摘要:随着当今社会的不断发展和科学技术的不断进步,越来越多的不锈钢部件被用于人们的日常生活中。在不锈钢加工中,最常见的加工工艺是焊接工艺,但在实际焊接过程中,会产生大量的热量,这将导致不锈钢构件冷却后焊接的变形程度。这些变形主要分为纵向收缩和横向收缩,在日常生活中,我们会发现焊接过程不会严重影响不锈钢部件的加工。这种印象不仅影响不锈钢部件的外观,而且极大地影响不锈钢部件的使用性能。
关键词:焊接工艺;不锈钢;焊接变形;影响
1焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响因素
1.1焊接方法
在现阶段的工业中,用在不锈钢焊接中的方法主要有氩弧焊、电弧焊、气体保护焊等,这些方法对于不锈钢焊接的变形的影响也不同,但究其主要原因基本是因为焊接中产生了大量的热,这些热量就有可能是不锈钢构件产生变形。要想避免因为焊接方法产生的变形就要根据构件的功能选择合适的方法来完成焊接工作,选择最合理的焊接方法就可以有效地避免这一问题的出现。在焊接时也会导致构件的应力出现变化,这一变化同样会造成变形,也可以依靠上述方法来避免。
1.2焊接顺序
焊接顺序是对不锈钢构件变形影响最大的因素,这一因素对于不锈钢构件产生影响的原因是因为其对于构件残余应力分布和应力状态方面的影响。不同的焊接顺序对于不锈钢构件的影响也有很多不同,如果没有较为合理的焊接顺序则会对焊接构件产生较为严重的影响,使其变形较大。所以在焊接过程中要焊接对于构件可能产生影响的焊缝,对于较长的焊缝要通过分段焊接使其对构件变形的影响降低。有时一些比较大型的构件的焊接顺序不能固定,那么在改变焊接顺序时,就要首先考虑对于构件变形的影响,在保证影响较小的情况下才可以完成接下来的工作。
1.3在焊接过程中,构件的固定和定位同样会对其变形产生较大的影响
在焊接中定位工作可以说是最为重要的,固定则排在第二位。如果在这两个步骤中出现了偏差,没有按照标准完成的话,就可能出现因为构件各部分受力不均,造成焊接时出现变形。不仅如此,如果这两个步骤出现误差对于构件的使用也会造成非常严重的影响。从我国的行业情况来看,因为这一原因产生的焊接变形占据其中的大部分。产生这一问题的原因有很多,主要是操作人员的操作失误造成的,例如焊接经验不足,或者没有按照正确的操作流程完成工作等。
1.4 焊接参数
焊接参数主要包括:焊接的电流大小、电弧的电压等,对于这些因素都会极大地影响不锈钢的焊接过程。对于电弧焊,电弧的形成主要靠的是两级的短路,形成的电弧就会迅速的加热中间的空气,从而使得空气产生电离化的现象。正是利用这个原理,我们可以知道整个焊接过程的实际电流的大小。在不锈钢的焊接过程中,随着构件的不断增大,焊接的电流应该不断的减小,同时为了避免局部过热的情况,应该严格的控制电流的大小。如果焊接的电流过小,那么会对焊接的结果产生严重的影响,如果焊接的电流过大,那么就会对不锈钢的焊接变性产生严重的影响。
1.5在执行焊接工作中存在的关键问题
在执行焊接工作的时候,焊缝的底层经常会发生没有焊透的问题,为此,针对此问题进行了相关的试验。通过使用X射线对焊接接头执行探伤工作后,注意到每一个接头的底部都存在大半圈或者是整圈没有焊透的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在将焊接头切割后,通过检测注意到,关于没有焊透的问题事实上是由于合金元素的烧损,或者是氧化而引发。在焊缝的下层能够看到非常瞩目的“起皮”情况,同时只站在外表上观察的话,会让人感觉金属组织十分“松散”。除此以外,还有一种关键性的问题,即晶间腐蚀,对于奥氏体不锈钢来说,其危害非常大,其主要的特点为随着晶界逐渐进行侵蚀,如果仅仅只是站在表面程度上去观察,通常情况下很难注意到其会让承压管道焊接接头的工作效率大幅度减少,进而对不锈钢造成初期的损坏,随着时间的推移,将会诱发安全问题。
2 预防不锈钢焊接变形的工艺
2.1对口前处理
在对口之前,实测管道坡口壁会比较厚,如果存在偏差的话,厚薄则可以交叉配对,对称错开,尽可能避免因为壁厚配置所造成的焊接变形。管道沿着圆周方向的坡口角度大小在设计过程中,一定要尽可能保证其均匀性,尽量减小对口间隙,一般情况下,对口间隙为1~2mm,这样就能减少金属物的填充。此外,不锈钢热膨胀系数本身就较大,在焊接过程中就会产生较大的焊接应力。对于这一现象,在焊接过程中一定要严格使用定位焊接。对于d小于或者是等于φ89mm的管道,可以采用两点定位法;对于d=φ89-φ219mm的管道,可以采用三点定位;对于d大于等于219mm的管道可以采用四点定位来进行焊接。此外,定位焊接焊缝长度需要控制在6~8mm。
2.2施焊处理
在正式施焊过程中,需要将管道分成4个1/4圆周,进行对称施焊;对于d大于或者是等于219mm的管道,在施焊过程中最好是对称焊,并且两名操作人员在焊接过程中速度最好是保持一致。除此之外,反变形法在焊接过程中也属于一种较为实用的工艺,而在采用这一方式进行焊接的过程中,其一定要严格按照工艺卡上的焊接电流以及焊接速度来进行,这样才能确保小的线能量。在对不锈钢管道进行焊接的过程中,焊缝的层间温度也需要进行严格的控制,一定要确保其在100℃之内。
2.3不锈钢焊接过程控制
在不锈钢焊接操作过程中,容易发生焊接变形,在焊接之前将其影响因素控制好,实际焊接操作过程中焊接变形的现象就能够得以有效减少。在实际的操作过程中更要严格控制。倘若有与实际不相符的情况,为了保证焊接工作的正常、有序进行,就要及时安排补救。另外,还要建立好监督机制,从而督促工作人员严格开展各项工作,这样在不锈钢焊接的过程中产生的焊接变形现象就可以有效地减少了。
2.4对不锈钢焊接进行矫正
最后是变形矫正工作,如果在焊接时出现了变形,则需要通过矫正将变形的影响降到最低。例如,在出现局部热变形时,要在焊接之后对相关部分加热,将焊接应力消除。另一种避免变形的方法则是整体加热法,但是这一方法具有很多局限性,例如,较为大型的构件就不适合使用这一方法。在矫正中要注意尺度的把握,因为矫正工作可能会对构件产生二次影响。
3结束语
在当前全球经济一体化的背景下,中国社会经济进入了快速发展时期。与此同时,中国建筑业也进入了快速发展时期。在这种情况下,不锈钢被越来越多地使用,并且它基本上在人们的日常生活中无处不在。这要求不锈钢拥有高质量的产品。在不锈钢的应用中,焊接是最常见的方法。焊接工程中的任何问题都会对不锈钢的使用造成不利影响,尤其是最有可能发生的变形问题。
参考文献
[1]王鸿祥,杨加君.探究焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响[J].建筑工程技术与设计,2016(17).
[2]杨正.焊接工艺对2205不锈钢焊接接头组织和力学性能影响分析[J].科技传播,2013(25).
论文作者:刘建军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年1期
论文发表时间:2019/5/7
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