焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响分析

焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响分析

靳林宇

山东电力建设第三工程有限公司   山东   青岛  266000

摘要：焊接变形的有效控制是进行海上平台钢结构建造过程中的重要工作环节。局部的焊接变形影响着整体的施工质量，整体焊接变形会造成巨大的安全隐患。由于焊接变形受多方面因素的影响，并有多种变形形式，因此，要综合考虑多种原因，结合平台钢结构建设的实际特点，分析焊接变形产生的原因，有针对性地提出解决措施，从而有效地把控变形现象的发生，保证钢结构建造的整体质量。

关键词：焊接工艺；不锈钢；焊接变形；影响

减小结构焊接变形量的方法就是将焊接的顺序调整并对其结构进行优化，焊接顺序的调整在实际生产过程中比较简单，调整中所需要的成本也较低廉，将其结构优化可以很大程度地控制焊接变形的出现，同时在有限元模型的使用中可以利用不同的焊接顺序对结构件可能出现的变形情况进行预测，根据预测的结果改进就可以促进焊接结构的完整性及焊接质量的优质性。

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

2.1焊接方法

在不锈钢焊接的过程中，焊接方法不当会很容易引发焊接变形问题。目前我国的焊接工艺中比较常见的有电弧焊、氩弧焊和保护焊，这几种焊接方式在使用的过程中都会产生大量的热量，但是其具体温度不同，而且焊接的具体流程也不同，因此最终的不锈钢焊接质量也会随之发生改变。不同的焊接方法在使用的过程中会使不锈钢构件的应力发生变化，进而引发变形问题，所以对不锈钢焊接方法进行控制，就是防止不锈钢焊接变形的有效方式。

2.2焊接顺序

在对不锈钢进行焊接操作时，焊接顺序非常关键。如果焊接不能按照正确的顺序进行，将会直接增加焊接变形概率。特别是在日常生活中使用焊接工艺时，已经充分证实了焊接顺序的重要性。针对不锈钢焊接变形影响而言，焊接顺序是发生变形的主要因素。焊接顺序不正确将直接影响不锈钢构件的性能，使应力发生改变，从而发生焊接变形。如果焊接顺序不能严格按照依据进行规范，那么在进行焊接时将易出现焊接变形。因此，在进行不锈钢焊接操作时，需要充分了解其功能，将容易发生变形的部位优先焊接。

2.3焊接参数

焊接参数通常包括焊接电流、电弧、电压等，在焊接过程中，这些参数会直接对不锈钢焊接变形造成影响。其实，在进行不锈钢焊接操作的时候，其焊接顺序和焊接方法依照不同情况是随时发生变化的，焊接技术人员可以依据实际情况进行调整，同样，焊接参数也是可以调整的。焊接时的实际电流与焊接温度有一定的关系，一般焊缝中心的温度达到了2000℃，中间弧柱的温度高达5000℃，阴极区的温度达到了1300～2500℃。焊接操作的标准值直接限定了不锈钢焊接的具体操作，规定标准值的主要目的是避免在焊接过程当中不锈钢出现焊接变形或电流过大的现象。为了使不锈钢构件焊接受热均衡，一定要严格控制焊接电流，如果焊接电流过小，焊接的质量会受到直接的影响。

3预防不锈钢焊接变形的焊接工艺优化措施

3.1钢焊接前控制

在不锈钢焊接之前，需要做好如下几点准备工作：首先，结合不锈钢构件的整体功能需求，事先预判焊接过程中可能出现的焊接变形问题，然后确定合理的焊接顺序及焊接变形动态监控和调整方案。其次，科学选用焊接前的预防不锈钢构件焊接变形的控制方法。较为有效的方法有反变形法、刚性固定组装法、预拉伸法等。在不锈钢构件焊接前，根据构件的形状规格及大小等因素，对焊接变形量进行提前预测，这一方法称为反变形法。反变形法在应用时需要对不锈钢构件进行精准的测量，特别是针对大型不锈钢构件，应在得出焊接变形概率及大致部位后，根据测量的结果，采取与变形方向相反的抵消措施。刚性固定组装法主要是借助全方位固定措施，对不锈钢焊接构件进行固定，以降低焊接变形概率。这一方法需要准备特定的作业机具。预拉伸法在预防不锈钢构件变形问题上效果最为明显，此方法主要是通过对不锈钢构件进行200-400℃的预热，将构件的残余应力进行消解。

3.2焊接过程控制

不锈钢焊接过程中，由于不锈钢可能会出现焊接变形现象，所以必须在焊接前控制好影响因素，在实际操作过程中才能够有效减少不锈钢焊接变形的现象。在具体操作过程中，如果有和实际不相符的现象，为了进一步确保不锈钢焊接工作正常有效进行，应当及时进行补救，同时构建监督机制，工作人员也必须严格地开展相关工作，在不锈钢焊接过程中便能够有效减少焊接变形现象。在不锈钢焊接过程中，应当充分重视工作人员的操作化水平，并且要及时查看工作人员是否能够根据相关流程办事，在实践操作过程中是否存在隐患必须加强有效控制，才能够确保焊接工作的有效进行。在不锈钢焊接过程控制中，应当关注有关焊接规章制度的落实，对工作人员进行及时检查，切实查处违规行为对于不锈钢焊接工艺的可持续发展有着一定的促进作用。焊接搭接方式为T型、L型、平面大介零件应当在零件下焊道位置加垫铜板，厚度约为八毫米以上，铜板热传递效率相比较钢板而言更高能够将焊接热量带走，有助于减少不锈钢焊接的热变形现象。对于民友家电铜板的空间或者是形状复杂的构件，不能用上述方法解决问题，可以采用谁能法解决水流法，主要分为喷淋冷却法、温沙冷却法。可以在不锈钢焊件的焊道背面采用水流进行喷淋降温，此类方法适用于面积较大的不锈钢零件。对于难以保证水流进入焊道位置的构件，可以选用温砂冷却法，可以将大于焊接零件的容器内装满沙子，并且倒入温沙，进行焊接此类方法的优点是简单可操作，并且适用于各类型状复杂的零件。

3.3焊后矫正

如果不锈钢焊接结束后出现焊接变形，需要对其进行针对性矫正。例如，不锈钢局部位置发生温度变化，当焊接操作结束后，需要对局部变形位置进行加热，使该位置变形可以得到压缩，改善焊接变形。通常情况下，以火焰作为加热的主要方式，便捷性极强，已经在焊接变形矫正中得到了良好应用。另外，可以对焊接变形位置进行整体性加热，以达到矫正的目的。该做法可以对构件进行全方位加热，当温度到达实际要求时再开始构件锻造。但是，针对大型不锈钢构件来说，其产生的焊接变形变化性较强，会受到多种限制。整体上，当焊接已经结束后再对焊接变形进行矫正，很难保证不锈钢构件质量。因此，需要采用正确的方法矫正焊接变形，并严格控制焊接的过程，才能有效减少焊接结束后的焊接变形矫正工作量。

4结语

综上所述，我们能够看出随着我国经济的不断发展与创新，越来越多的工业设备应用于装备制造业中，大部分设备都是应用不锈钢材料经过焊接工艺加工制成，对于焊接工艺的控制极为重要，所以在日后工作中必须进行有效研讨和创新。不锈钢焊接变形受到多方因素的干扰，主要有焊接方法与焊接顺序与焊接参数等等，由于不锈钢焊接变形现象极为普遍，此类技术问题难以有效避免，所以必须有效优化焊接工艺，在焊接过程中切实掌握焊接参数与方法、顺序等等，才能够确保不锈钢焊机变形有效控制。

参考文献

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