分析不锈钢薄板焊接变形影响因素与控制方法

发表时间:2020/9/4   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:杨宾
[导读] 摘要:工业生产中少不了钢材的参与,所以会经常遇到不锈钢板的焊接在制作一些不锈钢罐以及不锈钢槽时,如果在焊接不锈钢板时,没有采用一些专门的焊接技术,那么一般会在焊接的过程中出现变形或者鼓包的现象,这样不仅会影响工件的质量,同时在美观上也会影响。
        山东同三公路工程有限公司  山东淄博  255000
        摘要:工业生产中少不了钢材的参与,所以会经常遇到不锈钢板的焊接在制作一些不锈钢罐以及不锈钢槽时,如果在焊接不锈钢板时,没有采用一些专门的焊接技术,那么一般会在焊接的过程中出现变形或者鼓包的现象,这样不仅会影响工件的质量,同时在美观上也会影响。要想提高焊接的质量,那么不锈钢板焊接变形是其控制的重点,焊接时,要在每一个过程中确定好质量,同时操作人员对于自己的焊接技术要勤于训练,进而提升自己的技术水平和焊接技术,使不锈钢薄板的焊接质量得以提高[1]。
        关键词:不锈钢薄板;控制方法;防治措施
        1不锈钢薄板在焊接过程中发生变形的原因
        在工业上,不锈钢板有着非常广泛的使用前景,它们在不同的领域所使用的钢板厚度都不一样。根据有关规范及行业规定,当厚度为0.2~4mm时,这种不锈钢板成为薄钢板。厚度在4~20mm之间的,一般成为不锈中钢板,而当厚度在20~60mm之间的,通常就是我们所说的厚钢板。一般在不锈钢板的焊接过程中,会因为焊接动作不规范而影响到钢板的使用质量,具体有以下几种不规范行为:
        1.1 在焊接不锈钢薄板时薄板内部应力的影响使焊接件产生变形。
        从力学方面进行分析的话,薄板主要受力荷载有两种,通常是中面荷载即一种存在于中间的拉力、压力以及剪切力,这种力在薄板中的分布较为均匀。还有一种力是垂直于中面的力,一般称为横向力,薄板弯曲的主要原因就是因为横向力的作用。
        1.2 薄板在切割时使焊接件产生变形
        除了受力和一些其他因素,不锈钢板焊接发生变形的最大原因是不锈钢的切割,在实际生产中,不锈钢板主要有一些几种切割方法,第一种采用电焊切割,它主要是用不锈钢焊条,通过焊机的电流达到120A左右产生的热量将不锈钢切开,但是这种方法虽然简单,但是比较粗放,不规范,对于后面的焊接质量不力,因此很少使用。还有一种切割方法就是用等离子切割,这种方法是目前工业生产中较为普遍的做法,但这种切割方法主要使用与非标加工件的加工,特点是切割后的薄板变形比较小,切割速度比较快,薄板边缘比较整齐,适合于一般的非标加工件的加工。最后一种方法是用激光进行切割,它主要的优点是切割速度快,热源比较集中,比等离子在切割时产生的热作用力更小,所以使不锈钢薄板产生变形的几率更小,对后面的焊接更为有利。
        1.3 焊接方式对切割不锈钢薄板的影响
        造成不良焊接的原因非常多,但是是焊接方法是最主要的因素,这也会直接影响不锈钢板的使用质量。
        1.3.2气体保护电弧焊
        有一种焊接技术,它主要是利用空气进行工作,即气体保护焊,在进行焊接时,通过向外喷气的方法隔绝热量,这样可以将电机的整个部分处于气体的保护范围内,使得在焊接过程中,会很稳定且质量大幅提高[2]。
        1.3.3其它焊接方法
        焊接技术随着科技的发展越来越成熟,在工业领域,都能见到焊接的身影,比如汽车行业以及其他一些行业,都在使用不同的焊接技术进行相关生产,主要是因为这些比较先进的焊接技术有着非常大的优势,它们使得焊接构建更加具有质量,且成本越来越低。
        1.4 焊接装配程序对不锈钢薄板焊接的影响。
        在不锈钢薄板焊接过程中,装配过程过多会使不锈钢薄板产生应力,使焊接件产生变形。


