4中国石油天然气股份有限公司大港油田分公司第三采油厂 河北沧州 061723
摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，在日常对薄板进行焊接工作的过程中往往会因为各种因素从而导致薄板变形，其中最易发生变形的薄板当属1-2mm的薄板，这一类的薄板在实际焊接过程中往往因为一点微小的因素就会发生严重的变形。目前在针对薄板变形焊接的问题研究中，主要将研究重点放在工艺方面。本文基于此对能防止焊接变形的薄板工艺做出了详细的分析以及提出了如何应对的措施，希望本文能够为焊接实践的薄板焊接工艺的发展起到一定的引导作用。
关键词：薄钢板；焊接工艺；质量控制
引言
5mm左右厚度的钢板是典型薄板，规模型焊接施工中通常采用电弧焊设备。电弧焊接设备采用微机控制系统，可对焊接电流、焊接速度、弧长等多项焊接工艺参数进行分析，对焊接程序和参数变化显示和数据存储，建立焊接顺序控制系统、PID调节系统、最佳及自适应等各种控制系统。薄板在焊接中容易产生较大的焊接变形或出现表面缺陷，主要原因是选用的焊接工艺参数不当。在不同的外界环境中，选用不同的焊接材料或焊接设备时，需要对应采取不同的焊接工艺参数。因此在实际工作中，需要针对各种具体情况，在施焊前通过实验制定出相应的焊接工艺参数。本文通过对5mmQ235B钢板的材料成分分析，计算出该材料的碳当量，判断其材料的焊接性，再由试验选择出钢板的最佳埋弧焊焊接工艺参数范围，保证焊后焊缝的各种力学性能满足要求，并且焊接变形相对较小可控。
1焊接性分析
作为奥氏体不锈钢的一种，S30408具有良好的焊接性，可以适用于各种方法的焊接，如焊条电弧焊、钨极氩弧焊、埋弧自动焊、熔化极气体保护焊等。但与碳钢相比，S30408具有下列特点：①高的电阻率，约为碳钢的5倍。②大的线膨胀系数，比碳钢大40%，并随着温度的升高，线膨胀系数的数值也相应地提高。③低的热导率，约为碳钢的1/3。因此，S30408在焊接过程中会引起较大的焊接收缩变形，特别是薄板焊接时，变形尤为明显。
2对焊接变形的有关影响因素
对于薄板的焊接工艺来说产生变形的种类比较多因此相关因素也会比较多，而且更为复杂。据研究表明在制作工艺的具体流程中焊接变形主要是与以下几方面有直接的关系即：材料的热物理性能、焊接的方法、焊接热输入输出、位置、接头形式以及焊接顺序等方面。各种因素有着不同的变形状况。以下根据具体流程具体说明：首先是在炉体的制造过程中，如果是热输入越大则对焊接造成的影响的可能性越大，变形程度也就越大。尤其是对于使用焊接热输入大的地方就有着更大的变形程度。其次在对焊缝形状的研究表明，如果尺寸分布不均匀，其造成的变形就会越复杂，焊缝出现的数量也就会越多，从而造成的变形程度以及变形数量也会越多。再次对于焊接的具体过程中如果是定位焊点有着更为密集更大的焊点，或者是桩架更加牢固的地方所造成的变形影响就越小。如果是焊接顺序不得当，就会造成更加大的变形。焊接速度的快慢也会直接影响到变形的程度。最后对于薄板的焊接层来说，如果焊接层数为单层焊接，那么对变形的影响就不会很大。由此可见最终焊接薄板的变形程度需要有以上等各种原因各种因素综合作用引起变形。
3薄板焊接试验
3.1试焊准备
焊前需要对焊丝、焊剂进行检验，试焊薄板连接布置设计，焊接变形的预防，焊接设备检查，焊工资质及操作技能检查等准备工作。焊前检验母材的型号、出厂质量检验合格证等；复核焊丝化学成分和直径，并检查焊丝牌号是否与规定的使用焊丝相同；检查埋弧焊剂的湿度，使用前必须进行烘干。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆本次焊接试件选用Q235Bφ5mm钢板，采用I型对接口，焊前无需预热。清除对接口及两侧10-20mm范围内的油污、铁锈、氧化物等脏物。埋弧焊选用MZ-1-1000/1250型自动埋弧焊机，焊丝选用φ2.4mm的H10Mn2型焊丝，埋弧焊剂用SJ-101。制作多个焊接试验试样。
