横焊平对接低碳钢板的焊接变形控制措施探析

刘承涛 赵克磊 江昆

摘要：伴随着我国的经济大力发展，社会在不断地进步，海洋工程也备受人们的重视。进行海洋工程装备制造的过程中，焊接作为加工制造工艺中最重要的一个环节，焊接在实际的应用中起着重要的作用，被广泛地应用，同时它还有很多优势，但进行钢结构焊接的过程中容易出现变相的问题。本文将结合实际情况对焊接工艺及焊接变形的预处理进行详细分析，以期为今后开展的相关工作提供宝贵经验。

关键词：焊接工艺；焊接变形；预处理

引言

随着我国工业技术的不断发展，由于具有良好的使用性能，的应用范围也逐步增多。加工工艺中，焊接工艺是最为常见的，在焊接中会产生大量的热量，散去后构件可能会出现变形现象，在当前我国焊接工作中无论是操作技术还是机械设备，相比较国外而言都较为滞后，所以极可能出现变形现象，会对构件产生一定的影响，也会影响使用性能。所以必须有效避免这一现象，找准构件变形的具体原因，才能够找到最为合理的解决方法。

1、焊接相关概述分析

对于加工工艺而言，其是工业生产领域的重要加工方式。而焊接作为加工的重要组成部分，在不锈钢加工中占据十分关键的地位。由于焊接工艺的投入成本相对较少，加之该工艺可以适用于相对恶劣的焊接环境中，所以被业内人士广泛应用到工业生产和加工中。焊接主要是通过对局部部件的加热和冷却，使其完成相应的焊接工装。需要注意的是，一旦部件加热过程中无法确保其均匀受热，此时需要进行有效的处理，包括材料和结构两个方面，以防止不均匀膨胀问题的出现。对于出现不均匀膨胀的现象，主要是变形应力存在的影响，对于焊接中的变形应力而言，其主要包括以下几个方面，即横向收缩变形、纵向收缩变形、弯曲变形以及波浪变形等，需要业内人士给予足够的重视。

2、焊接工艺对焊接变形的影响因素

2.1 焊接方法

当前我国工业发展过程中，焊接的方法主要有电弧焊、氩弧焊与保护焊等等。方法对于焊接产生的变形影响也大有不同，主要原因在于在焊接过程中会产生大量的热量，是导致构件产生变形的重要因素，要想有效避免焊接方法产生的变形，就必须结合构件的功能，科学合理的选择具体焊接方式。合理的焊接方式能够有效避免此类问题的发生，在焊接过程中，由于构件出现应力变化也会产生变形现象，所以应当根据上述方法有效避免。

2.2 焊接顺序

焊接操作中应当重视焊接操作顺序，如果难以根据顺序进行操作，会对焊接产生极为严重的变形影响。在日常生活中材料的应用范围广泛，根据大部分案例都能够证明焊接顺序的重要意义。例如对焊接变形的影响而言，主要原因在于改变了焊接顺序。例如前后操作出现颠倒现象，严重影响着构件，由于分布状态和应力发生改变，所以出现了焊接变形现象。或者是焊接顺序依据不够科学合理，在焊接过程中焊接变形现象的概率也会进一步加大，焊接操作过程中必须有效了解的功能与需求，可能会发生焊接变形的部位进行有效的焊接操作，例如构件如果有缝隙必须马上开始焊接，如果缝隙在焊接前出现，重视焊接過程中的缝隙处理工作通过分段进行了解构件的焊接顺序，才能够有效控制焊接变形现象。虽然部分不锈钢并不是共同焊接的，在超构件焊接过程中，由于难度较大是难以根据相关顺序进行焊接，所以必须要考虑焊接过程中出现的变形情况，才能够有效明确焊接顺序。

2.3 焊接过程

钢构件固定与定位也会对变形产生严重的影响，焊接工作过程中定位是最重要的，固定则在第二重要位置。如果固定与定位位置出现偏差，并未根据相关标准操作及可能会导致构件的部分受力不匀产生现象，但是如果两个步骤均出现误差构建也难以使用，会产生极为严重的影响。根据当前行业的发展现状，我们能够看出由于固定和定位产生的焊接变形现象极为严重，问题的原因在于部分操作人员出现操作失误，焊接经验不足，并未根据相关的操作流程进行工作。

