不銹鋼薄板焊接變形的控制方法及防治措施

不銹鋼薄板焊接變形的控制方法及防治措施摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，不銹鋼薄板在相關(guān)行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越普及，與之相關(guān)的焊接技術(shù)也隨著時(shí)間而不斷的發(fā)展。焊接過(guò)程中結(jié)構(gòu)件的變形問(wèn)題直接影響到了焊接質(zhì)量。在我國(guó)，薄板焊接已經(jīng)應(yīng)用到眾多行業(yè)之中，能夠顯著的提高產(chǎn)品的適應(yīng)壽命。對(duì)于不銹鋼薄板在實(shí)際情況中的應(yīng)用所存在的問(wèn)題，相關(guān)從業(yè)人員還是要從根本上出發(fā)，才能真正的有效減少產(chǎn)品產(chǎn)生變形的情況。我國(guó)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展相對(duì)其他國(guó)家來(lái)說(shuō)更晚一點(diǎn)，焊接的工藝也相對(duì)來(lái)說(shuō)存在著一定的問(wèn)題，變形等情況更易發(fā)生，最終導(dǎo)致了產(chǎn)品不符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等結(jié)果。本文就不銹鋼薄板焊接變形相關(guān)處理方法做出了具體的闡述與分析。關(guān)鍵詞：不銹鋼薄板；焊接變形；控制方法；防治措施刖言薄板在焊接的過(guò)程中，會(huì)因?yàn)楦鞣N、客觀因素產(chǎn)生一定程度上的變形，嚴(yán)重的變形會(huì)影響產(chǎn)品的最終質(zhì)量。焊接過(guò)程中的變形情況有著復(fù)雜、多元等特征，為提高焊接質(zhì)量，相關(guān)工作人員必須深入研究變形產(chǎn)生的因素以及不同因素的不同控制方法。國(guó)外的焊接技術(shù)發(fā)展較早，在各個(gè)方面都領(lǐng)先于我國(guó)的相關(guān)技術(shù)，為了縮小我國(guó)與別國(guó)之間的技術(shù)差距，相關(guān)工作人員也要不斷的進(jìn)行科研活動(dòng)，推動(dòng)我國(guó)相關(guān)行業(yè)的不斷發(fā)展。隨著大量的理論實(shí)踐以及實(shí)驗(yàn)，我國(guó)在變形影響因素以及相關(guān)控制方法的研究上取得了一定的成果，能夠有效提升我國(guó)薄板焊接的工藝水平。1影響不銹鋼薄板變形的各項(xiàng)因素不銹鋼薄板的出現(xiàn)可以追溯到上個(gè)世紀(jì)初，在工業(yè)革命期間，不銹鋼薄板憑借其合金鋼的本質(zhì)逐漸應(yīng)用到相關(guān)的領(lǐng)域。不銹鋼薄板的物理特征為：①表面光潔；②可塑形、韌性高；③機(jī)械強(qiáng)度大；④耐腐性好等。不銹鋼薄板在多個(gè)行業(yè)中都有一定的應(yīng)用，其用途也有著一定的差異。因此，不同行業(yè)對(duì)不銹鋼薄板的厚度標(biāo)準(zhǔn)都不同。不銹鋼薄板的抗彎能力弱，因此在焊接過(guò)程中極有可能產(chǎn)生變形。但是，其變形的產(chǎn)生也與以下因素有關(guān)：1.1進(jìn)行不銹鋼薄板焊接時(shí)，構(gòu)件的相關(guān)尺寸不合適經(jīng)研究人員的研究，焊接變形與以下因素有關(guān)：①鈍邊尺寸；②坡口角度;③尺寸均勻。不銹鋼薄板在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的變形量與上述因素有著正相關(guān)的關(guān)系［1］。在一般構(gòu)件的焊接過(guò)程中，坡口角度大一點(diǎn)更方便技術(shù)工人進(jìn)行操作，甚至可以間接的控制其成本。但是，不銹鋼在焊接的過(guò)程中，不能盲目的增加其焊接量，否則會(huì)導(dǎo)致焊縫坍塌的情況，甚至?xí)a(chǎn)生焊縫內(nèi)凹等情況。因此，在焊接過(guò)程中，構(gòu)件的相關(guān)尺寸不合適，極易引起不銹鋼薄板的變形問(wèn)題。