焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响研究

南 芳，柴俊发

（甘肃省兰州市中牧实业股份有限公司兰州生物药厂，甘肃 兰州 730046）

在我国的工业生产过程中，焊接工艺是其中非常重要的一个方面，在科学技术不断发展进步的背景下，企业在进行工业生产的过程中更加注重技术管理和产品质量，在实际的工业生产中，由于重工业生产会大量用到不锈钢材质，因此对不锈钢零件的焊接工艺技术进行提高是非常有必要的。在对企业进行不锈钢零件的工业加工中，加强焊接工艺的技术管理，减少焊接工艺对不锈钢焊接变形的不良影响，以此保证工业生产的生产效率，保证企业的经济利益，从而规避相关的经济损失和社会资源损失是非常有必要的。

1 焊接工艺的含义和类型

1.1 焊接工艺的含义

焊接工艺主要是在进行工业生产过程中，利用高温和高压对于金属零件的两端进行融化，并利用相关的热塑材料结合在其中起连接作用的介质，从而实现金属零件之间的结合的技术。其工作原理就是在工业零件之间添加必要的辅助材料，然后通过加温加热使得辅助材料与金属材质发生反应，冷却后紧密结合在一起。在实际进行焊接的工艺过程中，由于采用的焊接方式不同，对于焊接中的介质要求不同以及对焊接中要求的温度不同，使得焊接工艺之间也存在着很大的区别。根据焊接工艺之间的不同特点，对焊接工艺进行了详细的区分，而本文主要是针对不锈钢焊接所采用的焊接工艺进行了分析和研究[1]。

1.2 焊接工艺的分类

按照焊接的途径不同可以将焊接工艺具体区分为熔焊、钎焊以及压焊，在科学技术不断发展进步的今天，还发展出了电子束和超声波焊接等融合了高新技术的焊接方式，在传统的焊机工艺中，对于焊接时所处的环境具有非常严格的要求，环境对于焊接质量具有非常直接的影响，而随着技术的不断提高进步，高新技术下的焊接工艺对焊接环境的要求越来越低，在不同的环境下都可以进行保证质量的焊接操作。当然，在实际的焊接操作进行过程中，由于焊接有可能在一定程度上危害操作技术人员的身体健康，以此必须在操作的时候严格按照规范制度佩戴相关的防护措施。在当前的工业生产过程中，比较常见的焊接方式总共有五种，根据这五种焊接工艺的不同特点，本文在此对其进行了优缺点上的比较和分析。

（1）熔焊。这种焊接工艺的工作原理主要是通过加热的方式，将需要进行焊接的零件两端进行熔化，这种熔化后的状态被称为熔池，在熔池经过冷却凝固后就可以实现在工件上的连接，根据冷却凝固后的不同状态，还可以适当地在熔池中添加一定的能够起到辅助连接的材料作为介质。这种焊接工艺的优点在于其操作方便简单，焊接的速度很快，但其缺点是在面临一些特殊的金属需要进行焊接时，这种方式并不适用，它主要还是适用于包括不锈钢在内的大部分金属。

（2）压焊。这种焊接方式是在工件进行焊接的过程中，将需要焊接的工件放在一个稳固的支撑柱上，通过对焊接过程进行施压，使金属材质之间在压力下能够结合在一起，从而达到焊接的目的。这种焊接工艺的优点在于其焊接的稳定性非常高，但是其缺点在于这种焊接方式需要多方面的技术支撑，在操作过程上非常复杂。

（3）钎焊。钎焊是指在进行金属材质的焊接工作时，采用一种独特的金属材料填充在金属表面的缝隙中，这种材料被称为钎焊料，这种材料经过润湿，凝固后能够有效地将两者融合在一起，达到焊接的目的。这种焊接方式对金属的应力变形影响较小，不会影响整个金属焊件的自身性能，但是这种方式在实际操作的过程中需要做好大量的前期准备，主要也是适用于对不锈钢、高温合金以及特殊种类的金属焊接中。