2.4 焊接参数

这些参数影响主要体现在电流与电弧电压中，应当确保焊接方法与顺序，但是却不能有效固定变形数值，所以在构件焊接过程中，焊接电流与构件大小有着密切的关系，如果构件越大，就应当应用较大的电流，为了进一步减少局部受热现象，必须严格控制电流，将电流控制在合理的范围内。

2.5 焊接速度影响研究

对于焊接而言，通常使用的方法是激光焊接，而激光焊接速度对于构件变形问题影响较大，主要体现在以下两个方面：第一，当激光焊接速度较慢时，会导致熔池温度的影响造成金属融化过大，最终形成不同的凹陷，影响到产品的质量；第二，当激光焊接速度较快时，由于温度过高使得金属液态无法正常重构，最终出现变形问题。另外，对于激光焊接而言，容易受到空气的污染，最终影响产品质量。因此，在实际的焊接过程中，相关人员要在控制好焊接速度的前提下，在产品表面增加焊接气体保护层，确保激光焊接中不会让产品受到空气的污染，最终确保焊接的高效进行。

3、应对焊接变形的预处理措施

预处理主要是为了最大程度上减少焊接变形问题而针对型材进行处理，通过采取这种方式来避免焊接过程中可能产生的结构变形情况 [3]。在这一过程中，焊接技术人员首先需要完成的是金属表面的清洁工作。由于型材会在很长一段时间暴露在外界环境中，而在这一过程中金属表面会附着诸多油污、锈蚀、氧化皮、灰尘等，会在一定程度上影响到焊接质量，因此焊接技术人员需要将这些附着在型材表面的物质进行去除，以避免出现夹渣、气孔等焊接缺陷，而金属表面的耐腐蚀性也可以进一步提升，从而在最大程度上规避焊接问题。在型材预处理环节，主要是可以通过化学、机械处理两种方式，如机械酸洗、喷丸法、人工打磨等。其次，为了避免出现焊接变形问题，焊接技术人员还应该对焊接方向进行合理布置，可以采用逆向分段焊接法、中间向两侧分段退焊法，以此来减少残余变形出现的可能性。在此基础上，焊接技术人员还应该合理安排焊接顺序，在构建数量、间隔相互较大的情况下，可以采用跳焊法，使得热量分布更为平均，达到减少结构焊接变形的目的。最后，刚性固定。由于焊接变形是在焊接过程中必然会出现的问题，因此应在事前就充分做好相关准备工作，通过采取外加刚性拘束的方式，来防止在焊接过程中可能会出现的自由变形情况。这种固定方式大致可以被分为两种：第一种是利用薄板型焊件固定在刚性平台上，在焊接完成以后进行拆除；第二种是临时支撑增加的拘束，在一些较为容易变形的焊接部位，增加一些支撑或者拉杆，让这些支撑结构对于产生一定的支撑作用，从而增加易变形处的刚度，进而有效减少在焊接过程中可能出现的结构变形情况。

结束语

综上所述，在今后发展的过程中俨然已经成为现阶段产业加工过程中的一项重要内容，需要做出进一步完善，只有这样才可以在最大程度上保证结构焊接质量。因此在今后施工的过程中，技术人员必须要掌握正确的焊接工艺，同时充分了解结构变形的主要类型，然后根据工程的实际情况，对各种不同种类材料的预处理工作，从而实现焊接变形的有效控制，保证工程质量。

参考文献

[1]杨林，杨忠宝，王德玉，朱本义.焊接变形的控制对策[J].内燃机与配件，2018（20）：125-126.

[2]陈强.钢结构关键节点的焊接变形控制[J].焊接技术，2018，47（10）：90-93.

[3]王仕宁，谭明志.焊接变形的原因分析及处理措施[J].金属加工（热加工），2018（10）：76-77.

[4]刘云峰，单玉新，苏燕宏.焊接变形分析及预防措施研究[J].煤炭科学技术，2018，46（S2）：183-186.

（作者单位：中车青岛四方机车车辆股份有限公司）