在工業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常使用到焊接工藝,焊接的技術(shù)水平將直接影響不銹鋼盤管產(chǎn)品的質(zhì)量。基于此,本文針對不銹鋼盤管焊接工藝展開研究,詳細(xì)介紹不銹鋼盤管焊接的具體操作以及操作中需要注意的重點,以期為行業(yè)人士提供一定的參考。

工業(yè)作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一,在眾行業(yè)中的地位頗高。在工業(yè)生產(chǎn)過程中,許多生產(chǎn)活動都需要應(yīng)用相應(yīng)的焊接工藝加工不銹鋼盤管材料。但在焊接不銹鋼盤管材料的過程中,常常會出現(xiàn)變形、破損等情況。因此,為解決上述問題,確保生產(chǎn)出高質(zhì)量的不銹鋼盤管材料,需要技術(shù)工作者對焊接工藝進(jìn)行深入分析,提出相應(yīng)的解決策略,改進(jìn)焊接技術(shù),從根本上解決問題,減小變形、破損等問題出現(xiàn)的概率,最終達(dá)到提升焊接水平的目的。

1不銹鋼盤管焊接工藝簡介

1.1手工電弧焊

手工電弧焊具有操作簡單、使用方便的特點。因此,此種焊接工藝最為常見,常常應(yīng)用于焊接不銹鋼盤管材料。手工電弧焊采用直流電焊接材料,電極材料一般為非合金,還包含芯絲等部分,這樣的電極不僅可以作為電弧載體,還可以承擔(dān)不銹鋼盤管材料與材料縫隙之間的焊接工作。

1.2熔化極氣體保護(hù)焊

熔化極氣體保護(hù)焊具有保護(hù)不銹鋼盤管材料不受損的特點,因其在焊接過程中使用了一種可以保護(hù)不銹鋼的氣體。該種焊接工藝與手工電弧焊之間存在較大區(qū)別,熔化極氣體保護(hù)焊大多使用平特性電源,該種電源對弧長有著特殊的要求,嚴(yán)禁改動,一般最佳弧度在5mm左右。

1.3鎢極氬弧氣體保護(hù)焊

鎢極氬弧氣體保護(hù)焊的原理是不銹鋼盤管材料與鎢絲電極之間產(chǎn)生電弧,電弧產(chǎn)生熱量將金屬融化,從而形成焊縫。該種焊接方法與上述焊接方法有所不同,主要體現(xiàn)在電源、適用范圍等方面,該方法使用垂直外特性電源,適用于焊接厚度在6mm以下的不銹鋼盤管材料。在上述三種焊接工藝當(dāng)中,鎢極氬弧氣體保護(hù)焊的焊接效果最佳,經(jīng)該方法焊接過的不銹鋼盤管材料既能做到焊縫美觀,還可以做到不易變形。

雖然上述三種焊接方式的焊接原理和具體操作有所不同,但操作流程完全一致:首先,在開始焊接不銹鋼盤管材料前應(yīng)做好充足的準(zhǔn)備,若材料厚度小于4.5mm,則可直接開展焊接工作,無需做其他準(zhǔn)備,只需對材料的其中一面焊接一次即可;若不銹鋼盤管的厚度在6.5mm以上,則需要開展額外的準(zhǔn)備工作,比如開XV型坡口、對焊接所需用到的焊絲進(jìn)行除油、除氧化皮等操作。

2導(dǎo)致不銹鋼盤管焊接變形的原因

2.1焊接操作不規(guī)范

不規(guī)范的焊接操作會導(dǎo)致不銹鋼盤管材料局部過熱,因熱度過高很難控制形狀。因此材料在冷卻后,有極大的可能出現(xiàn)變形等不良情況。例如在借助電弧焊工藝焊接材料時,操作不規(guī)范則會導(dǎo)致不銹鋼盤管橫向變形,影響焊接效果。所以,在焊接之前應(yīng)分析不銹鋼盤管材料的用途與性能特點,從而選取最佳的焊接工藝。若隨意選取焊接工藝,則有極大的可能導(dǎo)致材料變形。除此之外,在焊接不銹鋼盤管時出現(xiàn)的變形情況也有可能是由于材料內(nèi)部力的變化所導(dǎo)致。因此,在選取焊接工藝時,應(yīng)確保該工藝可以消除材料內(nèi)部的應(yīng)力,否則材料依然可能出現(xiàn)變形情況。

2.2構(gòu)件定位及固定方式不合理

在焊接不銹鋼盤管時,若固定或定位構(gòu)件的方法錯誤,將會有極大的概率導(dǎo)致變形情況的出現(xiàn)。在焊接時,最容易出現(xiàn)偏差的環(huán)節(jié)為定位,其次便是固定。這兩個步驟的目的都是為了找準(zhǔn)焊接位置,實現(xiàn)精準(zhǔn)焊接。若這兩個環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤,技術(shù)人員在操作時未遵循相應(yīng)規(guī)范或操作錯誤,就會導(dǎo)致焊接過程中構(gòu)件因受力不均勻以及應(yīng)力作用而變形;另外,定位環(huán)節(jié)或固定環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(位置不準(zhǔn)、固定不牢),也會對焊接效果造成較大的負(fù)面影響。因此在實際焊接過程中,必須按照實際情況適時調(diào)整操作,必要時需要暫停焊接檢查構(gòu)件情況。