1.2進(jìn)行不銹鋼薄板焊接時(shí)，裝配間隙以及焊角角度的不同裝配間隙、焊角角度也是能夠影響焊接質(zhì)量的重要因素。合適的裝配間隙有助于定位裝配過(guò)程中的構(gòu)件，而過(guò)大的裝配間隙卻無(wú)法控制構(gòu)件在裝配過(guò)程中的偏移量。過(guò)大的裝配間隙會(huì)導(dǎo)致焊縫在各個(gè)方向上的焊接收縮，最終導(dǎo)致完成品的焊縫平面上產(chǎn)生了沒(méi)有規(guī)律可言的偏差。焊接之后構(gòu)件產(chǎn)生的平面為以焊縫為中心產(chǎn)生一定的角位移，過(guò)大的焊角會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件的彎曲、扭曲等的變形。1.3輸入熱源對(duì)不銹鋼薄板焊接產(chǎn)生的影響不銹鋼薄板在焊接的過(guò)程中，焊縫區(qū)被高溫?zé)嵩此绊懚芯植康娜刍F(xiàn)象出現(xiàn)。焊縫區(qū)域內(nèi)的材料被急劇加熱，而周圍其他區(qū)域內(nèi)的材料溫度相對(duì)較低，溫度較低的區(qū)域就會(huì)對(duì)溫度較高的焊縫區(qū)產(chǎn)生約束，這就是彈性熱應(yīng)力。溫度急劇升高后，不銹鋼薄板材料的屈服應(yīng)力卻急劇下降，這時(shí)就出現(xiàn)了彈性熱應(yīng)力超過(guò)材料屈服極限的情況，這也正是熱壓縮。在對(duì)材料進(jìn)行冷卻時(shí)，由于受到周圍區(qū)域溫度不同的影響，材料的焊縫區(qū)會(huì)產(chǎn)生無(wú)規(guī)律的收縮變形，焊接區(qū)域與相鄰區(qū)域均受殘余應(yīng)力。不過(guò)焊接區(qū)域受到的是拉伸應(yīng)力，相鄰區(qū)域受到的是壓縮應(yīng)力。焊件在冷卻之后，由于各個(gè)部位不同溫度的影響，焊縫以及其周圍區(qū)域會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，而其他與則會(huì)產(chǎn)生壓應(yīng)力［2］。當(dāng)不銹鋼薄板自身的臨界失穩(wěn)應(yīng)力數(shù)值與殘余應(yīng)力數(shù)值差距較小時(shí)，不銹鋼薄板就會(huì)產(chǎn)生變形。也就是說(shuō)，輸入熱源的能量大小能夠顯著影響到不銹鋼薄板的焊接。1.4初始粗糙度、厚度對(duì)不銹鋼薄板焊接產(chǎn)生的影響較大的殘余應(yīng)力對(duì)不平整的材料有著較大的影響，不銹鋼薄板的初始粗糙度以及其本身存在的缺陷會(huì)導(dǎo)致其在焊接之后產(chǎn)生變形。不銹鋼薄板承受的臨界荷載與其粗糙程度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，粗糙程度越小，其所能承受的臨界荷載就越大。反之，不銹鋼薄板所承受的臨界荷載越小，越容易產(chǎn)生變形。不銹鋼薄板的厚度也是影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素之一。由于不銹鋼薄板的額物理特性，厚度越小，抗彎能力就越低。并且，在焊接的過(guò)程中，板材受到了極端溫度的影響，產(chǎn)生形變的可能性就越大。2控制不銹鋼薄板焊接變形的有關(guān)方法要想真正的控制不銹鋼薄板在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的變形，就需要從根本上了解相關(guān)的焊接工藝。前期的設(shè)計(jì)、到操作人員的熟練程度、焊接過(guò)程中的各項(xiàng)可控因素等方面都能夠影響到構(gòu)件焊接完成后的質(zhì)量。有效的控制不銹鋼薄板焊接變形，能夠最大限度的提高產(chǎn)品的質(zhì)量，有利于其在各個(gè)相關(guān)行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用于發(fā)展。相關(guān)工作人員需要考慮到薄板產(chǎn)生變形的各種因素，以合適的控制方法應(yīng)對(duì)較大的變形，保證不銹鋼薄板焊接之后的質(zhì)量。