        1.5 焊缝大小的选择对不锈钢薄板焊接质量的影响
        在焊接过程中,由于温度在焊接部位会急剧变化,这样会影响薄板的变形,因为在焊接区域产生的热应变和压缩应变,会引发薄板的内应力变化,进而导致板纵向挠曲变形和角变形的产生。
        2不锈钢薄板焊接过程中对变形的控制及工艺措施
        焊接可以用很多种焊接工艺及方式,但是影响焊接最大的却不是方式的不同,而是焊接工艺和焊接经验,它们会直接影响焊接。所以操作人员在平时的练习中,在加强自身技术的同时,对于如何选择焊接工艺也要勤加练习,毕竟这直接影响焊接的质量。
        2.1合理的选择对不锈钢薄板的切割方法
        为了有效的减少焊接时产生的变形,除了必要的技术外,其不锈钢板的质量也是主要原因,所以,在加工工程中,尽量少用手工电焊机条焊接,推荐使用等离子切割的方法,用等离子切割不仅效率高而且在成本方面比较低,再者它适用范围很广,最主要的是对钢板切割时的变形量非常小,这对后续的焊接有利。而激光切割一般在要求比较高的工业上使用,它对焊接质量的影响很小,在切割后也不需要进行打磨清理,在达到要求后可以直接进行焊接[3]。
        2.2钢性强制性固定法焊接
        焊接夹具以及组合夹具在焊接时会起到非常的作用,它可以减小焊接时的变形量的大小,而且同时会增加相应构件的钢性,另外它也可以将焊件牢牢的控制住进而进行焊接,这样可以保证构件的几何尺寸。当不锈钢板的焊缝比较长,这种情况下一般采用压铁法进行焊接,保证焊缝的变形[4]。
        2.3不锈钢薄板在焊接过程中减小变形的技术措施
        对不锈钢板进行焊接加热时,要把热量大小控制好,因为在加热阶段,会产生纵向塑性压变力,所以必须在加热阶段减小到最低。对于纵向塑性压变力在力学性质上可以分为很多类,就不一一例举。
        2.4不锈钢薄板在焊接后的变形控制措施
        要对不锈钢板产生的凸凹变形进行矫正一般采用多点加热的方法,因为这种方法比较科学,正常情况下,对于加热点的直径会有一个限制,一般直径不小于15mm,而且每个加热点之间的距离是根据薄板的变形量的大小进行判定,按一般的实际量该值在50-100mm的范围之内。对于残余应力一般都是通过用焊接的方法处理,而且同这种方法研究发现,为了防止不锈钢薄板在焊接后回弹变形,同时对构件的尺寸进行稳定,一般都是通过缝隙试样、板条、板块试样等方式强制焊接,然后在对构件进行热处理,这样可以非常有效的克制薄板焊接的变形[5]。
        结语
        为了提高焊接质量,在进行不锈薄钢板焊接时,控制好其变形是最关键的一步,焊接的每一个过程当中,对其质量必须严格把控,对于操作人员来说除了在质量把控方面外,还必须提升自己的专业技能,在平时要多练习和加强。这样不仅仅使得钢板焊接质量有着质的提升,而且自己的技术水平也在通步得到提升[6]。
        参考文献:
        [1]郐忠和.分析不锈钢薄板焊接变形影响因素与控制方法[J].湖北农机化,2020(05):156.
        [2]于杰.不锈钢薄板焊接变形的控制方法及防治措施[J].黑龙江科技信息,2015(24):15.
        [3]孟庆亮.不锈钢薄板冷金属过渡焊焊接(CMT)工艺研究[D].吉林大学,2015.
        [4]成威,廖秋慧.不锈钢薄板焊接变形影响因素与控制方法[J].轻工机械,2015,33(01):107-110.
        [5]张飞.不锈钢薄板容器焊接变形的控制方法[J].金属加工(热加工),2009(06):41-42.
        [6]赵利勇.Cr17型超低碳铁素体不锈钢薄板焊接工艺及接头性能的研究[D].昆明理工大学,2008.
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