关键词：焊接工艺；不锈钢；焊接变形
引言
焊接是最为普遍且最具实用性的不锈钢加工方式。在不锈钢焊接过程中，受焊接工艺影响，不锈钢在焊缝冷却后极易产生各类变形。通常，不锈钢焊接变形包括横向收缩、纵向收缩和弯曲以及角变形等。焊接变形会严重影响不锈钢加工的美观性，还会破坏不锈钢构件具备的各项性能。对此，有必要立足于不锈钢焊接实践，深入考察焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响，并积极探究有效措施对焊接工艺进行优化，实现对不锈钢焊接变形的预防和控制。
1焊接变形概述
在焊接过程中，高温环境影响焊接材料，使其发生热膨胀，当温度出现降低后，焊接材料立即收缩，在冷热循环下，焊接材料将出现变形。通常，对焊接材料同一侧实施持续焊接所形成的焊接变形相对于对焊接材料两侧实施交叉焊接形成的焊接变形要大。究其原因，在长时间内，焊接形成的冷热循环对焊接材料同一侧发生作用，即会增大其变形量。焊接热量以及热膨胀出现增加，均会导致焊接区域实际温度加快上升，并降低焊接区域相应的热导率以及柔韧性等性能。
2焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响因素分析
2.1焊接工艺
当前常用焊接工艺包含焊条电弧焊工艺、埋弧焊工艺、熔化极气体保护焊工艺等类型，不同焊接工艺所形成的焊接变形量也存在显著差异，在采用部分焊接工艺的过程中极易引发焊件局部过热现象，进而在冷却焊缝后导致焊件变形，例如在采用焊条电弧焊工艺进行焊接时易引发横向收缩变形。为避免不锈钢焊件出现严重变形，应在焊接前结合不锈钢构件的结构特点、性能特征、功能需求进行焊接工艺的科学选取，保障所使用的焊接工艺能够最大限度符合不锈钢构件的性能特点，以此控制焊接变形问题。同时，由于在焊接不锈钢构件的过程中其构件内部也会产生一定的应力，因此还需着重选取有效方法消除应力，将不锈钢焊接变形量降至最低。
2.2焊接顺序基于不锈钢焊接变形的影响
不锈钢焊接操作环节，即便选取了适合于不锈钢材料特点的焊接工艺，如在焊接操作中在焊接顺序的安排上存在偏差，也有很大可能导致不锈钢出现焊接变形问题。在日常生活中对不锈钢进行焊接时，因焊接顺序而引起的焊接变形问题时有发生。焊接顺序对不锈钢焊接变形产生的影响主要体现在对不锈钢构件部位上，一方面焊接顺序如不正确，可以对不锈钢构件的应力分布产生影响，另一方面焊接前后如颠倒，或在焊接步骤上存在多焊少焊现象，会改变不锈钢构件的应力表现，进而导致不锈钢焊接变形。在焊接顺序的把握上一定要遵循焊接规范，根据焊接依据确定焊接顺序。
2.3焊接过程
不锈钢焊接工作必须要遵循严格的流程，在操作时，作业人员也必须要严格遵循操作规范，可是在实际焊接的过程中，很多作业人员可能会出现固定位置不准确或操作不规范等问题，这些都会引发不锈钢焊接变形问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3针对不锈钢焊接变形的有效防控措施
3.1采用多元方法强化焊前控制
为强化对不锈钢焊接变形的有效控制，可采用以下三种焊接工艺予以优化：其一是预防变形法，在正式开展焊接作业前应针对不锈钢构件的尺寸规格、具体形状、使用需求等信息做好调研，采用精细化检测手段进行不锈钢构件质量的测量与评估，针对有可能出现的焊接变形结果进行全面预测，以此为依据进行构件焊接方向、焊接工艺合理调整，降低焊后变形的几率。其二是预拉伸法，在焊接前将不锈钢构件进行充分预热，使其内部包含的残余应力得到有效消除，通常在200-400℃的预热温度下可使构件的残余应力降低50-90%，以此收获显著成效。其三是刚性固定组装法，选取夹具进行焊件的全方位固定，防止其在焊接过程中产生移动，待焊后冷却后移除夹具，降低焊件的焊接变形程度，在此过程中需要进行组焊夹具的合理选择，防止因夹具过紧使构件受损。
