李慧琴
包钢股份工程服务公司炼铁作业部 内蒙包头014010
摘要：在不锈钢管道焊接过程中，焊接电流过低或过高都不利于质量控制，为此施工人员必须严格执照施工工艺的要求规范操作。而在实际操作中，由于施工人员盲目追求焊接速度，常将焊接电流调高，因此造成不锈钢管道出现气孔、加渣等质量问题。基于此，本文主要探讨了焊接变形的控制和预防不锈钢焊接变形的预防措施探讨。
关键词：焊接变形；不锈钢焊接变形；预防措施
引言
不锈钢管道因其具有耐腐蚀、易维护、抗氧化、使用寿命长等优势，在很多行业得到了应用，然而如果不锈钢管道焊接施工的质量控制不到位，将很容易形成安全隐患，因而研究不锈钢管道焊接施工的质量控制就显得非常重要。
1焊接方法概述
1.1焊条电弧焊
电弧焊接方式利用焊条和焊接为电极，利用电极阴阳两级之间产生的电弧热进行焊接，在焊接过程中，电弧热能够有效地融化焊接金属和母体，随着热源的移动，母体的不同位置进行融化、冷却形成焊缝。电弧焊接具有操作简单，投资少等优势，适用于不同位置的焊接。目前几乎所有的金属焊接均可以使用电弧焊接方式。另外，该焊接方式不受焊接位置和地点的约束，适用性强。
1.2氩弧焊
氩弧焊接是一种使用惰性气体为保护气体的电弧焊接方式。其主要的优势为保护效果好、热影响区域相对较窄，在耐热钢、不锈钢和有色金属焊接方面具有优势。因氩气是一种良好的惰性气体，不与金属发生作用，因此在焊接过程中对于金属的保护效果较好，焊接质量高。氩弧焊接可以分为钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊。两种方式区别之处是钨极氩弧焊使用钨棒作为电极，而熔化极氩弧焊使用焊丝作为电极使用。在焊接过程中，需要对焊接过程中的输入热量进行着重控制，一般采用较小的焊条直径、较低的层间温度和小的焊接线能量，可以提升冲击韧性。对焊接接头进行焊接后的热处理工作。
2焊接变形简介
在焊接过程中，由于操作的特殊性，出现变形的原因有很多种，其中，母材材质质量不达标则会出现严重的问题;填充材料与母材之间的黏合度不够，则会产生很大的变形;焊接方法不娴熟以及使用方法不正确、顺序不正确，操作上的失误也会造成变形现象的产生;焊接过程中没有根据相关操作标准进行焊接，焊接参数不正确等，这些最基本内容上出现了错误也就会导致焊接出现变形现象，或者出现一些很难处理的问题。
根据现场经验，6"以下不锈钢管线的焊接变形更为明显，一般体现为管线弯曲变形和焊接区域塌陷。对于不同的焊接情景，两种变形可伴随发生。对于管线的轴向焊接，由于焊接温度控制不当等原因，焊接区域发生不均匀的膨胀和收缩，焊接变形体现为管体向高温区域一侧发生弯曲，对于母管与其他管件的焊接，以管座焊接为例：焊接区域冷却后会产生较大的收缩应力，由于母管与管座的强度和抗拉性不匹配，管座基本不受焊接变形的影响，而更可能造成母管焊接区域的塌陷，同时也会造成母管的弯曲[1]。
3不锈钢焊接变形的影响因素分析
3.1?材料因素
不锈钢材料具有较高的热膨胀系数，约为普通碳钢的1.4倍，同时其具有较小的导热系数，约为普通碳钢的1/3，这就导致不锈钢焊接过程中焊接区域易发生膨胀变形，冷却后焊接区域不均匀收缩，受整体结构拘束影响会产生较大的应力集中，不仅增加了的安装难度，同时也降低了材料的承载能力、耐腐蚀性等其他物理性能。
3.2?工艺因素
焊接工艺对于不锈钢焊接变形的影响方面众多，一般来说，焊接工艺的选择、焊接顺序、焊接速度、输入电流电压等是影响材料受热区域的直接因素，受热区域温度越高、范围越大，焊接变形越容易发生。此外，由于对不同材料的尺寸参数及焊缝条数、位置设计，需匹配不同的焊接充填量，导致焊接受热区域对材料变形的作用程度具有明显差异[2]。
4不锈钢焊接变形控制要点
4.1优化设计
