焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响分析

威海职业学院　林宁



焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响分析

威海职业学院林宁

摘要：不锈钢具有良好的抗腐蚀性，而且生产成本比较低，因此被广泛应用到焊接零部件中。由于不锈钢在焊接过程中存在焊接构件变形等缺点，因此研究焊接工作对提高不锈钢焊接质量具有重要的现实意义。

关键词：焊接；不锈钢；变形

不锈钢由于具有很好的耐腐蚀性，其在工业发展中占据重要的地位，被广泛地应用到机械设备中，焊接是机械制造业的重要加工技术，我国焊接技术的不成熟、焊接设备不先进等因素，导致我国不锈钢焊接存在变形的问题，而避免或者降低不锈钢焊接变形的重要举措就是控制焊接工艺，提高焊接质量。

1　不锈钢焊接变形产生的原因分析

不锈钢具有很强的抗腐蚀性，而且其制作成本比较低，因此在具有广阔的市场，但是由于其焊接变形而带来的质量问题也比较突出。焊接变形主要是焊接应力引起的，由于不锈钢在焊接过程中金属内部受到不均匀的加热和冷却进而产生内应力，而这种内应力会导致不锈钢焊接两侧材料出现不同程度的膨胀导致变形。具体就是当焊接缝冷却时，被塑性压缩的焊接区会趋于缩短，但是两侧材料限制产生纵向拉应力，出现我们常见的变形等现象。根据实践，不锈钢变形主要包括纵、横向收缩、弯曲变形以及扭曲变形等等。

2　焊接工艺对不锈钢焊接变形影响因素

焊接工艺主要包括焊接电流、焊接参数、焊接材料以及焊接顺序等等，任何一个因素都会影响焊接工艺，结合工作实践，影响不锈钢焊接变形的因素比较多，具体表现在以下方面。

2.1焊接工艺参数对焊接质量的影响

焊接工艺参数就是在焊接过程中为了保证焊接质量而选定的诸物理量的总称，不锈钢焊接主要采取钨极氩弧焊工艺，因此焊接工艺参数对焊接质量的影响也是比较大的，以焊接电流种类为例，焊接电流种类直接决定焊接熔深的参数。直流电源具有电弧稳定、飞溅小的特点，而脉冲电流则更加适合高质量的焊接过程，因此如果选择不合理的电流种类就会增加不锈钢焊接变形的可能性。另外焊接过程中电流的过大过小也会影响焊接质量，导致焊接变形，如果焊接接头的质量不高，在焊接过程中由于接头过大，导致不锈钢受热不均匀，增加熔宽，导致出现咬边、烧穿等质量问题。

2.2焊接顺序对不锈钢焊接质量的影响

焊接顺序就是按照规范的焊接步骤操作，不合理的焊接顺序对焊接变形的影响较大，其影响主要体现在应力上，不合理的焊接顺序对打破金属受热之后的内部结构变化，从而导致出现焊接变形。比如在进行较长焊接缝焊接的时候，如果采取分段焊接的方式，若不能控制焊接顺序就会导致焊接出现变形。这是因为改变原有的焊接顺序导致不锈钢周围材料受力不同，基于热胀冷缩原理就会使得原料出现变形。

2.3焊接工装夹具对不锈钢焊接变形的影响

采用工装夹具是强制约束不锈钢减小变形的一种方法，此种方法主要应用于厚度小于10mm的不锈钢板件，而对于大于12mm的板件需要焊接，因此焊接工装夹具设计对不锈钢焊接变形的影响也是非常大的：一是焊接定位的工序安排对焊接质量影响大。如果定位装配过大就会导致不锈钢的重心位置发生变化，进而导致应力的变化，导致焊接出现变形；二是工装构件的固定也非常重要，如果在固定过程中出现固定位置不准确或者出现细微的偏差等现象，就会使焊接出现变形。例如，在对不锈钢夹收紧的过程中出现夹紧力过大就会造成构件受力不均，从而导致不锈钢在焊接的过程中因为受到外力而出现变形。

当然焊接方法也会对焊接变形产生影响，在焊接过程中往往需要根据不同的焊接要求选择相应的焊接方法，因此不同的焊接方法也会对焊接变形产生影响。比如有些焊接方法可能会导致不锈钢焊接变形加剧。

3　控制不锈钢焊接变形的焊接工艺策略

3.1在焊接前进行技术处理

在焊接前对不锈钢焊件进行如机械性的打磨和处理，并使用有机溶剂清理焊缝，以保持焊缝的清洁，避免有污物和杂质等的残留，从而保证焊接工作的正常进行。另外，刚性固定组装法、预拉伸等也是通过在焊接前对焊件进行处理以防止变形的方法。对不同结构和大小的焊件，所采用的方法也各不相同。比如，预防变形法是通过在焊接前根据焊件的结构和尺寸做出变形预测，再经过严格的计算与校核，从而针对可能出现的变形采取有效的措施进行预防。

3.2在焊接过程中进行控制

在焊件进行焊接的过程中，可通过采取调整参数、选取不同的焊接方法等来进行控制，以对可能出现的变形进行预防。这时应根据具体情况进行相应的操作，通过焊接过程的特点来选择相应的措施。例如，在焊接过程中可采取随焊两侧加热、随焊碾轧等方式来控制焊接变形问题，但同时这两种方法也受到使用设备的限制，因此一般较少采用。另外，在焊接时的控制也受到操作人员的个人素质的限制，若操作不当或未按要求进行操作，会导致更加严重的后果，因此，要加大对焊接工作人员的专业培训，提升相关人员的素质。

3.3做好焊后矫正工作

焊接工艺在完成之后，需要及时对焊接的产品进行必要的技术矫正，以此保证适应产品的质量，具体就是针对某些不锈钢在焊接过程中出现的变形问题，需要及时采取区域加热的方式降低压缩性塑性变形的产生，并且对出现的变形进行控制。当然在实践中我们经常用的一种矫正方法是整体加热法，也就是将不锈钢进行整体加热之后再进行锻造。总之焊后矫正是控制不锈钢焊接变形的重要环节，由于焊接矫正工艺可能会对不锈钢焊接构件的质量造成一定的影响，因此我们选择矫正工艺时需要谨慎小心。

参考文献：

［1］邵元金，闫君，杨玉超.焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响［J］.焊工之友，2015（04）.

［2］成威，廖秋慧.不锈钢薄板焊接变形影响因素与控制方法［J］.轻工机械，2015（02）.

［3］王飞翔.焊接工艺对SUS444铁素体不锈钢焊接接头组织和力学性能的影响［J］.热加工工艺，2013（3）.