不锈钢焊接工艺及其对变形的影响分析

李俨

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摘要：不锈钢具有强度高、重量轻、承载能力强等优势，因此被广泛应用于制造业等项目中。但是在实际施工过程中，由于焊接操作技术不到位或未按规范要求进行焊接操作等原因，导致不锈钢构件出现了一系列质量问题，如构件变形、开裂、应力集中等，严重影响了工程整体质量。因此，必须高度重视不锈钢焊接生产工程中的技术要点分析，采取有效措施来确保不锈钢焊接生产工程的质量，从而促进我国建筑行业的可持续发展。

关键词：不锈钢；焊接工艺；焊接变形

引言

不锈钢是指将钢材作为主要承载材料，通过连接件将各个构件连接在一起，形成具有一定刚度和强度的结构体系。不锈钢具有自重轻、强度高、稳定性好、施工速度快等优点，被广泛应用于建筑、桥梁、机械、船舶等领域。不锈钢不仅需要满足结构设计强度的要求，还要满足钢材搭接强度的要求。钢材搭接一般采用焊接的方式，焊接施工具有操作简单、施工速度快等特点，但焊接施工的质量对不锈钢强度有严重影响。为确保满足建筑施工质量要求，必须明确不锈钢焊接质量的影响因素，并采取针对性的质量管控措施，以提升建筑工程的质量水平。

1不锈钢焊接技术应用优势

（1）施工效率高。不锈钢焊接技术施工效率较高，具有操作简便、安全性高等特点。同时，还能够有效缩短工期和减少施工成本。（2）保证工程质量。不锈钢焊接技术具有较强的稳定性和可靠性，能够有效保证不锈钢构件之间的连接强度和质量满足相关标准和规范要求。（3）绿色环保。不锈钢焊接技术施工过程中应用绿色环保材料和工艺，能够有效减少资源浪费和环境污染问题，降低了工程施工成本。

2不锈钢焊接工艺对变形的影响因素分析

2.1焊接方式不当

随着工业化进程的加快，工业产品的需求量与日俱增，推进了焊接方法的多样化发展。通过研究和实践，目前已有多种焊接方法。焊接方式不同对工件产生的热输入自然不同。不锈钢焊接工艺出现变形的主要原因在于焊接过程中出现的大量热输入。不同类型的不锈钢在不同温度的影响下产生的热输入会造成产品出现高温区、热影响区和低温区，导致不锈钢材料的质量体积发生变化。冷却后高温区会出现拉应力，低温区会出现压应力，导致焊接产品发生变形。因此，在焊接过程中要注重焊接工艺的选择，通过分析不锈钢材料掌握其材料特性，进一步了解在高温或者低温影响下不锈钢材质的曲线变化，从中选择合适的焊接方式，有效减少不锈钢的变形，改善不锈钢焊接的效果。

2.2焊接装夹定位不合适

产品焊接前需要对各个零部件进行装夹定位。这样不仅能够固定零部件，还可以避免因焊接应力作用导致零部件出现变形。因此，选择适当的固定方式及位置对于确保焊接质量至关重要。在装订方式制定前，要考虑定位方式。尤其是在不锈钢薄板的焊接中，定位方式的选择非常重要。选择合适的定位一方面能够减少加工误差，另一方面可以避免焊接中零部件发生变形。选取定位点时，要评估焊接的应力。综合评估焊接中产生的残余应力及焊接零部件的抗变形应力，选择应力较大的位置作为定位点，可以很好地避免不锈钢变形的产生。考虑一些零部件的焊接残余应力较大，定位点的选取可以采用反变形方式，在应力释放后仍然能够很好地满足不锈钢工件要求。此外，装夹定位过程中合理应用夹紧方式也能够减少焊接变形的产生。

2.3未做好施工前检查

焊接施工前，要做好人员、材料、机器施工前检查，并对施工人员进行施工重难点及焊接技术要点交底。要检查焊条、焊丝强度及标识是否适用，检查焊材是否被污染及受潮。检查钢材表面是否存在锈迹，若存在应清理钢材表面锈迹及油渍，避免其影响焊接质量。要选择适配、功能完善的焊接机器，否则焊机部件老化会导致二氧化碳气体保护不充分，焊接电源电压不稳定，送丝系统速度不匀速等现象发生，严重影响焊接焊缝质量。

