焊接工藝對不銹鋼焊接變形的影響

邵東江

（身份證號：132902197606010831）

焊接工藝對不銹鋼焊接變形的影響

邵東江

（身份證號：132902197606010831）

本文分析了焊接工藝對不銹鋼焊接變形的影響并且針對這種影響特征提出了優(yōu)化焊接工藝的策略。

焊接工藝；不銹鋼；焊接變形

焊接是不銹鋼加工中最為普遍和實用的一種加工方式，焊接過程中會產(chǎn)生大量的熱。焊縫冷卻后可能出現(xiàn)變形。具體而言，由焊接引起的不銹鋼變形一般有縱向收縮、橫向收縮、縱向彎曲、角變形等。焊接變形對于不銹鋼加工會造成嚴(yán)重的影響。

1　焊接工藝對不銹鋼焊接變形的影響分析

1.1焊接方法

目前焊接方法種類較多，主要有焊條電弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊、埋弧焊等，不同的焊接方法對不銹鋼焊接變形的影響也并不一樣。部分焊接方法會引起不銹鋼件的局部過熱，焊縫冷卻后產(chǎn)生變形!如焊條電弧焊可能會引發(fā)不銹鋼焊接的橫向收縮變形。針對不同結(jié)構(gòu)和不同功能需求的不銹鋼構(gòu)件。在焊接方法選擇方面也更具有針對性，如果沒有針對不銹鋼構(gòu)件特點(diǎn)選擇適宜的焊接方法，就產(chǎn)生焊接變形。同時，在焊接過程中，不銹鋼構(gòu)件內(nèi)部應(yīng)力會發(fā)生變化，從而引發(fā)變形，因而在焊接方法選擇中，如果所用焊接方法不能較好地消除這種應(yīng)力變化，也可能出現(xiàn)焊接變形。

1.2焊接順序

焊接順序?qū)τ诓讳P鋼焊接變形的影響較大，試驗研究表明，在影響不銹鋼焊接變形的各種因素中，焊接順序的影響最為顯著。焊接順序?qū)Σ讳P鋼焊接變形的影響主要體現(xiàn)在其在殘余應(yīng)力分布和應(yīng)力狀態(tài)方面的影響，改變焊接順序，殘余應(yīng)力分布和應(yīng)力狀態(tài)也隨之發(fā)生較大的改變，如果焊接順序不合理，就會出現(xiàn)焊接變形。一般而言，在不銹鋼焊接中優(yōu)先焊接可能產(chǎn)生較大變形的焊縫，如果焊縫較長，則可以采取分段焊接的方式。焊接順序的確定也并不完全統(tǒng)一，特別是在焊接大型不銹鋼構(gòu)件中。

1.3構(gòu)件定位與固定

在不銹鋼焊接中，構(gòu)件定位與固定也同樣會影響到焊接變形，在整個工序中，定位是最為重要的影響環(huán)節(jié)，其次為固定，同時并輔以相關(guān)的測量。如果在定位和固定環(huán)節(jié)中出現(xiàn)了偏差，例如沒有嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和工藝方案，在夾緊的過程中就可能造成構(gòu)件受力不均勻，焊接中受到外力影響產(chǎn)生變形；另一方面，構(gòu)件定位和定位偏差也會影響到構(gòu)件焊接后的使用性能，從實際情況來看，由構(gòu)件定位和固定問題引起的焊接變形占據(jù)了相當(dāng)比例其中操作人員的個人經(jīng)驗、業(yè)務(wù)水平、操作是否規(guī)范等都是重要的影響因素。