3.2提高不锈钢焊接顺序的操作水平
首先要对不锈钢材料的功能需求加以全面了解，结合不锈钢材料的性能表现及整体焊接要求，对容易产生焊接变形处先进行焊接作业。针对不锈钢构件较易出现焊缝等问题，如待焊部位存在面积较大的长缝隙，此时应先对这部分进行焊接。在不锈钢构件焊接变形问题的实际控制过程中，可以根据确定出的焊接顺序进行分段焊接操作。涉及规格较大的不锈钢构件，如超大型不锈钢构件，通常无法同时进行焊接操作，适用于中小型不锈钢构件的焊接顺序往往也不匹配大型不锈钢焊接，此时，就需要对不锈钢构件的稳定性进行考虑，对可能引起不锈钢构件变形的因素全盘考虑，然后对焊接顺序再加以确定实施。
3.3焊接过程控制
在焊接的过程中，焊接人员还需要对焊接操作进行具体控制，首先必须要精确确定焊接的方法和相关参数，然后要求作业人员必须要提高自身的专业素质和工作能力，严格按照焊接操作的规范化流程进行操作，避免出现操作失误。另外企业为了提高作业人员的素质还可以对其进行定期培训，使其掌握更加先进的焊接技术和焊接工艺，提升其焊接操作的能力。
3.4焊接后控制
在焊接工作完成之后，焊接人员为了保证不锈钢焊接的质量，还需要采取适当的控制工作，其中最主要的就是进行变形矫正，一旦发现焊接出现了变形问题，就需要及时进行矫正，对变形位置进行加热，从而抵消其变形的影响;如果变形问题过于严重，还可以对整个构件进行重新锻造。焊接变形的矫正工作主要目的是为了解决焊接变形问题，提高焊接质量，所以在该操作的过程中，要求作业人员必须要严格控制好焊接矫正的各项操作，要注意好尺度和相关参数，防止对不锈钢构件造成二次破坏。
3.5退火消除焊接变形法
焊接变形产生的根源在于焊接残余应力的存在。对此，可采用退火消除焊接变形法对焊接变形进行处理。将待焊构件与刚性体夹持，或对预测出现相反焊接变形的待焊件实施点焊，在此基础上进行焊接。通过上述操作产生的相互约束可对焊接变形进行有效抵制，但难以消除残余应力。将约束拆除后，即产生焊接变形。在退火炉中，将构件放入，实施垫平加热和保温处理，伴随退火炉温度实施缓慢冷却，直到与室温相同，即能消除残余应力，此时将约束解除后，即不会产生焊接变形。采用该法对残余应力进行消除，要对构件的显微组织、冲击韧性以及抗拉强度等性能进行综合考虑。
结束语
总而言之，焊接变形是不锈钢焊接中的一种常见问题，诸如焊接方法、流程顺序、工艺参数、构件定位等工艺因素都有可能是引发焊接变形的主要诱因。基于此，务必要在不锈钢焊接过程中强化工艺技术把控，围绕焊前、焊中、焊后三个阶段控制焊接变形，实现焊件变形量的最小化，进一步提升不锈钢焊接水平。
参考文献
[1]张英才,周娇娇,韩晓辉等.不锈钢侧墙焊接有限元分析及变形控制[J].电焊机,2018,(3):216-220.
[2]刘冬梅．焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响研究[J]．内燃机与配件，2019(02):83-84．
[3]侯志伟，李倩云．焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响分析[J]．内燃机与配件，2018(22):86-87．
论文作者:董泽民、张晓峰、李万君、谢元立、刘大明
论文发表刊物:《科学与技术》2019年21期
论文发表时间:2020/4/17
标签：不锈钢论文; 构件论文; 焊接工艺论文; 应力论文; 过程中论文; 操作论文; 顺序论文; 《科学与技术》2019年21期论文;