（4）电阻焊：这种焊接方式是以电阻热为能源，将两个需要焊接的金属进行表面的接合，然后在电极压力下融化金属相接的表面，再等待其凝固后即可完成金属零件之间的焊接。这种焊接方式非常适合用于大范围的焊接需求，但是在焊接的过程中需要持续不断地施加电阻压力，适用于各种钢材和不锈钢零件的焊接。

（5）气体保护焊。这种焊接方式通过在焊丝和工件之间直接燃烧电弧来实现焊接的目的，其优点在于焊接工艺的稳定性高，灵活性强，可以在工件的不同位置进行焊接，但是其缺点在于采用气体保护焊的成本非常高，主要适用于不锈钢的焊接以及对各种高温合金和特殊金属的焊接中[2]。

2 焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响分析

2.1 焊接方式选择不当导致的不锈钢焊接变形

在进行不锈钢焊接的时候，根据前文对焊接工艺种类的区分和分析，我们发现不同的焊接方式适合不同的情况，有的焊接方式并不适用于不锈钢的焊接工作，在进行不锈钢焊接的过程中，如果选择了不适用于不锈钢的焊接工艺方式，就很有可能对不锈钢工件本身的性能产生影响，从而导致焊接的失败和缺陷，造成不锈钢焊接变形的情况。

2.2 焊接顺序不同所导致的不锈钢焊接变形

在对不锈钢进行焊接的过程中，采用的焊接工艺都具有其自身的焊接顺序要求，这些焊接顺序都是结合了焊接工艺自身工作的原理特性和不锈钢本身的性能和内部结构而专门设计的，如果操作人员在进行不锈钢焊接的过程中没有严格按照其规定的焊接顺序来进行，就有可能导致不锈钢材质在高温或高压的情况下产生变形，从而形成不锈钢焊接变形的情况[3]。

2.3 焊接参数错误导致的不锈钢焊接变形

除了焊接的方式和焊接的顺序会对不锈钢焊接变形产生影响外，在实际的焊接过程中，由于焊接中出现的问题可以通过随时调整期焊接参数来纠正，但是如果在调整参数的过程中，预留的焊接缝隙过大，或者焊接口的宽度和错变量调整数值不符合原本的焊接方案要求，就会直接影响焊接的美观性和焊接的质量问题。焊接口的缝隙较大会使得焊缝和母材之间的焊接强度不够，在应力作用影响下直接导致不锈钢的焊接变形；而焊缝余高较大会使得应力集中在焊接区域，在长期应力集中度情况下，焊接接头的强度不够，会直接导致焊接处的不锈钢强度下降，导致变形甚至断裂。除此之外，如果在调整焊接参数的过程中，错误地实施了相关的焊接工作也会导致焊接变形的结果。

2.4 焊接速度过快或过慢导致的不锈钢焊接变形

在工作人员进行焊接工作时，对于不锈钢焊接中焊接的速度过快或者过慢会直接影响不锈钢焊接的质量，导致焊接不成功或者焊接时间太久使得不锈钢发生变形这种情况主要发生在使用电焊方式进行焊接的过程中。如果在进行电焊的时候，焊接的接口没有按照焊接方案的标准进行一定时间的电弧焊接，就会使得焊接接口处只有表面受到了足够的电流作用，在接口根部还没有焊接完整。这在表面是看不出来的，这些没有焊透的位置也会导致应力的高度集中，从而使局部不锈钢材质处于高度的紧绷状态，极易导致不锈钢发生焊接变形。