3.2焊接质量控制
如果焊件装配间隙太小、钝边太厚、焊条直径太大、电流过小、速度太快及电弧过长等，以及焊件接口表面氧化膜、油污等未清除干净，就容易产生未熔合、未焊透现象。施焊中在保证熔孔直径的前提下，注意埋弧焊机的行进速度，不能过快或过慢，过快会造成焊缝未焊透，过慢会造成焊缝烧穿。控制焊缝表面出现咬边。一是要焊接时严格控制熔池形状，通常把焊接熔池控制在扁椭圆形为宜；二是要预防接头超高。施焊前，先用砂轮机在起焊处打磨出斜坡形过渡带，在焊缝前方10mm处引弧，电弧引燃稍微拉长后再移到接头处，待形成熔池后再开始向前焊接。气孔是焊接时熔池中的气泡在凝固时未能逸出而形成的空穴。其产生的主要原因有坡口边缘不清洁、存在水分、油污和锈迹；焊条或焊剂未按规定进行烘干，焊芯锈蚀或药皮变质、剥落等。此外，埋弧自动焊电压过高也能在焊接过程中产生气孔。选择合适的焊接电流和焊接速度，认真清理坡口边缘水分、油污和锈迹，避免产生气孔。在焊接过程中要注意焊剂的流出速度，保证将焊缝熔池完全覆盖。
3.3对焊缝的控制
这时候就需要根据实际情况来选取最为合适的尺寸以及形状的焊条，并且还需要在能够满足焊接的前提下，保证有足够的承载力下，尽可能的使用较小的焊缝尺寸。主要的原理就是为了能够在最大程度上减少焊缝的填充量，如此一来既能够保障质量，不会产生变形，用料更省还能起到一定的美观作用。另外还可以使用先进的折边机，来对薄板进行折边操作，在保证折弯角度的情况下，尽可能的使用机械弯折，机械弯折的最大好处就是能够减少焊缝的数量。最后还需要对焊缝的位置进行合理科学的安排，最好是能够将焊缝保持在中心轴两侧的位置，这样在焊接过程中出现的变形能够起到一定的互相抵消作用。
4操作注意事项
①对工件的焊缝坡口、两侧边缘母材及焊丝都必须清理干净后，方可进行焊接。②正面焊枪先采用高频引弧方式引弧，待电弧稳定、熔池圆润后开始移动焊枪焊接，当反面焊缝见到钢板发红时，偏后5mm处引弧焊接，保护反面焊缝并成形。③正反面焊枪焊接速度基本一致，距离不能过大，以5mm合适，最大不能超过一个熔池的长度。④焊接过程中密切关注焊速与焊缝熔合状态的相互关系，保持熔池前端在圆润状态下移动焊接，焊枪移动时应均匀一致，同时注意内外的相互配合，正面焊枪要掌握焊接节奏。⑤中间停顿时，要及时通知对方，再焊接时，需打磨接头，再引弧形成熔池后，方可加焊丝。⑥正面焊枪的焊接电流比反面焊枪稍大些（约5-15A），焊接电流的实际数值根据焊工的熟练程度及现场的一些具体情况确定，尽可能的选用小电流、快速焊。⑦正面焊枪控制熔池温度，外形要均匀美观，无缺陷，熔合好，但线能量不宜过大。⑧反面焊枪紧随正面焊枪的发红部位，仅作微微摆动形成整齐焊纹。⑨喷嘴距熔池约8mm。钨极尖端距熔池2-4mm（采用摇摆法焊接时距离适当缩小）。⑩焊前应提前送气，焊丝前端应置于保护气体中，正、反面焊枪收弧后让氩气保护持续1-2min。
结语
综上所述，对于薄板焊接工艺来说不论是在于宏观上的焊缝成型来说，还是对于微观视角下的焊缝力学的性能来说，均需要达到相关的标准才可进行后续焊接工作。只有这样才能够避免在对薄板焊接工作进行的时候因为工人操作不当从而带来的参数变化最终使得工人的人工成本增加，对设备对材料造成能耗加大的浪费现象，才能够带来更好的经济效益。
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论文作者:1慕香奎,2裴先锋,3丁自力,4白玉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/31
标签：薄板论文; 熔池论文; 焊枪论文; 焊丝论文; 焊接工艺论文; 电弧论文; 焊剂论文; 《基层建设》2019年第11期论文;