3优化不锈钢焊接工艺的有效措施

3.1选择合适的焊接方式

在不锈钢焊接前，需要按照要求严格审核焊接方案，确保采用的焊接工艺符合焊接需求。通过分析不锈钢焊接的特点，选择合适的焊接方式，制定合理的焊接方案，预测焊接中可能出现的问题，制订预处理方案，避免焊接方式不合理导致焊接变形问题的出现，从而确保整个焊接过程顺利。在不锈钢构件焊接中，对于较薄的构件可以使用电阻焊方式。这种焊接方式不易造成板材变形，且操作方便，有助于提升焊接的工作质量。考虑不锈钢焊接的特殊性，需要提前做好焊接准备工作。首先，需要准备好规格标准的焊条。如果采用二氧化碳焊接，焊丝需要选择实心焊丝。其次，对焊条进行加热处理，将其放入设置好温度的烘箱进行加热，完成加热后再冷却，确保焊条能够达到焊接要求。最后，做好焊条清洁工作。为避免焊接过程中出现杂物影响焊接质量的情况，需要将焊接口50mm内的杂物清理干净。户外作业还要考虑焊接环境的清洁及防风工作，有序操作焊接。

3.2焊接完成后残余应力的消除

高水平的焊接质量，离不开焊后残余应力消除工艺的支持。对于大型体育馆、游乐场不锈钢穹顶、承受拉应力构件及焊接密度较大部位，一般都需要进行焊后残余应力的消除。工程中一般采用疲劳验算方法。应力消除大多是基于局部或整体退火来完成，也有采用振动法或锤击法来消除残余应力。在采用局部或整体退火消除残余应力时，对加热设备的温控、测温、加热能力等具有一定的要求。对于局部加热，要求加热板的宽度不小于200mm，且不应低于3倍钢材的厚度，若加热板宽度较短，会产生额外的残余应力。对于采用振动法或锤击法消除残余应力的，需要注意焊后焊缝的保温，如温度迅速降低，容易引起焊缝等现象。锤击法消除应力时，要避开焊缝坡口边缘母材及盖面焊缝等部位。

3.3科学合理规划焊接工艺次序

不锈钢焊接残余应力和不锈钢焊接变形与不锈钢焊接工艺次序的选择有一定关联。焊接作业前，对不锈钢焊接位置和焊接工艺所选定的焊接次序进行统筹规划和科学合理的安排，继而达到科学合理且有针对性的调整不锈钢焊接次序，可以为不锈钢焊接残余应力和焊接变形的控制打下夯实基础。不锈钢焊接过程中应先对收缩量大的区域进行焊接，再对不锈钢收缩量小的区域进行焊接，这样可以在一定程度上控制残余应力的形成。

3.4严格把控焊接材料的强度

在不锈钢焊接生产工程中，所应用到的材料强度都需要严格控制，尤其是在焊接过程中使用到的钢带、钢绞线、焊条等。同时，还要对焊接材料的质量进行严格把关。因为如果在焊接过程中材料出现质量问题，则会对不锈钢的施工质量造成影响。

结束语

综上所述，不锈钢连接方式中最为常见的方式即焊接作业形式，焊接作业可以有效保障不锈钢连接后的整体性能，可以保证连接后的不锈钢具有优良的性能，满足不锈钢成品的设计要求和使用安全要求，可以确保连接后的不锈钢成品适应不同环境下的使用需求。虽然不锈钢焊接在不锈钢的连接中具有较大优势，但在不锈钢焊接中仍需要采取行之有效的全面焊接控制，如果焊接控制措施实施不到位，那么就会在焊接过程中产生焊接残余应力，亦或者发生焊接残余变形，影响焊接质量和不锈钢成品的稳定性。所以在不锈钢焊接过程中需要对焊接作业进行全面系统的分析研究，并根据不锈钢焊接现场的实际作业环境，采取行之有效的措施来抑制焊接残余应力的产生、抑制不锈钢焊接变形的产生。

参考文献

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