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摘要：在一些现代化高端机械设备当中，通过铝合金构件的应用可以使机械性能得到进一步的完善。但是从特性来看，铝合金构件传热性能较强，膨胀系数比较大，散热速度非常快，在实际焊接的过程中非常容易出现变形量过大的问题。因此工作人员在焊接过程中要重点考量焊接变形问题，通过恰当的技术手段，全面提升焊接的质量和效率。
关键词：铝合金构件；焊接变形；焊接工艺；优化方式
引言
现阶段，随着我国机械制造业的不断发展，铝合金构件在机械生产制造过程中所发挥的价值越来越明显。在我国大力发展现代装备业背景下，铝合金构件在机械制造行业发挥了巨大的作用，尤其铝合金应用到现代高端设备中实现了机械设备性能的进一步完善，但是铝合金材料由于具有传热性强、膨胀系数大一级散热速度快的特点，因此其在焊接的过程中容易出现变形量超过允许值的问题，因此需要我们在进行铝合金焊接时注重其变形研究，通过合理的控制措施，提高铝合金构件焊接工艺，以此提升我国装备制造技术水平。
1铝合金构件焊接变形的原因和种类
1.1焊接变形原因
铝合金构件焊接变形的原因主要有四种：①由于焊弧热导致母材融化成池状，也就是我们常说的“熔池”。熔池的大小和具体形态对于铝合金构件焊接效果的影响是非常明显的。如果熔池尺寸比较大的话，会有大量的参与热量导出，这种热量一旦作用于构件焊接部位，就会导致焊接部位出现严重的变形问题；②铝合金构件焊接过程中热加工与冷加工的交替使用。热加工主要的工作目的是将焊接部位进行软化处理，使铝合金构件能够与焊接部位进行充分融合。冷加工主要目的是让焊接部位以最快的速度凝固，避免焊接部位出现变形问题。冷加工与热加工结合焊接方式具有非常高的实践价值，但是在实际使用过程中经常会出现由于操作不当而产生的不良影响，不仅对冷、热加工实际效果造成影响，同时还会直接引发焊接变形问题；③焊接过程中焊接构件在单位时间当中所传递的热量，这也是引发焊接变形的重要原因之一。如果热量的传导效率过大，就会使焊接部位母材熔化速度加快，进而导致焊接成功率大大下降，在后期更是容易出现严重的焊接问题；④焊接过程中热量均匀性把握状况，如果构件的各个部位受热不均匀，就会与其感受到的热量产生多种不同的反应，从而引发变形问题。
1.2焊接变形的具体种类
焊接变形通常划分为两种：①瞬间变形；②残余变形。瞬间变形指的是焊接过程中构件瞬间感受到的大量热传导，从而导致铝合金构件以及母材在短时间内发生大量的变形。从细化角度来看，瞬间变形又可以分为面内位变形、面外移位变形和相变组织变形三种。残余变形指的是焊接过程中引起的焊接尺寸改变。残余变形是一种缓慢产生的焊接变形，对于铝合金构件的影响是永久性的。焊接残余变形的具体种类如下：（1）纵向收缩变形。指的是铝合金构件在焊缝方向发生的收缩现象。（2）横向收缩变形。指的是铝合金构件在垂直焊缝方向发生的收缩现象。（3）饶区变形。指的是铝合金构件在焊接之后在纵向收缩和横向收缩共同作用下所引起的变形现象。（4）角变形。指的是焊接之后铝合金构件平面围绕焊缝所产生的角拉移现象。（5）波浪变形。指的是铝合金构件在焊接之后呈现波浪状态，这种变形在厚度不足的铝合金构件当中尤为常见。（6）错边变形。指的是焊接过程中焊接件之间的膨胀系数存在差异，从而引发的长度方向与厚度方向之间的错边和错位。
2铝合金构件焊接工艺优化的举措
2.1做好焊接准备工作
