分析不銹鋼薄板焊接變形影響因素與控制方法

鄶忠和

(一汽解放傳動(dòng)事業(yè)部零部件廠，吉林 長(zhǎng)春 130022)

隨著我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度不斷加快，在實(shí)際的生產(chǎn)工作當(dāng)中經(jīng)常會(huì)使用到不銹鋼薄板，不銹鋼薄板的焊接工作受到了人們廣泛的關(guān)注和重視。在進(jìn)行不銹鋼薄板的焊接工作中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不良的焊接形變問(wèn)題，直接影響到了鋼板的使用質(zhì)量和使用性能。不銹鋼薄板焊接形變問(wèn)題具有較強(qiáng)的復(fù)雜性和多樣化特點(diǎn)，在焊接工作中比較常見(jiàn)的形變問(wèn)題分為了橫向收縮、彎曲變形以及邊緣翹曲等相關(guān)形變狀態(tài)。

1 不銹鋼薄板在焊接過(guò)程中發(fā)生變形的原因

不銹鋼薄板在使用范圍上非常廣泛，在不同的使用環(huán)境下鋼板的厚度也有著一定的差異。依照相關(guān)行業(yè)內(nèi)部的規(guī)定，厚度大小在0.2～4mm范圍內(nèi)稱之為不銹鋼薄板，厚度大小在4～20mm范圍內(nèi)則稱之為不銹鋼中板，厚度大小在20～60mm范圍之內(nèi)稱之為不銹鋼厚板。在不銹鋼薄板的焊接工作中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不良的行為問(wèn)題影響到了鋼板的使用質(zhì)量，具體分為以下幾個(gè)方面因素：

(1)在不銹鋼薄板的焊接工作中，由于鋼板內(nèi)部材料應(yīng)力的影響，造成了焊接形變問(wèn)題。從鋼板材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行分析，在焊接工作中承擔(dān)了2種不同的負(fù)荷條件，一種屬于中面負(fù)荷，存在于材料的中間拉力、應(yīng)力以及其他外力的影響，對(duì)于鋼板材料的中面力在薄板當(dāng)中屬于均勻分布。第二種屬于垂直中面力也稱之為橫向力作用橫向力，是造成鋼板出現(xiàn)形變的重要影響因素[1]。

(2)不銹鋼薄板在切割工作中會(huì)產(chǎn)生形變問(wèn)題，很多不銹鋼薄板在焊接工作中存在不良的形變問(wèn)題，和切割工作存在著密切的關(guān)聯(lián)。在實(shí)際的生產(chǎn)工作中，針對(duì)不銹鋼薄板的切割方式主要分為了以下幾種：第一，電焊切割使用不銹鋼焊條，將電流上升到一定大小之后，將不銹鋼薄板進(jìn)行切割，這種切割方式相對(duì)比較粗糙，并且存在嚴(yán)重的不規(guī)范性，同時(shí)在后續(xù)的焊接工作中也會(huì)存在一定的影響，因此沒(méi)有被廣泛的使用。第二種使用等離子切割技術(shù)，這種技術(shù)層次相對(duì)較高，并且廣泛地使用在不銹鋼薄板的切割工作中，但是這種切割方式只要使用在一些非標(biāo)加工件的切割環(huán)境下，主要的工作特性是切割之后鋼板的形變量相對(duì)較小，并且切割的速率較快，鋼板的邊緣區(qū)域相對(duì)比較整齊，比較適合用一些非標(biāo)加工件的加工過(guò)程當(dāng)中。

2 不銹鋼薄板焊接過(guò)程中對(duì)變形的控制及工藝措施

在不銹鋼薄板的焊接工作中，不管是通過(guò)手動(dòng)焊接還是自動(dòng)焊接，要想有效控制鋼板焊接形變問(wèn)題，對(duì)焊接工藝的選擇以及提高焊接工作人員的焊接技術(shù)至關(guān)重要。

2.1 選擇合理的切割技術(shù)

針對(duì)不銹鋼薄板的切割工作中，相關(guān)切割工作人員需要通過(guò)專業(yè)的切割技術(shù)，有效降低鋼板所產(chǎn)生的不良形變量。在實(shí)際的加工工作中，相關(guān)工作人員盡可能不選用手工電焊機(jī)切割的方法來(lái)進(jìn)行操作，通常情況下需要選擇等離子切割技術(shù)來(lái)進(jìn)行切割。通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)的有效應(yīng)用，實(shí)際的切割工作效率較高，并且切割完成之后鋼板邊緣區(qū)域所產(chǎn)生的形變量相對(duì)較小，如果技術(shù)條件允許的情況下，還可以采用更加先進(jìn)的激光切割技術(shù)。切割完成之后的不銹鋼薄板需要對(duì)邊緣區(qū)域進(jìn)行有效的打磨處理，以此來(lái)為后續(xù)的焊接工作打下良好的基礎(chǔ)。

2.2 鋼性強(qiáng)制性固定法焊接

正確使用鋼板焊接夾具或者是組合夾具，將焊接的鋼板進(jìn)行充分的固定，然后再對(duì)其進(jìn)行焊接工作。通過(guò)這種處理方式，只要是提高鋼板的組合剛性程度，有效減小焊接工作當(dāng)中所產(chǎn)生的不良形變問(wèn)題，保證裝配工作的幾何尺寸精確度。如果不銹鋼薄板在焊接過(guò)程當(dāng)中的焊縫相對(duì)較長(zhǎng)，此時(shí)可以采用壓鐵法分別放置在焊縫兩側(cè)區(qū)域，有效降低鋼板的焊接縫變形問(wèn)題。

2.3 焊接過(guò)程中變形控制措施

在不銹鋼薄板的焊接工作中需要注意以下幾個(gè)方面問(wèn)題：首先，在焊接工作中需要盡可能降低加熱過(guò)程當(dāng)中所產(chǎn)生的縱向塑性應(yīng)力大小，縱向塑性應(yīng)力當(dāng)中包含了材料的拉伸、焊接溫度應(yīng)力等。通過(guò)使用各種不同的冷卻夾具，對(duì)焊縫兩側(cè)的區(qū)域位置進(jìn)行有效的固定和處理，通過(guò)使用降溫梯度的均勻預(yù)熱方法來(lái)保證焊接工作溫度的均勻性。其次，在焊接工作中，需要盡可能加大冷卻工作中的縱向塑性拉力應(yīng)變大小，其中包含了夾具的拘束動(dòng)態(tài)溫差拉力以及縱向應(yīng)力大小的控制[2]。

3 結(jié)束語(yǔ)

在不銹鋼薄板焊接工作中，必須要充分考慮到不銹鋼的材料構(gòu)成幾何形態(tài)以及尺寸大小等相關(guān)影響因素，同時(shí)需要選擇層次更高的焊接工藝來(lái)加以保障，以此來(lái)最大限度上降低不銹鋼薄板的焊接型變量，有效提高不銹鋼薄板的焊接工作質(zhì)量。