焊接工藝對(duì)不銹鋼焊接變形的影響分析

顧劍霖 張連明

摘要：焊接技術(shù)在機(jī)械加工中比較常用，不銹鋼又是機(jī)械加工中的主要材料，所以不銹鋼焊接技術(shù)在機(jī)械加工中廣泛應(yīng)用。在不銹鋼焊接過程中，焊接工藝會(huì)嚴(yán)重影響不銹鋼焊接變形。為實(shí)現(xiàn)對(duì)不銹鋼焊接變形的科學(xué)預(yù)防和有效控制，要深入考察焊接工藝對(duì)不銹鋼焊接變形產(chǎn)生的具體影響和實(shí)際程度，并據(jù)此對(duì)焊接工藝操作方案進(jìn)行科學(xué)制定，實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接工藝的有效優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：焊接工藝;不銹鋼;焊接變形;影響

引言

不銹鋼材料具有耐腐蝕、易加工等優(yōu)點(diǎn)，用其制造的工業(yè)產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。在不銹鋼材料的加工環(huán)節(jié)，焊接工藝廣為使用。這是由于焊接工藝在操作成本上較為低廉，而且焊接工藝的可靠性也較突出。不銹鋼焊接操作中，受熱區(qū)域的焊件經(jīng)由高溫融化及冷卻結(jié)晶后連為一體，焊接過程即已完成。但在這一過程中不銹鋼易發(fā)生形變，需要對(duì)其加以分析并解決。

1不銹鋼焊接相關(guān)概述分析

對(duì)于不銹鋼加工工藝而言，其是工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的重要加工方式。而不銹鋼焊接作為加工的重要組成部分，在不銹鋼加工中占據(jù)十分關(guān)鍵的地位。由于不銹鋼焊接工藝的投入成本相對(duì)較少，加之該工藝可以適用于相對(duì)惡劣的焊接環(huán)境中，所以被業(yè)內(nèi)人士廣泛應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)和加工中。不銹鋼焊接主要是通過對(duì)局部部件的加熱和冷卻，使其完成相應(yīng)的焊接工裝。需要注意的是，一旦不銹鋼部件加熱過程中無法確保其均勻受熱，此時(shí)需要進(jìn)行有效的處理，包括材料和結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面，以防止不均勻膨脹問題的出現(xiàn)。對(duì)于出現(xiàn)不均勻膨脹的現(xiàn)象，主要是變形應(yīng)力存在的影響，對(duì)于不銹鋼焊接中的變形應(yīng)力而言，其主要包括以下幾個(gè)方面，即橫向收縮變形、縱向收縮變形、彎曲變形以及波浪變形等，需要業(yè)內(nèi)人士給予足夠的重視。

2焊接工藝對(duì)不銹鋼焊接變形的影響因素

2.1焊接方法

當(dāng)前，焊接工藝具有多種焊接方法，常用的包括焊條電弧焊、埋弧焊等。在不銹鋼焊接中，各類焊接方法會(huì)對(duì)其焊接變形產(chǎn)生各不相同的影響。有的焊接方法會(huì)造成不銹鋼構(gòu)件產(chǎn)生局部過熱，等到焊縫冷卻，不銹鋼構(gòu)件即產(chǎn)生焊接變形。例如，通過焊條電弧焊對(duì)不銹鋼進(jìn)行焊接，即可能導(dǎo)致橫向收縮變形。要深入考察不銹鋼構(gòu)件的具體結(jié)構(gòu)和各項(xiàng)功能需求，有針對(duì)性地選擇焊接方法，確保其適用于不銹鋼構(gòu)件，避免引發(fā)焊接變形。同時(shí)，對(duì)不銹鋼構(gòu)件進(jìn)行焊接，若其內(nèi)部發(fā)生應(yīng)力變化，將造成焊接變形。對(duì)此，要針對(duì)不銹鋼構(gòu)件合理選擇焊接方法，對(duì)應(yīng)力變化進(jìn)行有效消除。

2.2焊接順序

在不銹鋼焊接的過程中，焊接的順序也會(huì)對(duì)焊接質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，任何不銹鋼焊接工作都對(duì)其焊接順序有著嚴(yán)格的要求，如果不按照順序進(jìn)行焊接操作，就會(huì)引發(fā)不銹鋼焊接變形問題。不銹鋼構(gòu)件在焊接的過程中，正確的焊接順序能夠有效解決不銹鋼構(gòu)件內(nèi)部應(yīng)力變化的問題，對(duì)其應(yīng)力進(jìn)行適當(dāng)引導(dǎo)，從而保證焊接的質(zhì)量;但是一旦焊接順序被打亂，那么在某一焊接操作被執(zhí)行之后，不銹鋼構(gòu)件的應(yīng)力已經(jīng)發(fā)生了變化，但是后續(xù)的操作卻無法對(duì)其進(jìn)行有效處理，這樣就會(huì)大大增加不銹鋼焊接變形的發(fā)生概率。

2.3焊接過程

鋼構(gòu)件固定與定位也會(huì)對(duì)不銹鋼變形產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，不銹鋼焊接工作過程中定位是最重要的，固定則在第二重要位置。如果固定與定位位置出現(xiàn)偏差，并未根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)操作及可能會(huì)導(dǎo)致不銹鋼構(gòu)件的部分受力不勻產(chǎn)生現(xiàn)象，但是如果兩個(gè)步驟均出現(xiàn)誤差構(gòu)建也難以使用，會(huì)產(chǎn)生極為嚴(yán)重的影響。根據(jù)當(dāng)前行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，我們能夠看出由于不銹鋼固定和定位產(chǎn)生的焊接變形現(xiàn)象極為嚴(yán)重，問題的原因在于部分操作人員出現(xiàn)操作失誤，焊接經(jīng)驗(yàn)不足，并未根據(jù)相關(guān)的操作流程進(jìn)行工作。

