焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响及对策分析

焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响及对策分析

冷康龙 高斌 辛姚兴

中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东 青岛 266000

摘要：不锈钢以其不容易产生化学反应、价格低廉等特点在我们的日常生活中和制造生产中得到了广泛的应用。在不锈钢的工艺操作过程中，往往需要通过焊接工艺来实现不同形状、不同用途的不锈钢产品，但是由于焊接过程中温度急剧升高，不锈钢焊接很容易出现变形。本文中焊接工艺对不锈钢变形的影响因素和预防措施两方面展开研讨。

关键词：焊接工艺；不锈钢焊接变形；影响因素；解决措施

引言

人们在日常生活中对不锈钢制品的使用需求是比较大的，同时也对不锈钢制品外表的美观性和实用性有主观的选择。如果在焊接工艺中不注重对不锈钢焊接变形产生的影响，就会使不锈钢制品在市场中受到人们的驱逐，不利于不锈钢工艺的长远发展。因此对不锈钢产的物理性质、化学性质进行充分研究和掌握焊接工艺的基础上，从不同的方面对焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响因素和预防措施进行探讨具有极大的工艺进步意义。

1焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响

1.1焊接工艺参数的影响

焊接参数是焊接工艺的主要构成，主要包括焊接速度、焊接电流、焊接电压和焊接角度等。这些参数决定了焊接过程的热量输入和最终的焊缝形貌，一般焊缝的形貌应呈平坦或微凸形。合适的焊接速度满足焊缝的填充要求。焊接件的变形也与焊接热输入有关，热输入越高焊缝热胀冷缩越厉害，意味着变形越严重。增大焊接速度降低电流和电压，是减少焊接热输入的主要方法。在不锈钢的焊接工艺中，合适的焊接参数能够有效减轻焊接变形。

1.2焊接标准

焊接标准与焊接参数间存在一定对应关系，对不同的焊材需制定不同的焊接标准。若焊材较薄，则电流和电压则需要相应减小，若焊材较厚，则需适当增加电压电流。不锈钢构件焊接时，若不考虑焊材的厚度和不锈钢构件的应用范围而盲目的选择不合理的焊接标准，则会造成不锈钢焊接变形。此外，焊接制造车间无法制造统一的焊接标准也是造成焊接变形的因素之一。一般而言，同一车间的焊接任务基本相同，每个焊接工作人员按照不同的焊接标准进行焊接，其焊接质量会参差不齐，出现不锈钢焊接变形的几率会相应增大。

1.3焊接方法的影响

经过焊接研究者长时间的研究与实践，目前，已经具备了多样化的焊接方法，不同的焊接方法会对工件产生不一样的热输入。就不锈钢材料而言，不同类型的不锈钢材料受到温度的影响程度是不同的，而不锈钢焊接产生变形的重要原因是由于焊接过程中大量的热能输入造成产品上出现高温熔融区、热影响区以及母材的低温区，这些不同区域的不锈钢材料会因为不同的温度出现不一样的质量体积，在冷却后高温区呈现拉应力，低温区出现压应力，这些残余应力最终会导致焊接产品的变形。要选取合适的焊接工艺，首先，要对不锈钢材料进行分析研究，掌握不锈钢本身的各项材料特性，了解不锈钢材质受温度的影响曲线，通关一定的方式测算出某种特定的焊接设备和焊接工艺所产生的热量对不锈钢产品的影响，并选取较为合适的焊接方法，从而可以有效地降低不锈钢焊接变形的程度，提升焊接成品的质量。

2针对不锈钢焊接变形的解决措施

2.1焊前设计

在焊前设计过程中充分了解不同的焊接工艺对不锈钢的不同层次进行焊接，所需要的电流电压以及各项参数能够有效预防不锈钢的焊接变形。例如采用手工电弧焊的焊接方法时不锈钢的打底层、过渡层等在不同焊材规格下进行焊接，所采用的焊接电流、焊接电压以及焊接速度都是不同的。在对不锈钢的构成和形状进行研究之后，选择合适的焊接工艺和焊接设备来减轻和预防焊接过程中产生的变形影响是非常基础的一种方法。除了通过焊接过程中的各项参数来有效预防焊接变形影响，还可以通过拉伸法来消除在焊接过程中因为预热余力而对不锈钢材料其他部位产生的变形因素。焊前设计的不锈钢变形预防还有一种方法是刚性固定组装法，这种方法更为简单直接。

2.2全面控制焊接材料以及焊接环境

焊接材料以及焊接环境对于最终焊接效果的影响也是不容忽略的。因此在实际的焊接过程中，需要尽可能选择正确的焊接材料，这样才能提升不锈钢焊接件的使用年限，使其整体结构可以更加的稳定可靠。因此在焊接工作开展之前，就需要及时了解焊接材料以及施工时焊接的环境，尽可能避免在施工现场可能会存在的问题，从而保证最终的焊接质量。首先对于焊接环境的控制，就要尽可能避免外在因素，对于焊接环境的影响，并尽可能制定出相应的备用方案，避免环境问题影响最终的焊接工作开展。比如焊接环境湿度比较大的话，焊接裂缝的紧密度就会相对比较差。因而对于焊接材料的选择，要根据实际的场地以及它用途和相关工艺技术来确定最终所应用的焊接材料，而且在相关材料的保存中，也要尽可能保证干燥的环境，避免焊接材料因为潮湿而影响后期的焊接效果。

2.3焊接参数

在焊接过程中对各种焊接参数进行明确，有助于焊接工作者控制焊接对不锈钢的变形。例如在焊接设备两极产生的电流或电压过大时，就会导致不锈钢局部热量过高，从而导致不锈钢的变形。在进行焊接工艺之前，要对焊接设备的不同参数进行详细的了解和掌握。

3.4提高焊接人员专业素养

随着当前信息化手段的深度应用，很多地方的焊接工作实现了全自动化，但是在实际的焊接施工现场考虑到各方面因素，手工焊接也是比较常见的。但是无论是全自动焊接还是手工焊接都需要焊接人员的配合控制。这时候就需要经验相对比较丰富而且比较专业化的人员来进行相关工作的开展，这样才能更好的保证最终的焊接质量，但是在实际的企业工作中很多焊接工作人员的专业素质是相对比较低的。因此要保证最终焊接质量控制，也要注重对于焊接工作人员专业素养的培训，增强其对于焊接工作的质量意识和责任意识，使焊接工作可以更加规范化，专业化。

结束语

综上所述，焊接工艺会在一定程度上导致不锈钢构件焊接变形发生，由于焊接顺序、焊接参数以及焊接方式等因素的影响，不锈钢构件焊接变形出现频率仍然比较高。因此，焊接工艺的优化与提高十分必要。完善焊接方式，制定相应焊接标准，提高工作人员专业技能和理论知识都会大大降低焊接变形发生。

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