2.3焊接順序不合理

焊接順序?qū)⒅苯佑绊懞附有Ч?,其影響主要體現(xiàn)在應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力分布上。如果變更焊接順序,則應(yīng)力狀態(tài)及分布也會隨之改變,若改變后的順序不符合焊接要求,則極有可能引起構(gòu)件變形。一般情況下,在焊接不銹鋼盤管構(gòu)件時,會優(yōu)先處理存在變形風(fēng)險的接縫,若接縫較長,一般會將其分段,再進(jìn)行焊接。但由于焊接順序沒有明確的規(guī)定,特別是在焊接大型不銹鋼盤管構(gòu)件時,其焊接順序與一般的小型焊接存在差異。因此,在焊接時必須靈活調(diào)控順序,根據(jù)焊接的實際情況安排順序,盡可能避免變形情況的出現(xiàn)。

2.4焊接參數(shù)可能存在誤差

焊接參數(shù)也會在一定程度上影響焊接效果,例如在電弧焊時,若兩極板短路,則會出現(xiàn)電弧,電弧使得電極中間的空氣受熱升溫膨脹,導(dǎo)致電離化情況的產(chǎn)生。由此可以看出,焊接電流會對焊接溫度產(chǎn)生不小的影響。在開展不銹鋼盤管材料焊接工作時,必須嚴(yán)格控制材料尺寸。在一般情況下,材料尺寸越大,產(chǎn)生的電流越強(qiáng),不可控等級就越高。除此之外,為避免材料局部受熱不均變形,應(yīng)時刻觀察焊接電流,借助設(shè)備或器材控制焊接電流處于標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。若電流不足,則不能達(dá)到理想的焊接效果;若電流過大,將導(dǎo)致不銹鋼盤管材料變形。

3不銹鋼盤管焊接技術(shù)及變形控制的主要措施

3.1控制焊前工藝

若想預(yù)防不銹鋼盤管材料變形,須做好焊接之前的準(zhǔn)備工作,例如預(yù)拉伸、剛性固定組裝等。根據(jù)焊接構(gòu)件的不同,采取不同的預(yù)防策略。相關(guān)人員應(yīng)全方位預(yù)測不銹鋼盤管材料可能出現(xiàn)的變形形態(tài),這就需要對材料進(jìn)行專業(yè)的測驗和評價。上述步驟在預(yù)防大型不銹鋼盤管構(gòu)件變形方面異常重要,其測驗和評價得到的結(jié)果將直接影響預(yù)防變形策略的選取和實施。在實際焊接時,按照預(yù)測出的變形結(jié)果,反方向調(diào)整構(gòu)件,以達(dá)到減小變形影響、抵消部分變形效果的目的。在預(yù)拉伸構(gòu)件時,必須先對構(gòu)件進(jìn)行預(yù)熱處理,除去構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力,預(yù)熱溫度一般在300℃左右,可以將構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力削減至原有應(yīng)力的三分之一左右。此種方法效果顯著,可以很好地預(yù)防構(gòu)件變形情況的出現(xiàn)。另外,在實際焊接構(gòu)件時必須使用特定的器具整體固定構(gòu)件,這樣可以有效防止構(gòu)件變形。

3.2控制焊接全過程

在焊接不銹鋼盤管構(gòu)件時,若想避免構(gòu)件變形。相關(guān)人員必須合理選取焊接工藝及相應(yīng)的參數(shù)。在開始焊接之前要認(rèn)真分析構(gòu)件特點,選取適合該構(gòu)件的焊接工藝,在焊接開始后,可以采取多種預(yù)防材料變形的措施。例如,跟蹤激冷法、焊碾壓法等。跟蹤激冷法可以保障不銹鋼盤管材料縱向受力均勻,還可以很好地減小其參與應(yīng)力。焊碾壓法對于操作和工具有著較高的要求,需要用到一些特殊器械,因此應(yīng)用范圍較小。除應(yīng)用上述方法預(yù)防材料變形以外,相關(guān)單位還應(yīng)注重提升操作人員的專業(yè)水平,制定嚴(yán)格的管理條例和操作規(guī)范,設(shè)置獎懲制度,促使操作人員遵守規(guī)定,依照指定參數(shù)開展焊接工作,確保焊接萬無一失。

3.3矯正焊后材料

在結(jié)束焊接工作后,若發(fā)現(xiàn)不銹鋼盤管構(gòu)件出現(xiàn)變形情況,應(yīng)第一時間采取措施矯正,如果是局部變形,變形原因為局部受熱不均勻,則可以運(yùn)用再加熱的方法改善變形情況,也就是對不銹鋼盤管構(gòu)件變形的部分進(jìn)行加熱,直至該部分出現(xiàn)塑性變形,這種方法可以很好地改善變形情況。現(xiàn)階段通常借助火焰對構(gòu)件變形部位進(jìn)行局部加熱,該種方法最為常見、應(yīng)用范圍最廣。另外還有一種方法稱為整體加熱法。具體操作為將構(gòu)件整體加熱,再次進(jìn)行鍛造。此種方法應(yīng)用次數(shù)較少,只適用于小型不銹鋼盤管構(gòu)件的矯正。值得注意的時,雖然上述兩種方法都可以矯正焊后變形材料,但或多或少都會對材料造成一些傷害。因此在選取矯正方式時應(yīng)深思熟慮。再發(fā)現(xiàn)變形及時進(jìn)行矯正,爭取得到最好的矯正效果。

4總結(jié)

在焊接不銹鋼盤管材料時,較常出現(xiàn)變形情況,變形不僅會影響材料的美觀性,還會在極大程度上影響不銹鋼盤管的性能。所以在實際焊接材料時,必須靈活調(diào)整焊接順序,操作人員必須熟悉焊接操作,相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)不斷升級焊接工藝,以達(dá)到最優(yōu)的焊接效果。