2.4焊接參數(shù)

在不銹鋼焊接過程中，影響焊接變形的焊接參數(shù)主要包括焊接電流以及焊接電弧、電壓等。以電弧焊為例，電弧形成于兩極電路，中間空氣受到迅速加熱，出現(xiàn)升溫，受空氣熱作用影響，將出現(xiàn)電離化。在上述機(jī)理下，焊接電流的實(shí)際大小對(duì)焊接溫度具有直接影響，陰極區(qū)實(shí)際溫度通常保持在2500℃到3500℃范圍之內(nèi)，中間弧柱具有最高溫度，可超出5000℃，焊縫中心點(diǎn)通常保持大于2500℃的溫度。對(duì)不銹鋼構(gòu)件進(jìn)行焊接，對(duì)于越大構(gòu)件，越要選用較大的焊接電流。為對(duì)構(gòu)件局部的不均勻受熱進(jìn)行有效控制，要對(duì)焊接電流實(shí)施嚴(yán)格控制，過小的焊接電流會(huì)對(duì)焊接質(zhì)量造成不良影響，過大的焊接電流則會(huì)引發(fā)焊接變形。

3不銹鋼焊接變形的預(yù)防措施

3.1焊接前控制

在不銹鋼焊接工作中，作業(yè)人員如果想要提高焊接質(zhì)量，防止焊接變形問題的發(fā)生，就必須要做好焊接前的控制工作，做好焊接前的準(zhǔn)備工作，對(duì)焊接工藝的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行控制。焊接前的控制工作主要包括了焊接方式的選擇和焊接參數(shù)的控制，相關(guān)人員需要根據(jù)要加工的不銹鋼構(gòu)件的大小和形狀，選擇最為合適的焊接方式，做好構(gòu)件的固定，確定好焊接的參數(shù)，比如焊接電流和焊接溫度等，從而防止出現(xiàn)焊接變形。

3.2對(duì)焊接過程進(jìn)行嚴(yán)格控制

焊接過程是不銹鋼發(fā)生焊接變形的主要時(shí)段，因此，對(duì)不銹鋼焊接過程進(jìn)行質(zhì)量控制，可有效預(yù)防焊接變形問題發(fā)生。在焊接前應(yīng)對(duì)不銹鋼材料焊接方案進(jìn)行全面細(xì)致的研究，確定焊接采取的工藝。在焊接工藝實(shí)施中，針對(duì)不銹鋼材料表現(xiàn)要由專人進(jìn)行監(jiān)督，如遭遇引致不銹鋼變形的因素，應(yīng)及時(shí)采取跟蹤激冷、隨焊兩側(cè)加熱碾壓等方法進(jìn)行補(bǔ)救。在焊接操作人員的管理上，一是考察焊接人員的技術(shù)操作水平，二是采取工藝卡控制的方法，將焊接安全隱患加以排查消除，三是嚴(yán)格參照焊接工藝規(guī)章制度進(jìn)行操作，如有違規(guī)操作行為，及時(shí)制止糾正，確保焊接操作安全有序進(jìn)行。

3.3不銹鋼焊接后的相關(guān)控制

除了上述的控制措施外，對(duì)于不銹鋼焊接工藝的后續(xù)變形控制也是十分關(guān)鍵的一項(xiàng)，其主要控制手段包括以下幾個(gè)方面：第一，當(dāng)不銹鋼焊接完成后出現(xiàn)變形嚴(yán)重的問題時(shí)，此時(shí)需要進(jìn)行矯正處理。如果是局部熱變形，需要進(jìn)行局部構(gòu)件的加熱處理，以確?？梢杂行У窒@部分的變形;第二，在眾多加熱方式中，火焰加熱是應(yīng)用作為廣泛的加熱手段，其不僅使用方便，而且投入成本低，特別適用于矯正變形處理中;第三，整體加熱法的應(yīng)用，也可以達(dá)到矯正變形的目的，其原理是對(duì)整體部件進(jìn)行加熱，然后相關(guān)工作人員對(duì)其進(jìn)行鍛造處理，達(dá)到矯正變形的實(shí)質(zhì)性目的。但是相對(duì)比其它方法而言，整體加熱法的應(yīng)用受到很多限制，一旦控制不到位，會(huì)導(dǎo)致不銹鋼部件矯正后受到損傷。因此，在實(shí)際的不銹鋼焊接過程中，相關(guān)工作人員需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的焊接工藝和矯正方法，最終確保不銹鋼焊接的順利有序進(jìn)行。

結(jié)語

綜上所述，在我國(guó)的制造業(yè)中，不銹鋼焊接是其中十分重要的加工環(huán)節(jié)，不銹鋼的焊接質(zhì)量對(duì)很多制造成品的質(zhì)量都會(huì)產(chǎn)生直接影響，在我國(guó)的不銹鋼焊接工作中，焊接工藝是影響焊接質(zhì)量的重要因素，作業(yè)人員選擇的焊接方法、焊接順序、焊接參數(shù)以及焊接過程中的操作，不會(huì)引發(fā)不銹鋼焊接變形問題。所以要求作業(yè)人員必須要嚴(yán)格控制好不銹鋼焊接的流程，在焊接前焊接的過程中以及焊接結(jié)束之后都要采取有效措施進(jìn)行焊接工藝控制，防止不銹鋼焊接變形問題的出現(xiàn)。

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