的問(wèn)題就是對(duì)稱焊接對(duì)焊接工藝和焊接面的清潔有嚴(yán)格的要求，如果不能保證此問(wèn)題那么就很難避免焊接失誤，這需要焊工在焊接前和焊接過(guò)程中密切配合，根據(jù)焊接對(duì)象的不同靈活分析。

3.3 分段焊接

分段焊接比較適用于大型和超大型的焊接，一般需要多人配合或者一個(gè)小組合作，在實(shí)際的焊接過(guò)程中需要做好協(xié)同施工，并避免焊接不協(xié)調(diào)產(chǎn)生的負(fù)面影響。焊接的基本要求為：第一，焊接之前做好技術(shù)管理，并做好鋼板預(yù)先矯正和清潔加工，在實(shí)際焊接之前去除表面的水分和油污;第二，焊接的起始端應(yīng)該安裝一個(gè)護(hù)板，焊接之前做好預(yù)熱，焊接之后注意保溫和參數(shù)記錄。在下雨天等惡劣天氣應(yīng)該做好有效的焊接保護(hù)。

4 對(duì)提升不銹鋼焊接質(zhì)量降低焊接缺陷的思考

焊接過(guò)程中對(duì)不銹鋼產(chǎn)生的影響是兩面的，一方面其能實(shí)現(xiàn)兩塊或者多塊的不銹鋼鋼板的銜接，并實(shí)現(xiàn)一定的工程目的，但是如果操作不得當(dāng)，也會(huì)產(chǎn)生一定的施工風(fēng)險(xiǎn)和施工阻力，不銹鋼焊接變形是非常常見(jiàn)的一種，其對(duì)不銹鋼產(chǎn)品本身的影響是負(fù)面的，其不利于構(gòu)件的穩(wěn)固性，因此在實(shí)際的焊接工作過(guò)程中需要盡量規(guī)避這種影響。

在實(shí)際的焊接工作過(guò)程中，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)，因?yàn)楹附淤|(zhì)量不高導(dǎo)致的設(shè)備問(wèn)題頻頻出現(xiàn)，在一定程度上會(huì)影響工程設(shè)備本身的質(zhì)量。但是焊接缺陷會(huì)直接影響焊接質(zhì)量，必須不斷糾正才能對(duì)施工質(zhì)量本身做好糾正。因此這對(duì)我們焊接工作的一線員工來(lái)說(shuō)壓力更大，要不斷更新自身的知識(shí)素養(yǎng)，并做好自身的技術(shù)更新，在不斷的實(shí)踐摸索中提升自身的焊接工作能力，才能保證工作的有效進(jìn)行。

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