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摘要:在随着市场经济的高速发展,对于焊接工艺的运用也越来越成熟了,促使焊接技术也得到了快速发展,焊接工艺被运用于诸多行业建设之中,然而,对于加工不锈钢的时候,使用焊接工艺却会有所影响,不同的焊接工艺在操作时会对不锈钢造成不同的影响,甚至会使得不锈钢焊接变形,如此会对后续的使用情况带来十分严重的负面作用。为实现对不锈钢焊接变形的科学预防和有效控制,要深入考察焊接工艺对不锈钢焊接变形产生的具体影响和实际程度,并据此对焊接工艺操作方案进行科学制定,实现对焊接工艺的有效优化。本文简述焊接变形的概念,浅析焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响,探究不锈钢焊接变形的预防措施,以期为不锈钢焊接提供借鉴。
关键词:焊接工艺;不锈钢;焊接变形
引言
不锈钢焊接过程中,易发生焊接变形,为避免此种现象,应采取相应措施,推动焊接工艺的创新与变革,提高焊接质量。
1焊缝变形简述
高温环境会影响焊接材料,使其在焊接过程中产生热膨胀,当温度下降时,材料会立即收缩,在冷热循环下,材料会变形。一般情况下,对焊接材料实施同侧连续焊接时,其焊接变形比对两侧实施交叉焊接时要大。造成这种现象的原因在于,在较长时间内,焊接形成的冷热循环对焊接材料的同侧产生作用,即会增加其变形量。焊缝的热膨胀和热膨胀的出现,都会导致焊缝内部温度加速升高,同时相应地降低焊缝内部的热导率和弹性等性能。
2焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响
2.1焊接方法
一般情况下,在日常生活或重工业生产中,常用的焊接方法有电弧焊、融化极气体保护焊、埋弧焊等,也有一些特殊的焊接方法。不锈钢焊接作业时,应根据不锈钢材料的整体功能和要求,选择合适的焊接方法,使作业更合理、更科学。此外,在进行焊接时,还应根据不锈钢的材料及加工要求,有针对性地选择焊接工艺,避免出现焊接变形现象。简而言之,在采用不锈钢焊接工艺时,应根据不锈钢材料的特性选择适当的焊接方法,以尽量减少甚至避免焊接过程中出现变形现象,这是焊接的基本原则。
2.2焊接顺序
焊缝的排列顺序严重影响不锈钢的焊接变形。焊接顺序不仅影响不锈钢焊接过程中的残余应力分布,而且影响焊接应力状态。如果改变焊接顺序,残余应力的分布会有较大的变化,应力状态也会发生变化。如果焊接顺序不当,就会引起焊接变形。一般对不锈钢进行焊接时,优先焊接可能引起焊接变形的相应焊缝,对焊缝长度较长时,实行合理的分段焊接。应根据不锈钢焊接的实际情况,合理确定焊接顺序。对于与不锈钢有关的大型构件,焊接时可能会打破固有的焊接顺序,在确定焊接顺序时,应充分考虑焊接变形。
2.3部件定位和固定
焊接不锈钢时,其构件的定位和固定都会对焊接变形产生影响。焊缝的定位是焊接过程中的一个重要环节,其次是焊缝的固定。如在这两个环节中出现各种偏差,如未严格遵守有关的工艺方案和具体操作规程,不锈钢构件在夹持时,可能引起构件受力不均匀,外力因素影响焊接,即引起焊接变形。此外,不锈钢构件焊接时存在着定位偏差,焊接完毕后会对其使用性能产生影响。焊工的技术水平、实际操作经验和操作规范等因素都会对构件的定位和固定产生不利影响。
2.4焊接参数
焊缝的焊接参数一般包括焊接电流、电弧电压等,这些参数在焊接过程中直接影响到不锈钢的焊接变形。实际上,在进行不锈钢焊接作业时,其焊接顺序和焊接方法根据不同情况随时会有变化,是可以根据实际情况进行调整的,同样,焊接参数也可以调整。
实际焊接电流与焊接温度有一定关系,一般焊缝中心温度在2000℃以上,中间弧柱温度在5000℃以上,阴极区在1300~2500℃之间。本标准对不锈钢焊接的具体操作作了直接规定,规定标准的主要目的是防止不锈钢在焊接过程中出现焊接变形或电流过大的现象。为实现不锈钢构件焊接受热平衡,必须严格控制焊接电流,若焊接电流过小,将直接影响焊接质量。
3防止不锈钢焊接变形的措施
3.1焊前强化控制
加强焊前控制的方法有:一、防止变形法。焊接前对不锈钢构件的实际尺寸和具体形状进行深入考察,并根据其变形情况合理预测,通常对不锈钢构件进行严格测量和合理评估,根据预测变形的具体结果,对焊接变形进行有效控制。根据预测的焊接变形的具体结果,在实施焊接前对构件的变形方向进行反方向调整,有效地消除焊接变形。二,预拉力法。通过对预热充分、有效消除构件存在的残余应力,一般在200~400℃之间,控制好预热温度,可消除50%~90%的残余应力,取得了较好效果。三,刚体固定装配法。该法是全方位对焊接构件进行固定,实现对焊接变形的有效预防,通常要对特定胎具进行使用。
3.2焊接工艺的严格控制
其次对焊接变形的影响进行控制,在焊接过程中要准确地确定焊接方法和工艺参数,选择最合适的方法。为了有效地避免焊接变形的影响,最重要的是要提高员工的素质,通过提高员工的素质,能使他们更严格地按照操作规范来完成工作,避免由于自己的工作习惯或为了一时方便不按规定完成有关工作而对不锈钢构件造成影响。有必要对有关工作人员进行定期培训,使他们能够掌握更多焊接方面的知识,使其具有丰富的操作经验。
3.焊后矫正
如果不锈钢焊接产生焊接变形,则需要对其进行矫正,使变形的影响减至最小。举例来说,当出现局部热变形,要在焊接后对相关部分加热,以消除焊接变形,最简单的方法就是用火焰加热。避免变形的另一种方法是整体加热法,顾名思义,就是把构件加热到一定温度后再锻造,但这种方法有许多局限性,例如,较大的构件就不适合这种方法。矫正时要注意标度的把握,因为矫正工作可能对构件产生二次影响。
4.退火消除焊接变形的方法
焊缝残余应力的存在是造成焊接变形的根本原因。针对这种情况,可以采用退火消除焊接变形的方法来处理焊接变形。对待焊件和刚体进行夹紧,或对预测有反向焊接变形的待焊件进行点焊,并在此基础上进行焊接。由上述操作产生的相互约束能有效抑制焊接变形,但残余应力很难消除。拆去束缚,即产生焊接变形。将构件放入退火炉内,实施垫平加热和保温处理,伴随退火炉温度进行缓慢冷却,直至与室温相同,即能消除残余应力,此时解除约束,即不会产生焊接变形。该方法在消除残余应力时,应综合考虑构件的微观组织、冲击韧性和抗拉强度等性能。此外,还需要科学地选择退火温度,使不锈钢的物理性能得到大幅提高,有效消除残余应力。
4结论
总之,焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响主要体现在焊接方法、焊接顺序、构件的定位与固定、焊接参数等方面。不锈钢焊接过程中,应加强焊前控制,严格焊前控制,焊后矫正,从而有效地防止焊接变形。
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