一是要选择与焊接质量要求相适应的电源，电源作为提供焊接的能量来源，合理选择电源，一般直流电源的电弧具有良好的稳定性以及能够避免出现焊接过程中的飞溅问题，因此一般选择直流电弧作为焊接电源的首选。而直流反接电源能够避免在焊接张出现大量焊渣以及污染气体的现象，这样便于对焊接过程进行观察，根据焊池及时调整焊接速度与角度；二是清理铝合金构件的表面，保证其干净；三是选择合理的焊丝直径。焊丝直径、成分等都会影响到焊接缝金属的力学性能，因此要选择合理的焊丝，选择表明质量与化学成分达标的焊丝。
2.2做好焊接设计
对于铝合金构件焊接变形问题主要举措就是做好设计，降低焊接变形量。为此我们从两个方面入手：一是做好焊接设计。在进行焊接工艺设计时需要采取比较成熟的方案，并且合理布局焊接的位置，尤其是要对铝合金构件与主体装备结构之间的焊接缝隙的大小、形状等进行优化设计，降低焊接缝的数量，以此实现对焊接结束后可能出现的残余变形问题；二是做好产品制造阶段的设计。对制造产品焊接的设计主要是对焊接工艺的参数等进行熟记，并对相关的理论知识做到熟记于心。并且做好焊接的检查工作，如果发现出现残余变形之后，要及时的采取相应的措施给予矫正，达到对变形量的控制，达到焊接要求。
2.3加强对焊接过程的工艺控制
在焊接过程中,采取一定的反变形或者是刚性固定组装的方法在焊前进行预防;焊接结束之后,为了减小已经出现的残余变形,可以采取加热矫正或者是利用机械外力进行矫正的方法。另外在焊接过程中,除了要严格按照设计的焊接工艺进行焊接之外,还应按照优秀的焊接工艺实现对瞬时变形的控制,例如,采取那些能量密度高的热源,对焊接过程中的焊接受热面积进行技术控制。工作人员在焊接工作中要始终遵循焊接工艺的相关设计要求，全面发挥自身焊接工作经验，从细节角度出发对焊接变形现象进行全面控制。例如在结构设计阶段，工作人员可以通过应力形变实验的方式，全面分析应力出现的大小，并结合设计相关标准对焊缝尺寸进行现场调节。在焊接过程中结合实际情况使用反变形以及刚性固定组装的方式实现焊接全面预防。在焊接工作结束之后，为防止出现残余变形的现象，工作人员可以使用加热矫正的方式，也可以利用机械外力对其进行矫正。如果具备一定生产条件的话，建议现场工作人员开展焊接实体试验，准确把握焊接工作中需要优化的细节，并结合铝合金构件的具体参数进行下一步优化，最终使铝合金构件的性能达到最佳。如果焊接试验存在问题的话，工作人员要在第一时间对出现变形现象的构件进行返修处理，在处理过程中要尽量使用能量密度比较高的热源，全面控制焊接的受热面积。
2.4优化焊后检查工作
首先工件焊接完毕之后，在进行焊缝无损检查之前，应及时清除焊缝及焊缝两侧的焊渣、残存焊剂，预防因焊渣、残存焊剂腐蚀工件表面而出现不良影响；其次焊接完毕后，若出现焊瘤或焊接接头余高过高等问题，必须及时去除缺陷。应通过射线探伤或超声波确定返修范围，具体返修范围应超过缺陷部位面积，通常可向缺陷两头分别扩展80-100mm。如果探测结果明确指出缺陷靠近外侧或内侧，可先返修该侧。另外由于电弧长短对焊接质量也有显著影响,而电弧电压决定电弧长短,因此,在焊接时,依据焊接试验,需要控制好电弧电压,产生适宜长度的电弧长度进行焊接。
结语
综上所述，随着铝合金构件的应用价值越来越明显，其焊接工作重要性也随之凸显出来。因此相关工作人员要结合铝合金构件的特性，从整体和细节角度同时出发，全面优化焊接工艺，抑制其中明的负面干扰因素，使铝合金构件在工业生产中发挥其最大的价值。
参考文献:
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