不锈钢焊接工艺及变形控制

王炜

摘要：不锈钢焊接工艺是工业生产过程中的常用技术，因此，深入研究不锈钢的焊接以及变形控制工作具有重要意义。基于此，本文针对不锈钢焊接工艺展开研究，详细介绍不锈钢焊接的具体操作以及操作中需要注意的重点，以期为行业人士提供一定的参考。

关键词：不锈钢；焊接工艺；变形控制

1.不锈钢焊接工艺简介

1.1 手工电弧焊

手工电弧焊具有操作简单、使用方便的特点。因此，此种焊接工艺最为常见，常常应用于焊接不锈钢材料。手工电弧焊采用直流电焊接材料，电极材料一般为非合金，还包含芯丝等部分，这样的电极不仅可以作为电弧载体，还可以承担不锈钢材料与材料缝隙之间的焊接工作。

1.2 熔化极气体保护焊

熔化极气体保护焊具有保护不锈钢材料不受损的特点，因其在焊接过程中使用了一种可以保护不锈钢构件的气体。该种焊接工艺与手工电弧焊之间存在较大区别，熔化极气体保护焊大多使用平特性电源，该种电源对弧长有着特殊的要求，严禁改动，一般最佳弧度在5mm左右^[1]。

1.3 钨极氩弧气体保护焊

钨极氩弧气体保护焊的原理是不锈钢材料与钨丝电极之间产生电弧，电弧产生热量将金属熔化，从而形成焊缝。该种焊接方法与上述焊接方法有所不同，主要体现在电源、适用范围等方面，该方法使用垂直外特性电源，适用于焊接厚度在6mm以下的不锈钢材料。在上述三种焊接工艺当中，钨极氩弧气体保护焊的焊接效果最佳，经该方法焊接过的不锈钢材料既能做到焊缝美观，还可以做到不易变形。虽然上述三种焊接方式的焊接原理和具体操作有所不同，但操作流程完全一致：首先，在开始焊接不锈钢材料前应做好充足的准备，若材料厚度小于4.5mm，则可直接开展焊接工作，无需做其他准备，只需对材料的其中一面焊接一次即可；若不锈钢材料的厚度在6.5mm 以上，则需要开展额外的准备工作，比如开X或 V 型坡口、对焊接所需用到的焊丝进行除油、除氧化皮等操作。

2.导致不锈钢焊接变形的原因

2.1 焊接操作不规范^[1]

不规范的焊接操作会导致不锈钢材料局部过热，因热度过高很难控制形状。因此材料在冷却后，有极大的可能出现变形等不良情况。例如在借助电弧焊工艺焊接材料时，操作不规范则会导致不锈钢横向变形，影响焊接效果。所以，在焊接之前应分析不锈钢材料的用途与性能特点，从而选取最佳的焊接工艺。若随意选取焊接工艺，则有极大的可能导致材料变形。除此之外，在焊接不锈钢时出现的变形情况也有可能是由于材料内部力的变化所导致。因此，在选取焊接工艺时，应确保该工艺可以消除材料内部的应力，否则材料依然可能出现变形情况。

2.2 钢构件定位及固定方式不合理

在焊接不锈钢材料时，若固定或定位钢构件的方法错误，将会有极大的概率导致变形情况的出现。在焊接时，最容易出现偏差的环节为定位，其次便是固定。这两个步骤的目的都是为了找准焊接位置，实现精准焊接。若这两个环节出现错误，技术人员在操作时未遵循相应规范或操作错误，就会导致焊接过程中钢构件因受力不均匀以及应力作用而变形；另外，定位环节或固定环节出现差错（位置不准、固定不牢），也会对焊接效果造成较大的负面影响。因此在实际焊接过程中，必须按照实际情况适时调整操作，必要时需要暂停焊接检查钢构件情况^[2]。

2.3 焊接顺序不合理

焊接顺序将直接影响焊接效果，其影响主要体现在应力状态和应力分布上。如果变更焊接顺序，则应力状态及分布也会随之改变，若改变后的顺序不符合焊接要求，则极有可能引起钢构件变形。一般情况下，在焊接钢构件时，会优先处理存在变形风险的接缝，若接缝较长，一般会将其分段，再进行焊接。但由于焊接顺序没有明确的规定，特别是在焊接大型钢构件时，其焊接顺序与一般的小型焊接存在差异。因此，在焊接时必须灵活调控顺序，根据焊接的实际情况安排顺序，尽可能避免变形情况的出现。