3 针对焊接工艺上的技术管理解决方案

3.1 优化不锈钢焊接前的工作准备

在进行不锈钢的焊接工作之前，必须要严格按照规章制度的标准对焊接方案进行再次审核，确保采用的焊接工艺符合不锈钢焊接的需求，针对不锈钢材质的特点和焊接的需要，选择最恰当的焊接方式，制定出相关的焊接方案，并对焊接过程中可能出现的问题和风险提前做好应急应对的措施，保证整个焊接的万无一失。进行准备工作时，首先就是要准备好标准规格的焊条，在焊条的清洁工作准备上，需要将焊条先放在一定温度的烘焙箱中加热一个小时，加热完成之后还需拿出烘焙箱再冷却一个小时，一切工作准备完成后，如果有其他外界因素使得冷却后的焊条不能及时使用，需将焊条放入烘焙箱中进行保温，待到能够进行焊接工作时再重新拿出来进行冷却。

除了加热焊条之外，还需要对焊接接口处的部分进行杂物和铁锈清理，对焊接的环境进行相应的清洁，在户外工作时要放置好相关的防风装置，避免有灰尘等杂物影响焊接口的焊接质量，确保焊接前的环境和材料都处于清洁状态。

3.2 保证不锈钢焊接工作中的操作程序符合标准

在工作人员进行不锈钢焊接的操作中，必须保证技术人员严格按照之前制定的焊接方案进行工作，决不能任意改变焊接的参数或者调整相关的焊接顺序，在进行操作的过程中，还需要对操作人员的工作进行监督，防止工作人员在操作的过程中由于不专心而使得不锈钢焊接的速度过快或者过慢，使得不锈钢发生变形。在操作过程中将对不锈钢焊接变形具有影响的相关因素和环节控制好，才能有效避免焊接过程中出现的不锈钢焊接变形的情况[4]。

焊接过程在选择不同的焊接方式时，要考虑不同焊接方式注意的要点。一般来说，在一般针对不锈钢进行焊接的工作中主要采取三种焊接方式：跳焊法、对称焊接和分段焊接。跳焊法主要是针对长度较大的焊接接缝和薄板焊接，对称焊接是适用于中大型的不锈钢构建，分段焊接则是适用于大型和超大型的焊接工作。无论是选择哪种方式进行不锈钢的焊接工作，都要严格按照焊接前准备方案标准进行操作，如果在焊接过程中出现任何问题，也要做好相应的应急解决方案，及时修补出现问题的部分，重视焊接质量，避免出现不锈钢变形的问题。

3.3 在焊接完成后做好质量管控

在焊接工作完成之后，还要对焊接的质量进行严格的把控。针对可能出现的不锈钢焊接变形的问题，及时做到质量检测，通过专门的质量检测手段判断是否存在不锈钢变形或其他相关的焊接缺陷的问题，对于已经出现不锈钢变形的区域，对局部进行校正和补焊的处理，对已经变形的区域进行加热，确保能够有效抵消这一部分变形带来的对整个焊接质量的影响，随时关注焊接完后的工件状态，根据实际情况及时采用合适的焊接工艺和矫正方法对其进行补救，以此来保证不锈钢焊接的质量[5]。

4 结语

综上所述，焊接工艺对于不锈钢焊接变形具有非常直接的影响，在实际的生产工作中，往往会出现由于焊接质量不高而导致的不锈钢设备故障问题，这极大地影响了企业的生产经营和经济利益。因此为了保证不锈钢焊接的质量，避免出现焊接工艺导致的相关焊接缺陷问题，我们必须对不锈钢焊接工作的全局进行把控，确保对不锈钢进行焊接的每一个过程和环节都符合工艺标准和要求，加强一线工人对于焊接工作的重视程度，定期对这些焊接工人进行安全意识和焊接工艺技术方面的培训，不断提高操作者的知识素养，以此来保证不锈钢焊接的质量，从而保证企业的经济利益与社会的资源不被浪费。本文从焊接工艺出发，分析了不锈钢焊接变形的原因，并深刻分析了焊接工艺对于不锈钢焊接变形的影响因素，提出了相应的解决方案，为推动我国工业生产的不断发展提供帮助。