1.4預(yù)防不銹鋼焊接變形的焊接工藝優(yōu)化措施

（1）焊前控制

在焊接前預(yù)防焊接變形的控制手段主要有剛性固定組裝法，預(yù)防變形，預(yù)拉伸等方法、針對不同的不銹鋼焊接構(gòu)件、所選擇的控制方法也有所不同。預(yù)防變形法主要是在焊接前針對構(gòu)件的形狀大小做出焊接變形預(yù)測、往往需要進(jìn)行嚴(yán)格的測量和評估、特別是對于大型不銹鋼件而言、預(yù)測變形結(jié)果是進(jìn)行預(yù)防變形控制的基礎(chǔ)。焊接前根據(jù)焊接變形的預(yù)測結(jié)果對構(gòu)件進(jìn)行與變形預(yù)測方向相反的調(diào)整、以便與焊后的變形進(jìn)行抵消。預(yù)拉伸方法則主要是對構(gòu)件進(jìn)行預(yù)熱、消除構(gòu)件殘余應(yīng)力。剛性固定組裝法則是通過對焊接構(gòu)件的全方位固定來防止焊接變形、一般需要特定的胎具。

（2）焊接過程控制

在焊接過程中對于焊接變形的控制應(yīng)當(dāng)在焊接方法，焊接工藝參數(shù)方面進(jìn)行嚴(yán)格的選擇、針對焊接構(gòu)件的特點(diǎn)選擇相應(yīng)焊接方法。例如、在焊接過程中采用跟蹤激冷，隨焊兩側(cè)加熱，隨焊碾壓等措施都能夠較好地控制焊接變形問題。隨焊兩側(cè)加熱能夠使得縱向應(yīng)變分布更加均勻、減小殘余應(yīng)力、而隨焊碾壓方法則需要相關(guān)的特殊設(shè)備、應(yīng)用限制較大。另一方面、在焊接過程中對于焊接變形進(jìn)行控制還應(yīng)當(dāng)提高焊接人員的業(yè)務(wù)水平、如嚴(yán)格遵守操作規(guī)范、根據(jù)工藝方案嚴(yán)格設(shè)定焊接工藝參數(shù)、禁止隨意更改焊接工藝參數(shù)。需對焊接人員進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)、豐富焊接人員操作經(jīng)驗。

（3）焊后矯正

在焊接后如果出現(xiàn)了焊接變形、則需要進(jìn)行矯正。例如、針對局部熱變形問題、在焊接后需要對構(gòu)件的相關(guān)區(qū)域進(jìn)行加熱、使得局部區(qū)域產(chǎn)生壓縮性塑性變形、從而對焊接變形進(jìn)行一定的抵消。加熱方式一般為火焰加熱、使用方便、并且在焊接變形矯正中也應(yīng)用最為廣泛。對于焊接變形的另一種矯正方法則為整體加熱法、也就是將整體構(gòu)件加熱至一定溫度再進(jìn)行鍛造、該方法對于大型不銹鋼構(gòu)件焊接變形問題并不適用、應(yīng)用限制也較多。整體而言、焊接后矯正可能在會在一定程度上造成對不銹鋼構(gòu)件的損害、而對于矯正方法的選擇應(yīng)當(dāng)更加慎重、同時應(yīng)當(dāng)注重在焊接前和焊接過程中對焊接變形進(jìn)行控制、盡量避免在焊接后進(jìn)行矯正。

2　結(jié)論

不同的焊接工藝對于不銹鋼焊接變形的影響程度較大，在不銹鋼焊接中，只有充分掌握焊接工藝對不銹鋼焊接變形的影響特征程度才能制訂相應(yīng)的焊接工藝方案將不銹鋼焊接變形控制在允許的范圍內(nèi)。焊接變形是不銹鋼焊接中存在的一個突出問題、嚴(yán)重影響到了不銹鋼構(gòu)件的使用性能和美觀。焊接工藝對于焊接變形的影響是體現(xiàn)在多個方面的、如：焊接方法，焊接順序，構(gòu)件的定位與固定，焊接工藝參數(shù)等。因而在不銹鋼焊接中應(yīng)當(dāng)采取適宜的方法、對于焊接工藝進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化、最大程度地控制焊接變形、從焊接前，焊接中到焊接后的各個環(huán)節(jié)流程、選擇適宜的方案、全方位地嚴(yán)格控制焊接變形、針對不同不銹鋼構(gòu)件的焊接特點(diǎn)、制訂相應(yīng)的焊接工藝。

TG404

A

1673-0038（2015）28-0130-01

2015-6-27