2.1利用多點(diǎn)加熱的方式控制不銹鋼薄板的焊接變形多點(diǎn)加熱的方式能夠真正的矯正不銹鋼薄板的凹凸變形，是一種十分有效的控制方法。焊后殘余應(yīng)力的消除應(yīng)該以熱處理的情況為基礎(chǔ)的判斷條件，對(duì)縫隙式樣進(jìn)行熱處理，最終達(dá)到控制焊后構(gòu)件回彈變形的目的，真正穩(wěn)定焊后構(gòu)件的尺寸［3］。另外，在進(jìn)行焊接工作的過(guò)程中，相關(guān)工作人員需要使用行業(yè)內(nèi)部的專業(yè)工藝裝備，增加必要的工作程序。但是，在實(shí)際的工作、生產(chǎn)過(guò)程中，工藝流程總是存在著一定的問(wèn)題以及缺陷，因此相關(guān)工作人員需要從各個(gè)角度進(jìn)行焊縫的調(diào)整。2.2利用均勻熱法控制不銹鋼薄板的焊接變形均勻熱法能夠有效地降低熱輸入機(jī)械拉伸溫差，也能夠控制各種不同的冷卻夾具，不斷地增大冷卻溫度。也就是說(shuō)，均勻熱法能夠合理的控制溫度，也能夠靈活的調(diào)控各種參數(shù)，最終達(dá)到控制不銹鋼薄板焊接變形的目的。2.3利用動(dòng)態(tài)溫差拉伸法控制不銹鋼薄板的焊接變形這種方法能夠真正意義上的防止焊接過(guò)程中，板材出現(xiàn)熱裂紋的情況，也能夠有效的較少工作過(guò)程中產(chǎn)生的變形，因此，動(dòng)態(tài)溫差拉伸法的合理應(yīng)用能夠幫助相關(guān)工作人員在進(jìn)行不銹鋼薄板的焊接過(guò)程中獲得最小的焊接變形，有利于構(gòu)件在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用于發(fā)展。2.4利用合理的工具控制不銹鋼薄板的焊接變形焊件的變形情況能夠影響到產(chǎn)品的最終質(zhì)量。各個(gè)行業(yè)對(duì)不銹鋼薄板有著不同的尺寸要求，但是對(duì)其質(zhì)量的要求都很高。手工切割、等離子切割等方式存在著較大的誤差，因此，在不銹鋼薄板的加工環(huán)節(jié)，應(yīng)該選擇合理的工具，如激光切割機(jī)、機(jī)械刨邊等，盡可能的保證焊接質(zhì)量。另外，也要對(duì)薄板進(jìn)行一定程度的打磨，保證其能夠達(dá)到焊接標(biāo)準(zhǔn)［4］。在長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐過(guò)程中，研究人員發(fā)現(xiàn)：是以的工裝夾具能夠有效提升組合的剛度，降低其變形傾向。2.5反變形方式進(jìn)行控制不銹鋼薄板焊接變形容易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，實(shí)施焊接應(yīng)力集中相反的方向變形控制也是一種方法，焊接前根據(jù)拼接方向進(jìn)行角度反變形，可減少焊后矯形工作量，同時(shí)保證矯形次數(shù)過(guò)多引起的質(zhì)量偏差。2.6焊接方式上控制焊接變形進(jìn)行不銹鋼薄板焊接時(shí)，可采用退焊和間斷焊進(jìn)行焊接控制，焊接選擇較小的焊接電流，間斷焊接降低局部焊接溫度，退焊一定程度上消除一部分焊接應(yīng)力，兩者結(jié)合的好會(huì)對(duì)焊接變形起到事半功倍的效果。結(jié)語(yǔ)：導(dǎo)致不銹鋼薄板變形的因素有許多，除了客觀因素之外，也與工人的技術(shù)高低有關(guān)。各個(gè)因素不是平行的關(guān)系，而是可以疊加的，在各種因素疊加之后導(dǎo)致了焊件內(nèi)部的殘余應(yīng)力大于其自身的臨界荷載，最終引起了焊件的變形。隨著我國(guó)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，不銹鋼薄板焊接變形的控制方式也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，但是相關(guān)工作人員仍需不斷努力，進(jìn)而不斷提升不銹鋼薄板的質(zhì)量以及使用年限。參考文獻(xiàn)：［1］ 郭信田，韓秀法.不銹鋼薄板焊接變形影響因素與控制方法［J］.商品與質(zhì)量，2015，000（021）：1