在焊接中的应力是客观存在的，因此在对不锈钢制件进行焊接时，可以从设计策略方面入手，减少变形问题的产生，增加其平滑度，增强焊接效果。此外，焊缝的集中和焊点的相交也会造成应力集中，此时需要对其进行划分，按照主次方法断开。残余应力所造成的焊接变形则需要根据实际情况分析，对不同的变形加以相应的处理，包括对小焊缝数量的控制、焊接顺序、焊接约束度等，再结合以往的经验采用锤击法，利用锤击法增加制件本身的塑性应力，抵消掉残余应力减少变形[3]。
4.2选择合适的焊接材料
目前，市场上的不锈钢管材种类多样，性能和用途上有所差异，但总体而言，各种不同管材的区别在于是否含钼，不含钼的不锈钢在耐高温、耐高压能力稍弱，为此，对不同类型的不锈钢管材需要根据其所含化学成分的不同而采用不同的焊接材料。通常情况下，含有钼的焊接材料更适合用于Cr-Ni-Mo系列的合金体系，它可以有效控制管材中的杂质含量，在这种情况下，偏析现象或者δ相就能得到有效控制。另外，含有钼的焊接材料还可以在一定程度上提升不锈钢的耐腐蚀性能；而不锈钢材质中所含铜元素过多，管材就会散发出更多的中子辐射，为此在焊接此类不锈钢管材时，必须选择含铜量低的焊接材料[4]。
4.3针对性地选择焊接工艺
焊接工艺是焊接过程中最重要的一部分，优秀的焊接工艺可以提升焊接效果。此外由于不锈钢表面易氧化，在操作时要求以大功率密度的焊接工艺为基础进行。焊接方法的不同以及焊接工艺本身在焊接中存在加热与冷却过程，存在很多影响焊接效果的因素，焊接部分会受到热胀冷缩基本原理的控制，焊接部位会产生焊接应力，从而导致焊接变形。温度不同的地方所产生的应力也有很大的区别，焊接应力在高温部位所表现的力为膨胀拉伸应力，在焊接部位周边都会受到影响。在温度较低的部位，所产生的则是收缩应力，也会造成力的分布不均，当焊接过程中温度变化一直处于冷却过程时，焊接应用力与焊接变形会同时发生，焊接效果极差。当温度与周围环境的温度差不多时，铝结构的制件依然存在多个方向的残余应力，导致铝结构内部会产生不同方向的变形，哪一方应力较大相应的变形程度也就更。
4.4检查焊后质量
为严格控制不锈钢管道焊接施工质量，在焊接工作完成之后，施工监理和业主还需要检验焊后质量，所谓焊后质量检验，一般包括焊缝外观检查、焊缝外形尺寸、无损探伤检查及耐压试验等。在检查所有项目之后，需要总结检查情况并形成检验记录报告。其中，焊缝外观检查主要是针对管道表面的表面清理情况，焊缝区域不得有裂纹，未熔点、气孔、弧坑和夹渣等，如果发现外观出现熔渣、飞溅及其他附着物，则需要返工作业。焊缝外形尺寸的检查则要根据施工验收规范进行，焊缝宽度不能过大，一般控制在4mm以下，焊缝表面凹凸控制在2mm以下。而对于无损探伤检查，施工单位应按图样规定的探伤方法进行探伤，并及时进行管道焊缝的射线照相或超声波检验，检查位置应由施工监理部的焊接工程师现场指定。
结束语
市场上的不锈钢种类较多，常见的有铬镍和铬系两种，当然，由于不锈钢的金属组织并不完全相同，其类型也较多，较为常见的有马氏、奥氏以及铁素不锈钢三种。不同的不锈钢材料类型，其柔韧性、膨胀度自然各不相同，为此需要采用不同的焊接方法，以保证焊接质量。
参考文献：
[1]阮波.试析焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响[J].中国设备工程,2019(16):164-165.
[2]苗磊.薄板(4～6mm)不锈钢焊接操作及变形控制要点[J].中国石油和化工标准与质量,2017,37(18):90-91.
[3]张学彪.不锈钢管道焊接变形的控制分析[J].南方农机,2017,48(14):101.
[4]刘卫.厚壁不锈钢管道焊接变形分析及控制方法[J].石油和化工设备,2019,22(4):109-110.