2.4 焊接参数可能存在误差

焊接参数也会在一定程度上影响焊接效果，例如在电弧焊时，若两极板短路，则会出现电弧，电弧使得电极中间的空气受热升温膨胀，导致电离化情况的产生。由此可以看出，焊接电流会对焊接温度产生不小的影响。在开展不锈钢材料焊接工作时，必须严格控制材料尺寸。在一般情况下，材料尺寸越大，产生的电流越强，不可控等级就越高。除此之外，为避免材料局部受热不均变形，应时刻观察焊接电流，借助设备或器材控制焊接电流处于标准范围之内。若电流不足，则不能达到理想的焊接效果；若电流过大，将导致不锈钢材料变形。

3.不锈钢焊接的变形控制

3.1 焊接前的准备工作

对不锈钢进行焊接之前需要做好充分的准备工作，主要可以从以下几方面着手：第一，需要制定完善的焊接计划，焊接人员应该在具体操作前，准备好相应的焊接工艺以及焊接材料等；第二，针对焊接人员的资质进行审查，所有人员必须持证作业，使得焊接人员能够根据按计划进行操作；第三，准备好相应的焊接机械，对于不锈钢焊接作业来说，需要借助于特定的工具进行焊接，所以在工具方面需要准备充分且保证其正常使用，以此为后续焊接奠定基础；第四，焊接材料的准备，在焊接材料方面需要具有较强的稳定性，所使用的焊条应该达到相应的标准与具体的焊机工程相适应。

3.2 焊接工艺的控制

在不锈钢焊接作业中，需要对焊接工艺进行合理选取，主要的控制点包括以下几方面：第一，对不锈钢进行焊接时，除了要控制层间温度，也需要使用小电流，这样才能够取得满意的焊接效果。在焊接中，温度应该控制在60℃以内，完成焊接之后要对焊缝进行冷却处理，以此来保证焊接质量；第二，针对不锈钢管道的焊接部位需要全面清理油，不能存在杂物等，尽量控制焊缝的面积，并且还要采用强硬措施对焊缝处进行冷却处理；第三，针对焊接变形问题进行严格控制。在焊接过程中，为了有效避免出现变形问题需要按照正确的流程进行焊接，所选择的焊缝形状要合理，还要控制焊接电流，严格按照相应的工艺进行操作。如果出现了这些问题，可以利用机械方法进行矫正，不能够用铁锤敲击，可以采用木槌敲击方法。如果需要对其进行加热处理，可以采用电阻丝，不能够使用碳弧火焰进行加热，防止出现渗碳现象。

3.3 检查焊缝质量

在不锈钢焊接之前，需要做好清理工作，不能够存在杂物等现象，完成焊接之后需要对焊缝表面进行及时清理，不能存在焊点，又或者是飞溅等，并且，还需要对外观进行检查。如果发现存在漏焊，又或者是气孔等问题需要及时进行修补。除此之外，为了提升不锈钢的防腐效果，需要对其抗腐蚀能力进行提升，针对焊缝接口处需要进行酸洗，又或者是钝化处理，使用酸洗膏，又或者是钝化处理，一般涂抹不锈钢表面，保持20分左右可以使用清水清洗^[3]。

3.4 焊条的管理

对于焊条来说需要做好保管工作，将其储存在干燥通风的环境，控制好温度和湿度，一般将焊条放在货架上面。对焊条进行使用之前，可以根据相关说明进行烘干，严格控制温度，当焊条温度逐渐上升之后，再进行慢慢冷却，如果温度下降速度较快，很容易出现开裂或者是剥落等现象。在焊条烘干后，需要将其存放在恒温箱中，温度要在100～150℃之间。对焊条进行发放时需要由专门的人员进行负责，并且还需要做好登记工作，严格控制焊条的使用，通过控制焊条质量能够为不锈钢焊接奠定基础。

4.结束语

在焊接不锈钢材料时，较常出现变形情况，变形不仅会影响材料的美观性，还会在极大程度上影响不锈钢的性能。所以在实际焊接材料时，必须灵活调整焊接顺序，操作人员必须熟悉焊接操作，相关技术人员应不断升级焊接工艺，以达到最优的焊接效果。

5.参考文献

[1]高长艳.防止不锈钢焊接变形的工艺分析与措施[J].中国高新区，2019(1):176.

[2]马继超 . 焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响分析[J]. 城市建设理论研究（电子版）,2015(29):3174.

[3]李银惠 . 焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响分析[J]. 化工管理，2015(21):179.