焊接工藝對不銹鋼焊接變形的影響及對策分析

周燕陽　周丕勇

摘? 要：在技術進步和發展的背景下，大眾更重視技術管理和工程質量，為了提升技術效能，加強技術管理是非常有必要的，在實際的工作過程中，加強焊接工藝保證和維護是非常有必要的，其能有效避免因為技術不過關產生的設備損壞問題，并能有效維護設備本身的安全穩固。但是在焊接過程中，因為技術的不同和操作人員的規范性不同，往往會出現一定的焊接缺陷，以不銹鋼焊接為例，不銹鋼靈活輕便，但是焊接導致的變形問題也是非常嚴重的，因此在實際的施工操作過程中加強技術管理，降低焊接對不銹鋼變形產生影響，能最大程度上規避經濟損失及社會損失。為了提升焊接工作技術和質量，對此進行研究分析是非常有必要的。

關鍵詞：焊接工藝;不銹鋼焊接變形;影響;對策分析

中圖分類號：TG457.11? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）23-0115-02

Abstract： In the context of technological progress and development， the public pays more attention to technical management and engineering quality. In order to improve technical efficiency， it is necessary to strengthen technical management. In the actual working process， it is essential to strengthen welding process assurance and maintenance， which can effectively avoid equipment damage caused by technical failure and maintain the safety and stability of the equipment itself. But in the welding process， because the technology is different and the operator's standardization is different， there are often certain welding defects. To take stainless steel welding as an example， stainless steel is flexible and portable， but the deformation problem caused by welding is also very serious. Therefore， in the actual construction operation process， strengthening technical management and reducing the impact of welding on stainless steel deformation can avoid economic and social losses to the greatest extent. In order to improve the welding technology and quality， it is necessary to study and analyze it.

Keywords： welding process; stainless steel welding deformation; influence; countermeasure analysis

1 焊接工藝

焊接是一種用高溫和高壓的方式實現金屬接合，并將熱塑材料將介質之間結合的工藝，其原理就是通過加壓或者加熱，并輔以填充材料讓工件之間緊密結合。其技術原理較為簡單，但是實際的操作中，因為不同的焊接介質和焊接要求，其還是有比較大的區分。在此列舉了幾種比較常見日常使用也比較方便的焊接工藝，主要的焊接類型及優缺點比較。不銹鋼焊接基本方式有兩種，第一種是傳統的焊條電弧焊接，第二種是氣體保護焊接。

焊接工藝按照焊接途徑區分，可以分為熔焊、釬焊和壓焊，在技術的進步下，也有電子束、超聲波焊接等方式，對環境的要求也越來越低，多環境均可操作。同時，基于焊接可能給操作人員帶來身體上的損傷，因此在實際的操作過程中需要佩戴防護措施。

主要焊接類型有以下幾種：（1）熔焊，這種方法是加熱待連接的工件使其局部熔化，此步驟形成的狀態叫熔池。當熔池冷卻并凝固后再被連接起來。如有必要可加注輔助下材料。優點是方便焊接，焊接的速度快。缺點是少部分金屬不適用這種方法。適用范圍：大部分主要金屬、不銹鋼焊接。（2）壓焊，是焊接的過程中，給焊接施加一定的壓力，讓金屬材料和部分金屬材料之間融合。優點是穩定性高，缺點是不易操作，主要適用于需要穩固支撐性的焊接。（3）釬焊，是采用一種特殊的金屬材料作為釬焊料充實接頭的縫隙金屬表面被潤濕凝固后兩者即可融合在一起。優點是焊件的應力變形比較小，對焊件的性能沒有太大影響，缺點是需要做好前期準備，適用于不銹鋼、高溫合金、異種金屬等。（4）電阻焊，是以電阻熱為能源，在一定電極壓力作用下將兩者表面接觸并熔化。優點是適用于大范圍生產，缺點是需要一直施加壓力，適用于各類鋼材和不銹鋼。（5）氣體保護焊，是通過在焊絲和工件之間的燃燒電弧，在不同的位置進行焊接。優點是穩定性高，靈活性強，缺點是成本較高，適用于不銹鋼、高溫合金、異種金屬等。

2 不銹鋼焊接變形的成因

不銹鋼變形是一種非常常見的不銹鋼焊接缺陷，這種方式可能造成應力集中且使用壽命縮短，甚至會因為焊接管線的變化對焊接本身產生影響，而對于出現缺陷和缺陷超標的產品，根據行業規定需要重新焊補，所以說，在實際的操作過程中需要盡量避免這種問題。

2.1 焊接尺寸不符合要求

2.1.1 現象分析

在實際的焊接過程中，焊接縫隙的余高很大，并且焊接的寬度和錯變量很大或者焊后的變形量不符合標準規定，除了會影響焊接的美觀性，最直觀的影響是可造成質量問題。第一，因為焊接寬度不同造成的問題：影響產品的美觀性，也可能造成焊縫和母材之間的強度不夠;第二，因為焊縫余高很大產生的問題，應力集中，如果焊縫的強度比母材更高，那么就得不到應有的接頭強度;第三，因為焊接錯邊產生的問題，傳導力扭曲，會導致應力過于集中，不銹鋼鋼材的強度會下降。

2.1.2 原因分析

造成這樣問題的原因是，第一，不銹鋼焊接管口的坡角角度不合理;第二，焊接鈍邊縫隙不夠均勻;第三，焊接工藝參數選擇不夠合理;第四，焊接工人操作的規范性有待加強。

2.2 焊接咬邊貼合程度不高

2.2.1 現象分析

在實際的焊接操作過程中，可能在焊趾的母材部位燒熔，從而形成一個不平整的凹槽，這種情況叫做咬邊，咬邊貼合程度不高產生的最大問題就是焊接接頭的強度不高，因為應力很集中也容易產生焊接的裂縫。

