焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响分析论文_李广

焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响分析论文_李广

山东能源重装集团宇洁环保工程有限公司 山东泰安 271222

摘要:随着社会的发展,各个行业都开始应用新技术,生产效率得到了巨大的提升。在焊接领域,不同的焊接工艺对不锈钢焊接变形有巨大的影响,直接影响了不锈钢的使用。因此,只有充分了解和掌握焊接工艺对不锈钢的变形的影响才能够制定更加科学和合理的焊接方案,尽量将变形控制在合理的范围之内。本文主要分析了焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响,提出了优化对策,期望能够为焊接提供一定的参考和借鉴。

关键词:焊接工艺;不锈钢;影响

不锈钢焊接是一种最为常见和实用的加工方式,但是在焊接时会产生大量的热量,当焊缝冷却后会产生一定的变形。常见的焊接引起的变形有纵向收缩、横向收缩等,这些都会对不锈钢的美观、性能等造成严重的影响。因此,应采取一定的措施加强焊接工艺的技术创新,保障焊接质量和美观性。

一、不锈钢焊接的有关涵义

不锈钢的抗腐蚀性强,制作成本低,具有广阔的应用前景,不锈钢加工工艺在工艺生产领域具有重要的作用。不锈钢焊接又是其中重要的组成部分,对不锈钢加工质量和美观有直接的影响。不锈钢焊接工艺具有成本低、适应性强等特点收到了业界的广泛认可。不锈钢焊接的主要原理是通过局部加热和冷却的方法进行焊接工装。在不锈钢焊接的过程中,由于加热过程中的受热可能会不均匀,这时就需要对材料和结构进行处理,如果处理不当则会导致受热不均匀的膨胀的问题。出现这种现象主要是因为变形应力的存在,其主要包括横向收缩变形、纵向收缩变形、弯曲变形和波浪变形等。收缩变形是指焊件的尺寸比焊前缩短的现象;弯曲变形是指焊缝不对称或焊件断面形状不对称而引起的变形;波浪变形是指焊接后构架产生波浪变形,又称为失稳变形。总之,这些变形问题都是焊接过程中需要注意的问题。

二、影响不锈钢焊接变形的因素

1.焊接方式

在影响不锈钢焊接变形的因素中,焊接方式所产生的影响较多,因为不同的焊接方式所产生的热量也不同,进而导致不锈钢焊接变形的程度也有较大的差别。当前,不锈钢焊接工艺多样,焊接变形问题也显得较为严重,给后续的操作带来严重的影响。为了避免焊接方式对不锈钢焊接变形的影响,在实施焊接前,应全面分析焊接实际,预测焊接变形的大小,然后确定相应的焊接工艺,尽量减小不锈钢焊接变形问题。

2.焊接参数

焊接参数对焊接变形的影响主要为电流、电压等。以电弧焊为例,电路短路后会产生电弧,其中的温度迅速提升,空气热也开始电离化。可见,焊接电流直接影响到焊接温度,阴极温度多在2500~3500℃,中间弧度的温度可达5000℃,焊缝中心的温度也多为2500℃。这些参数对不锈钢焊接的操作有直接的影响,对这些标准值进行规定的目的主要是控制焊接中的电流。为了避免焊接受热不均衡现象,要严格控制焊接电流,但电流也不能过小,否则焊接质量也得不到保障。

3.焊接顺序

焊接顺序对不锈钢焊接变形有显著的影响,工作人员要合理编制顺序,一旦焊接顺序不合理,不锈钢构件所承担的应力问题,过大时会导致不锈钢构件变形,影响焊接质量。而优秀焊接可能导致焊缝变大,如果焊缝边长应采取分段焊接的方式。焊接顺序也不是完全固定的,尤其是在大型不锈钢的焊接过程中,应创新焊接顺序,将焊接变形问题充分考虑其中。

4.焊接标准

焊接工艺应有一定的规范,而且规范较为严苛。在焊接过程中,需要考虑的参数很多,例如电流、电压等,都需要一定的规范,如果没有按照设置也会导致不锈钢焊接变形问题,进而影响产品质量和外观。因此,在焊接过程中,应严格按照焊接标准进行设置,避免因焊接标准的问题而导致的变形,保障焊接质量。

