环卫车辆薄板件焊接变形的预防与控制

邵泽刚+公茂利

摘 要：随着城市化的快速发展，城市环保要求越来越高，而环卫车辆的数量也不断增长。而环卫车辆的结构件通常是应用3-6毫米薄板焊接形成的，但是在焊接过程中十分容易出现焊接变形状况，会对产品质量造成严重影响。本文对焊接过程中出现焊接变形以及生成焊接应力的原因进行分析，并对预防、控制焊接变形的策略进行探讨，以有效提升环卫车辆的安全与稳定性。

关键词：环卫车辆；薄板件；焊接变形；预防控制

钢结构是环卫车辆的整体支架，所以需要对焊接工艺进行重点关注，因为这对环卫车辆的质量以及安全性能有着十分重要的作用。但是在焊接过程中，由于焊件局部温度会急剧升高，使焊件受损，并出现焊接变形状况。所以需要采取相应措施对焊接变形进行有效预防与控制，从而为环卫车辆的安全性提供确切保障。

1产生焊接变形与焊接应力的原因

1.1焊缝金属收缩

对金属进行焊接就相当于对金属进行加热，而焊接之后金属会逐渐冷却，并在此过程中由液态转变为固态，金属体积会出现明显变化。但是位于焊接缝中的金属所处地方较为狭窄，不具备较强的自由伸缩性，所以会出现相应变形状况。同时焊接缝的局部会出现堵塞情况，导致焊接缝中结晶部分不能在同一时间进行同步收缩，先结晶部分会对后结晶部分产生阻碍作用。从而引起焊接应力与变形的产生。

1.2焊件受热不均

对钢结构进行焊接的过程中，由于受到焊接热源与热循环的相应影响，焊件会出现受热不均状况，进而在焊件上出现不均匀的温度区域，导致焊件因钢结构特性出现不均匀的膨胀与收缩，使焊件内部产生焊接应力，并引起焊接变形。在焊接过程中焊件材料、焊接方法、焊接工艺等，会对焊接应力的大小与分布造成相应影响。以焊接应力的作用方向为依据，可以将其划分为单向力、双向力与三向应力三种类型。薄板对接焊属于双向应力；丁字焊缝、大厚度焊件属于三向应力，其拥有纵向、横向与厚度方向所产生的应力。在焊接过程中，三向应力会增强钢结构的脆性，使其更容易出现断裂情况，明显降低材料自身的可塑性，十分容易引起安全隐患。

1.3焊接顺序

对钢结构进行焊接时，必须对焊接操作的顺序进行重视，如果不按照正确的操作顺序，会对焊接变形造成十分严重的影响。并且在日常的焊接工艺使用过程中，众多实例已经对焊接顺序的关键进行了充分证明，于钢结构焊接变形所受影响而言，对焊接变形造成主要影响的因素不是焊接方法，而是在实际焊接过程中对钢结构的焊接顺序。如果在焊接操作过程中对焊接顺序进行改变，会对钢结构造成严重影响，使钢结构的实际应力以及分布情况产生改变，进而导致焊接变形状况的出现。一旦在焊接过程中运用缺乏恰当、科学依据的焊接顺序对钢结构进行焊接，就会显著提升钢结构出现焊接变形的机率。

2预防与控制焊接变形的策略

2.1常用措施

在环卫车辆薄板件焊接过程中，为了对焊接变形进行有效预防与控制，所使用的常规措施包括：第一，尽可能让焊缝自由的进行收缩，在此过程中焊接顺序有着十分重要的作用，所以需要对焊接顺序进行合理安排；第二，预热法是一种对变形进行有效控制，并减小残余应力的有效措施。在焊接过程中焊件会产生较大温差，焊件的冷却速度越快，焊件中残余应力就越大。所以在焊接中应用预热法，减小焊件各个部位的温度差，减缓焊件的冷却速度，从而通过对焊接应力的消除达到控制焊接变形的目的。可以采用的方法有：（1）热处理法。包括局部热处理以及整体热处理，就是对焊件的局部进行加热再冷却，或者是对焊件进行整体加热再冷却，从而对残余应力引起的变形进行消除。热处理法有着较好的效果以及广泛的应用；（2）机械法。就是在焊缝冷却的过程中，迅速地对焊缝进行均匀锤击，从而让金属能够得到均匀的延伸变形。

2.2定位焊

定位焊可以为焊缝间隙提供确切保障，并对可以对焊接变形进行控制，但是需要对焊点大小以及焊点之间的距离进行充分考虑。对薄板工字梁而言，不合理的定位焊可能让焊件在焊接前就具备较大的残余应力。在定位焊过程中通常运用的是CO2气保焊，端部的焊点与焊件端部的距离为20-30毫米，焊点大小为30-40毫米，焊点之间的距离为200-300毫米，对焊点进行均匀分布，从而为焊缝的均匀受力提供确切保障。同时工字梁较为适于采用船形位置进行焊接，翼板上每间距500-600毫米利用夹具在工位上进行强行固定，以有效控制翼板角的变形。此外，采用船形位置进行焊接，可以显著提升焊接缝的质量。

2.3有效降低热量输入

在焊接过程中，焊缝的大小、长度由设计需求决定，而焊接工艺只能对焊接线的能量变化进行控制。同时焊接线的能量越大，出现的焊接变形就越大，所以有效降低焊接线能量是控制焊接变形的重要手段。分段跳焊是目前最为实用的方法，以尽可能降低焊接线能量的输入，并且必须运用对称双枪焊接，焊缝长度要完全一致，误差不超过10毫米。

2.4降低焊接拘束度

在焊接过程中，对焊件的约束力越大，生成的焊接应力就越大，从而对钢结构稳定性产生的影响就越大。所以对焊件进行焊接的过程中，需要尽可能降低对焊接的拘束力。例如：对长构件进行焊接时，先将板条进行拼接，然后再在自由状态下进行焊接操作，严格禁止在组装过程中进行焊接。同时还需要严格遵照施工工艺对板条进行拼接，有利于钢结构的每个部分自由的进行收缩，有效降低对钢结构内部的约束力，从而显著减小残余应力的产生，以对焊接变形进行有效预防与控制。

3结束语

总而言之，对环卫车辆薄板件进行焊接的过程中，对焊接應力以及变形的控制需要与实际情况进行有效结合，以施工条件、薄板件受力状况、所选焊接工艺等参数为依据，与相应的焊接措施进行有效结合，以削减焊接应力与焊接变形对钢结构的影响，从而为钢结构的整体性、稳定性、安全性提供确切保证。

参考文献：

[1]火焰矫正方法在薄板焊接中的应用[J].冯伟，杨旭红.金属加工（热加工）.2016（24）.

[2]薄板箱体的焊接变形及其控制[J].张武帅，邢晋军.工程建设与设计.2017（22）.