2.2.2 原因分析

產生這種問題的原因主要是：第一，在焊接的過程中錯誤選擇電流，導致電流過高;第二，電弧過長導致焊接不充分;第三，焊條的角度放置不合理，產生焊接偏差;第四，操作工人在運條的時候沒有選擇合適的方法。

2.2.3 焊接沒有焊透

（1）現象分析。在電焊的時候，焊接接口的根部沒有完全焊接完整，沒有焊透的位置應力集中，也非常容易產生部件開裂的問題。（2）原因分析。產生這種問題的原因是：第一，不銹鋼焊接管口的坡角角度不合理;第二，沒有做好焊接鈍邊處理;第三，焊接工藝的參數沒有選擇得當;第四，焊接的過程中錯誤選擇電流;第五，焊接工人的錯誤操作。

3 降低焊接工藝對不銹鋼焊接變形影響的對策分析

焊接工藝對不銹鋼焊接制品質量產生的消極影響是很難估量的，不僅會對焊接不銹鋼部件的自身承重產生影響，更重要的是對焊接部件自身來說，其自身的美觀性也是會受到一定影響的。而為了降低這種影響就要合理選擇焊接技術，比較常用的技術有以下三種。

3.1 左右交替焊接

3.1.1 焊接前的準備

焊接前需要準備焊條，規格為E5015（J507），φ3.2，若采用二氧化碳焊接則使用實心焊絲。在作業之前需要將焊條放置在一定溫度的烘焙箱中一個小時，一小時后拿出冷卻，如果存在焊條加熱以后使用不及時的問題，需要及時放在保溫箱中保溫。焊接之前做好異物清理，將焊接接口周圍50毫米單位內的雜物和鐵銹進行清理。如果是露天作業需要檢查風向。

3.1.2 焊接過程

焊接工藝：以立焊為例，第一，打底階段，打底采用焊條電弧焊的方法焊接，采用3.2毫米的焊絲直徑，輸入電壓和電流分別為：20～50V、110～130A。第二，填充階段：采用CO2焊，焊絲直徑為1.2毫米，輸入電壓和電流分別為：15～25V、120～180A。二氧化碳的氣體保護量為1/min。

3.1.3 焊接注意

這種方法基本和跳焊法相同，但是焊接的距離加長，非常適合長度較大的焊接接縫和薄板焊接。左右交替焊接比較適用于中大型的不銹鋼構件，并且對市面上絕大多數的焊接模式都比較使用，一般情況下是采用氣焊、立焊和橫焊等方式焊接，多采用電弧焊打底和填充。

3.2 對稱焊接

對稱焊接比一般的焊接方法更難，但是如果能保證焊接質量就能消除焊接變形等焊接缺陷、鋁合金熔點低，易熔化的特點導致其很容易被焊接，但不銹鋼也具有比熱和熔化潛熱大的特征，導致實際的導熱系數很大，并產生一定的局部加熱困難。因此在焊接時，必須使用高能量密度和高功率的焊接設備，使其具有較大的熱源。

由于不銹鋼熔池容易吸收氣體，大量氣體在高溫下融入，但在焊接冷卻和凝固過程中再去處理就為時已晚，尤其是因為這些氣體在焊縫中聚集能形成氣孔。對稱焊接時，兩側有施加惰性氣體，能達到有效保護熔池的目的，減少空氣進入對熔池產生的影響，熔池兩側電弧對熔池具有一定的混合作用，也更有利于氣體的析出，對稱焊接一般可以避免在焊接的預熱過程;不銹鋼材料在高溫下強度降低和塑性降低，進而產生坍塌問題。對稱焊接兩側電弧的推動力可避免出現以上問題，讓焊縫的前、后兩面良好成型。但是這種焊接方式最大的問題就是對稱焊接對焊接工藝和焊接面的清潔有嚴格的要求，如果不能保證此問題那么就很難避免焊接失誤，這需要焊工在焊接前和焊接過程中密切配合，根據焊接對象的不同靈活分析。

3.3 分段焊接

分段焊接比較適用于大型和超大型的焊接，一般需要多人配合或者一個小組合作，在實際的焊接過程中需要做好協同施工，并避免焊接不協調產生的負面影響。焊接的基本要求為：第一，焊接之前做好技術管理，并做好鋼板預先矯正和清潔加工，在實際焊接之前去除表面的水分和油污;第二，焊接的起始端應該安裝一個護板，焊接之前做好預熱，焊接之后注意保溫和參數記錄。在下雨天等惡劣天氣應該做好有效的焊接保護。

4 對提升不銹鋼焊接質量降低焊接缺陷的思考

焊接過程中對不銹鋼產生的影響是兩面的，一方面其能實現兩塊或者多塊的不銹鋼鋼板的銜接，并實現一定的工程目的，但是如果操作不得當，也會產生一定的施工風險和施工阻力，不銹鋼焊接變形是非常常見的一種，其對不銹鋼產品本身的影響是負面的，其不利于構件的穩固性，因此在實際的焊接工作過程中需要盡量規避這種影響。

在實際的焊接工作過程中，往往會發現，因為焊接質量不高導致的設備問題頻頻出現，在一定程度上會影響工程設備本身的質量。但是焊接缺陷會直接影響焊接質量，必須不斷糾正才能對施工質量本身做好糾正。因此這對我們焊接工作的一線員工來說壓力更大，要不斷更新自身的知識素養，并做好自身的技術更新，在不斷的實踐摸索中提升自身的焊接工作能力，才能保證工作的有效進行。

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