焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响及对策分析

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　　摘  要：在技术进步和发展的背景下，大众更重视技术管理和工程质量，为了提升技术效能，加强技术管理是非常有必要的，在实际的工作过程中，加强焊接工艺保证和维护是非常有必要的，其能有效避免因为技术不过关产生的设备损坏问题，并能有效维护设备本身的安全稳固。但是在焊接过程中，因为技术的不同和操作人员的规范性不同，往往会出现一定的焊接缺陷，以不锈钢焊接为例，不锈鋼灵活轻便，但是焊接导致的变形问题也是非常严重的，因此在实际的施工操作过程中加强技术管理，降低焊接对不锈钢变形产生影响，能最大程度上规避经济损失及社会损失。为了提升焊接工作技术和质量，对此进行研究分析是非常有必要的。
　　关键词：焊接工艺;不锈钢焊接变形;影响;对策分析
　　中图分类号：TG457.11      文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）23-0115-02
　　Abstract： In the context of technological progress and development， the public pays more attention to technical management and engineering quality. In order to improve technical efficiency， it is necessary to strengthen technical management. In the actual working process， it is essential to strengthen welding process assurance and maintenance， which can effectively avoid equipment damage caused by technical failure and maintain the safety and stability of the equipment itself. But in the welding process， because the technology is different and the operator's standardization is different， there are often certain welding defects. To take stainless steel welding as an example， stainless steel is flexible and portable， but the deformation problem caused by welding is also very serious. Therefore， in the actual construction operation process， strengthening technical management and reducing the impact of welding on stainless steel deformation can avoid economic and social losses to the greatest extent. In order to improve the welding technology and quality， it is necessary to study and analyze it.
　　Keywords： welding process; stainless steel welding deformation; influence; countermeasure analysis
　　1 焊接工艺
　　焊接是一种用高温和高压的方式实现金属接合，并将热塑材料将介质之间结合的工艺，其原理就是通过加压或者加热，并辅以填充材料让工件之间紧密结合。其技术原理较为简单，但是实际的操作中，因为不同的焊接介质和焊接要求，其还是有比较大的区分。在此列举了几种比较常见日常使用也比较方便的焊接工艺，主要的焊接类型及优缺点比较。不锈钢焊接基本方式有两种，第一种是传统的焊条电弧焊接，第二种是气体保护焊接。
　　焊接工艺按照焊接途径区分，可以分为熔焊、钎焊和压焊，在技术的进步下，也有电子束、超声波焊接等方式，对环境的要求也越来越低，多环境均可操作。同时，基于焊接可能给操作人员带来身体上的损伤，因此在实际的操作过程中需要佩戴防护措施。
　　主要焊接类型有以下几种：（1）熔焊，这种方法是加热待连接的工件使其局部熔化，此步骤形成的状态叫熔池。当熔池冷却并凝固后再被连接起来。如有必要可加注辅助下材料。优点是方便焊接，焊接的速度快。缺点是少部分金属不适用这种方法。适用范围：大部分主要金属、不锈钢焊接。（2）压焊，是焊接的过程中，给焊接施加一定的压力，让金属材料和部分金属材料之间融合。优点是稳定性高，缺点是不易操作，主要适用于需要稳固支撑性的焊接。（3）钎焊，是采用一种特殊的金属材料作为钎焊料充实接头的缝隙金属表面被润湿凝固后两者即可融合在一起。优点是焊件的应力变形比较小，对焊件的性能没有太大影响，缺点是需要做好前期准备，适用于不锈钢、高温合金、异种金属等。（4）电阻焊，是以电阻热为能源，在一定电极压力作用下将两者表面接触并熔化。优点是适用于大范围生产，缺点是需要一直施加压力，适用于各类钢材和不锈钢。（5）气体保护焊，是通过在焊丝和工件之间的燃烧电弧，在不同的位置进行焊接。优点是稳定性高，灵活性强，缺点是成本较高，适用于不锈钢、高温合金、异种金属等。
　　2 不锈钢焊接变形的成因