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5.焊接速度

在焊接中通常使用激光焊接,但激光焊接对速度要求较高,对不锈钢变形问题的影响也较大。一方面,当激光焊接速度较慢时会导致金融过快、过大熔化,导致凹陷,而且恢复难度极大,严重影响了产品质量。另一方面,当激光焊接速度过快时,使金属液态的正常重构受到了极大的影响,也容易出现变形问题。此外,激光焊接容易收到空气污染的影响,降低产品质量。因此,在焊接过程中,工作人员要保证一定的焊接速度,使用焊接气体保护层,避免产品受空气污染,确保焊接的有效进行。

6.构件定位与固定

焊接中的构件定位与固定也能够影响焊接变形。如果定位和固定不准确,早就会造成构件受力不均匀,使焊接过程中容易变形。另外,构件和定位的偏差也会影响产品的使用,后续问题更多。影响构件定位与固定的因素包括操作人员的操作水平、操作规范度等。

三、不锈钢焊接变形的避免措施

上文分析了影响不锈钢焊接变形的因素,为了使焊接工艺更好地投入生产,应努力对不锈钢焊接工艺技术做好规划,采取有效的措施避免焊接工艺中存在的问题。

1.焊接前的控制措施

在焊接前所采取的变形控制措施主要有预防变形、预拉伸等方法,这要根据具体的构件采用不同的控制方法。预防变形法是指在焊接前要对构件可能做出的变形进行预测,进行严格的测量,特别是较大的构件,更要做好变形结果的预测。要根据预测结果对可能变形的方向进行相反的调整,以抵消变形。预拉伸是指对构件进行预热,消除构件的参与应力,预热温度保持在200~400℃之间,这样能够抵消绝大多数残余应力。另外,还有刚性固定组装法,即使用特殊的胎具全面固定构件,以防止焊接变形。还要根据焊接的实际情况确定科学的焊接顺序,并制定应对措施。同时还要设定焊接参数,降低焊接变形的概率。

2.焊接中的控制措施

在焊接过程中的控制措施主要为选择合适的焊接方法、设置焊接工艺参数,针对构件的实际选择相应的焊接方法。在焊接过程中常见的控制措施有跟踪激冷、随焊两侧加热等方法。随焊两侧加热法能够使纵向应变更加均匀,使应力减少,但这种方法需要一定设备,使用具有一定的局限性。另外,在焊接过程中,还应加强对焊接人员的培训,提高焊接人员的专业水平,提升焊接人员的认真程度,还应确保焊接人员严格按照规范操作,按照设定的参数进行焊接,严谨随意更改工艺参数。在焊接过程中,还要加强对焊接人员焊接操作的监督,减少焊接变形现象的发生。

3.焊接后的矫正措施

在焊接后如果出现了变形问题,就需要采取措施进行纠正。在面对局部变形问题时,要对有关区域先加热,局部区域加热后产生了塑性变形,使其相互抵消。常用的加热方式有火焰加热,其较为便捷,在焊接变形矫正中的应用也最为广泛,另外还可以使用整体加热法,即对构件整体进行加热,然后在进行锻造,这种方法常用于小型不锈钢构件,而不适用于大型不锈钢构件,其限制条件也较多。总之,焊接矫正能够对焊接变形进行一定的纠正,保障了不锈钢构件的资源利用,但会对构件造成一定的损害,因此,应慎重选择矫正方法,还要做好焊接前和焊接过程中的变形控制,避免焊接后的矫正。

结语

在焊接过程中,焊接变形是常见的问题,直接影响了不锈钢构件的性能和外观。焊接工艺对焊接变形的影响主要表现在焊接方法、焊接顺序等。因此,应积极优化焊接工艺,全方位优化焊接环节,选择合适的方案,控制焊接变形,保障焊接质量,确保焊接构件的性能和外观。

参考文献:

[1]苗磊.薄板(4~6mm)不锈钢焊接操作及变形控制要点[J].中国石油和化工标准与质量,2017,37(18):90-91.

[2]王斌,王雨轩.焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响[J].科技创新导报,2017,14(24):28-29.

[3]郭洪舰.焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响分析[J].科技创新与应用,2017(13):113.

论文作者:李广

论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期

论文发表时间:2019/4/25

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