研究不锈钢焊接中先进的焊接工艺
摘要: 伴随着焊接工艺发展的越来越成熟,焊接技术也得到了迅速的发展。焊接技术和焊接工艺被应用于制造业很多领域当中,然而,当焊接不锈钢材质的工件的时候,不同的焊接工艺会对不锈钢产生不同的影响。本文通过焊接工艺对不锈钢焊接过程中变形产生的影响进行深入的研究和分析,探索并研究出先进的焊接工艺,将焊接不锈钢时候将焊接应力及变形量控制在有效范围内,使焊接出来的不锈钢工件更加美观、牢固。

1.分析不锈钢焊接应力变形产生的原因

不锈钢焊接过程中,产生的应力和出现变形有以下几个原因:

1.1受热不均匀。在进行焊接过程中,操作人员对于构件进行了不均匀加热,在加热的过程中,当温度高于材料的屈服点温度时,工件会出现明显的压缩塑性变形问题。当冷却后,工件会产生残余应力。如果在加热过程中,出现了受热不均匀的情况,会导致焊件变形的方向和焊接之后焊件变形的方向相反的情况。在进行焊接加热时,焊缝及其附近区域会产生压缩塑性变形情况。冷却后,压缩塑性变形区域会产生明显的收缩。

1.2金属组织结构变化

在焊接加热的过程中,金属材料会因为不同的环境温度而产生不同的组织结构变化,不同的组织结构,会有不同的比容,因此导致焊接应力变形的产生。

1.3焊接不锈钢收缩的特性

不锈钢焊接后进入冷却环节的过程中,金属会由液态转化为固态,并且体积会发生收缩。因为不锈钢焊接过程中,焊接的金属材料和母材之间具有十分紧密的联系,所以正在焊接的金属并不能自由的收缩。这种情况是导致焊接产生变形的主要原因。不锈钢焊接过程中,焊缝中会出现残余应力。一条焊缝形成的过程中,也就是在焊缝冷却的过程中,焊缝中先发生结晶的部分会阻止后结晶的部分。这样就会导致焊接应力和变形。

2.焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响

2.1焊接参数的影响

焊接工艺的焊接参数主要包括电流和电压。焊接的电流直接影响焊接的温度,电流过大,焊接温度过高,导致不锈钢直接出现变形,电流过小,导致焊接的质量不合格。为了确保焊接出来的不锈钢工件美观牢固,一定要选择合适的焊接参数。

2.2焊接方法的影响

使用不同的焊接方法焊接不锈钢时候,会产生不同的变形影响。在选择焊接方法的时候,要始终围绕着不锈钢材料,从不锈钢材料的实际情况出发,这样才能避免出现变形的问题。

2.3焊接顺序对焊接不锈钢产生变形的影响

实践证明,焊接顺序是焊接不锈钢产生变形的主要原因。操作人员在焊接过程中要重点处理可能会产生变形的焊缝,比如若焊缝的长度较大,要采取分段焊接的方式来处理焊缝,在处理一些体积较大的不锈钢制品时,往往会出现无法明确焊接顺序的情况,设计人员应该优先分析找出影响焊接变形的主要因素,并最终选择焊接变形最小的焊接顺序。

3.预防不锈钢焊接变形的焊接工艺优化措施

焊接前以及整个焊接过程中的工艺流程在整个焊接变形控制中属于关键,而焊接之后的变形矫正作用则相对较为有限。因此对焊接前以及焊接过程中这两个方面对焊接变形控制进行分析:

3.1对厚度偏差进行严格的控制。

对于较厚的工件需要先加工坡口,再进行焊接。可以采用角向磨光机手动磨光的方式对工件采用机械加工坡口的方式,焊接过程中也可以设计制造出配套的工装,夹具等对工件定位尺寸等进行严格的控制。焊口如果要对其进行热处理的话,卡具、夹具等拆除也要在热处理试验之前进行,热处理之后则不能再母材上进行任何焊接操作。在对临时点固物进行处理的过程中,一定要避免对母材的损伤,同时还需要将残留的物焊疤清除干净。

3.2坡口形式及对口前处理

坡口形式有很多种,尽量选择电流可以较小的,熔深也较小的坡口,选择时也综合坡口角度等因素。坡口一定要保证均匀性,这样才能尽量减小对口时候得间隙,这样就能减少金属物的填充。此外,不锈钢热膨胀系数本身就较大,在焊接过程中就会产生较大的焊接应力,对于这种情况,在焊接过程中一定要严格使用定位焊接。

3.3焊接速度

适宜的焊接速度是以焊条直径、涂料类型、焊接电流、被焊接物的热容量、结构开头等条件有其相应变化,不能作出标准的规定。保持适宜的焊接速度,熔渣能很好的覆盖着熔潭。使熔潭内的各种杂质和气体有充分浮出时间,避免形成焊缝的夹渣和气孔。在焊接时如运棒速度太快,焊接部位冷却时,收缩应力会增大,使焊缝产生裂缝。 在正式焊接工件前,一定要做样件先反复进行试验,得出的实验数据中选择最佳的焊接参数及焊接速度等各种数据制作成工艺卡,试验样件一定要与准备要焊接的样件一样,这样试验得出的各种数据才有效。

3.4施焊处理

再施焊过程中,最好是对称焊,如果需要两名焊接工人同时进行操作,在焊接过程中速度最好保持一致。除此之外,反变形法在焊接过程中也属于一种较为实用的工艺。在焊接过程中一定要严格按照工艺卡上的焊接电流及焊接速度进行焊接,这样才能确保小的线能量,焊接过程中焊缝的层间温度也需要进行控制。

4.结语

在不锈钢的焊接过程中产生变形是普遍存在的现象,是现代焊接工艺不可避免的技术性难题,因此,在焊接不锈钢的过程中,必须采取优化焊接工艺,只有在焊接过程中掌控焊接方法,焊接顺序和焊接参数,在进行对不锈钢实际施焊过程中,能够有效的控制住变形。

参考文献

[1]白涛.焊接工艺对不锈钢变形的影响[J].科技传播,2016,8(02):112-113.

[2]谢平涛.焊接技术的发展及应用现状[J].河北农机,2016(04):51.