　　不锈钢变形是一种非常常见的不锈钢焊接缺陷，这种方式可能造成应力集中且使用寿命缩短，甚至会因为焊接管线的变化对焊接本身产生影响，而对于出现缺陷和缺陷超标的产品，根据行业规定需要重新焊补，所以说，在实际的操作过程中需要尽量避免这种问题。 　　2.1 焊接尺寸不符合要求
　　2.1.1 现象分析
　　在实际的焊接过程中，焊接缝隙的余高很大，并且焊接的宽度和错变量很大或者焊后的变形量不符合标准规定，除了会影响焊接的美观性，最直观的影响是可造成质量问题。第一，因为焊接宽度不同造成的问题：影响产品的美观性，也可能造成焊缝和母材之间的强度不够;第二，因为焊缝余高很大产生的问题，应力集中，如果焊缝的强度比母材更高，那么就得不到应有的接头强度;第三，因为焊接错边产生的问题，传导力扭曲，会导致应力过于集中，不锈钢钢材的强度会下降。
　　2.1.2 原因分析
　　造成这样问题的原因是，第一，不锈钢焊接管口的坡角角度不合理;第二，焊接钝边缝隙不够均匀;第三，焊接工艺参数选择不够合理;第四，焊接工人操作的规范性有待加强。
　　2.2 焊接咬边贴合程度不高
　　2.2.1 现象分析
　　在实际的焊接操作过程中，可能在焊趾的母材部位烧熔，从而形成一个不平整的凹槽，这种情况叫做咬边，咬边贴合程度不高产生的最大问题就是焊接接头的强度不高，因为应力很集中也容易产生焊接的裂缝。
　　2.2.2 原因分析
　　产生这种问题的原因主要是：第一，在焊接的过程中错误选择电流，导致电流过高;第二，电弧过长导致焊接不充分;第三，焊条的角度放置不合理，产生焊接偏差;第四，操作工人在运条的时候没有选择合适的方法。
　　2.2.3 焊接没有焊透
　　（1）现象分析。在電焊的时候，焊接接口的根部没有完全焊接完整，没有焊透的位置应力集中，也非常容易产生部件开裂的问题。（2）原因分析。产生这种问题的原因是：第一，不锈钢焊接管口的坡角角度不合理;第二，没有做好焊接钝边处理;第三，焊接工艺的参数没有选择得当;第四，焊接的过程中错误选择电流;第五，焊接工人的错误操作。
　　3 降低焊接工艺对不锈钢焊接变形影响的对策分析
　　焊接工艺对不锈钢焊接制品质量产生的消极影响是很难估量的，不仅会对焊接不锈钢部件的自身承重产生影响，更重要的是对焊接部件自身来说，其自身的美观性也是会受到一定影响的。而为了降低这种影响就要合理选择焊接技术，比较常用的技术有以下三种。
　　3.1 左右交替焊接
　　3.1.1 焊接前的准备
　　焊接前需要准备焊条，规格为E5015（J507），φ3.2，若采用二氧化碳焊接则使用实心焊丝。在作业之前需要将焊条放置在一定温度的烘焙箱中一个小时，一小时后拿出冷却，如果存在焊条加热以后使用不及时的问题，需要及时放在保温箱中保温。焊接之前做好异物清理，将焊接接口周围50毫米单位内的杂物和铁锈进行清理。如果是露天作业需要检查风向。
　　3.1.2 焊接过程
　　焊接工艺：以立焊为例，第一，打底阶段，打底采用焊条电弧焊的方法焊接，采用3.2毫米的焊丝直径，输入电压和电流分别为：20～50V、110～130A。第二，填充阶段：采用CO2焊，焊丝直径为1.2毫米，输入电压和电流分别为：15～25V、120～180A。二氧化碳的气体保护量为1/min。
　　3.1.3 焊接注意
　　这种方法基本和跳焊法相同，但是焊接的距离加长，非常适合长度较大的焊接接缝和薄板焊接。左右交替焊接比较适用于中大型的不锈钢构件，并且对市面上绝大多数的焊接模式都比较使用，一般情况下是采用气焊、立焊和横焊等方式焊接，多采用电弧焊打底和填充。
　　3.2 对称焊接
　　对称焊接比一般的焊接方法更难，但是如果能保证焊接质量就能消除焊接变形等焊接缺陷、铝合金熔点低，易熔化的特点导致其很容易被焊接，但不锈钢也具有比热和熔化潜热大的特征，导致实际的导热系数很大，并产生一定的局部加热困难。因此在焊接时，必须使用高能量密度和高功率的焊接设备，使其具有较大的热源。
　　由于不锈钢熔池容易吸收气体，大量气体在高温下融入，但在焊接冷却和凝固过程中再去处理就为时已晚，尤其是因为这些气体在焊缝中聚集能形成气孔。对称焊接时，两侧有施加惰性气体，能达到有效保护熔池的目的，减少空气进入对熔池产生的影响，熔池两侧电弧对熔池具有一定的混合作用，也更有利于气体的析出，对称焊接一般可以避免在焊接的预热过程;不锈钢材料在高温下强度降低和塑性降低，进而产生坍塌问题。对称焊接两侧电弧的推动力可避免出现以上问题，让焊缝的前、后两面良好成型。但是这种焊接方式最大的问题就是对称焊接对焊接工艺和焊接面的清洁有严格的要求，如果不能保证此问题那么就很难避免焊接失误，这需要焊工在焊接前和焊接过程中密切配合，根据焊接对象的不同灵活分析。
　　3.3 分段焊接
　　分段焊接比较适用于大型和超大型的焊接，一般需要多人配合或者一个小组合作，在实际的焊接过程中需要做好协同施工，并避免焊接不协调产生的负面影响。焊接的基本要求为：第一，焊接之前做好技术管理，并做好钢板预先矫正和清洁加工，在实际焊接之前去除表面的水分和油污;第二，焊接的起始端应该安装一个护板，焊接之前做好预热，焊接之后注意保温和参数记录。在下雨天等恶劣天气应该做好有效的焊接保护。
　　4 对提升不锈钢焊接质量降低焊接缺陷的思考
　　焊接过程中对不锈钢产生的影响是两面的，一方面其能实现两块或者多块的不锈钢钢板的衔接，并实现一定的工程目的，但是如果操作不得当，也会产生一定的施工风险和施工阻力，不锈钢焊接变形是非常常见的一种，其对不锈钢产品本身的影响是负面的，其不利于构件的稳固性，因此在实际的焊接工作过程中需要尽量规避这种影响。
　　在实际的焊接工作过程中，往往会发现，因为焊接质量不高导致的设备问题频频出现，在一定程度上会影响工程设备本身的质量。但是焊接缺陷会直接影响焊接质量，必须不断纠正才能对施工质量本身做好纠正。因此这对我们焊接工作的一线员工来说压力更大，要不断更新自身的知识素养，并做好自身的技术更新，在不断的实践摸索中提升自身的焊接工作能力，才能保证工作的有效进行。
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