薄板焊接工藝及質量控制解析

時間:2022-07-08 09:07:42

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薄板焊接工藝及質量控制解析

摘要:薄板焊接是工業生產中比較常見的一個工種,在焊接作業中通常具有較大難度,這是由于薄板焊接過程中,很多因素都可能對工藝質量產生影響,特別是厚度在4~6mm范圍的薄鋼板,焊接后可能會發生各種變形情況。為了解決此類問題,詳細闡述了薄板變形物理現象,分析了薄板焊接工藝方法,進而研究了薄板焊接質量控制措施。

關鍵詞:薄板焊接工藝質量控制

在焊接作業中,薄板焊接比較常見,并且應用范圍很廣泛,如廠房參觀走廊平臺以及設備輔助平臺等。薄板焊接產品質量要求較高,所以焊接中使用的材料多為薄板。在傳統薄板焊接當中,由于工藝方法落后,沒有積極應用先進技術,薄板焊接質量難以保證,容易發生變形情況,影響產品質量,所以應當對薄板焊接工藝及質量進行研究,采取有效方法加以控制,從而提升薄板焊接質量。

1薄板變形的物理現象

薄板焊接過程中一個十分常見的問題就是薄板變形,通常發生變形或壓曲等物理現象,主要是以板殼理論為基礎的。薄板焊接過程中,薄板主要包括焊接區和非焊接區,而變形量主要發生在焊接區;在非焊接區,通常不會由于焊接造成變形問題。由于薄板厚度比較小,所以在具體作業中,焊接操作人員的重量,可能也會造成薄板變形。基于這些原因影響,在薄板焊接中,避免薄板焊接不發生變形通常難度較大;而發生變形,會對焊接質量造成巨大影響,導致工程發生質量不合格等問題。因此,要對此類問題加強重視,采取有效措施積極應對,以提高焊接質量。

2薄板焊接的工藝方法

薄板焊接工藝主要是先短后長,即先對短焊縫位置施焊,再對長焊縫位置施焊。在長距離焊接中,一般利用的方法是間斷焊接;另外,對于薄板變形情況,先對內部焊接還是先對外部焊接,也會帶來不同的影響。通常情況下,都是從內部開始,逐漸向外部進行薄板焊接操作。薄板焊接要均勻對稱施焊,特別是我國傳統文化影響下,建筑結構很注重對稱,同樣焊接工藝也重視焊接對稱。如果有足夠的空間,通常都是指派多名焊工共同作業,采用均布對稱方式施焊。這種焊接工藝既能夠保證薄板均勻受熱和受力,還可以抵消焊接產生的盈利,避免出現應力集中現象,使薄板焊接變形得到了很好控制。焊接工藝主要是將半自動切割機與氣保焊結合在了一起,由于薄板焊接有著很嚴格的技術要求,所以為了對焊接質量加以保障,利用半自動切割機替代人工焊接,從而對焊縫外形質量加以保證,達到良好直線度,提高焊機質量,保證薄板焊接效果符合要求。

3薄板焊接的質量控制

3.1焊接工藝選擇。焊接工藝選擇是否合理,對薄板焊接質量控制有著直接影響。選擇恰當的焊接工藝,能夠有效提高焊接質量。在薄板焊接發展過程中,可以采取有效措施減少焊道,并采用較高熔敷力的焊接工藝,確保焊縫焊接質量。此外,也可以使用熱輸入較小的焊條,控制薄板焊接變形,進而提高焊接質量。這是由于薄板焊接過程中,縱向撓曲變形對焊接熱輸入有著很高敏感性,所以當產生較大熱輸入時,就會造成薄板焊接變形。因此,通過減小焊接熱輸入,可有效控制薄板焊接變形量。3.2點固焊合理應用。在焊接工藝中,點固焊是比較常用的焊接方式,應用點固焊方法,能夠對焊接間隙加以確保,同時能夠讓被焊接板材形成相應的對抗性變性能。不過,薄板焊接一般比較特殊,在對點固焊應用當中,應當對焊點間距、焊點尺寸以及焊點數量做出充分設計。如果采取太小的點焊尺寸,焊接當中有可能發生焊縫開裂問題,導致質量要求無法達到;如果點焊尺寸太大,則可能會無法充分熔透焊道背面,對接頭完整性造成影響。因此,在薄板焊接過程中,對點固焊需要合理設計,準確控制點固焊尺寸,從而確保焊接質量。3.3焊接全過程控制。在薄板焊接開始前,要固定焊接件,然后再焊接,加強其剛性,進而控制焊接變形。在具有較長焊縫和較大面積的薄板焊接中,在焊板兩側固定薄板,可有效降低焊接變形發生概率。焊接前,可以使用直徑不大的焊條先行點焊處理,可增加焊件剛性,降低焊接變形,為焊接質量提供保障。焊接過程中,通過研究發現將一些特殊處理方法應用到焊接作業中,也能夠有效控制變形。例如可以采取溫差法或是將焊接熱輸入減少的方法,降低焊接區域溫度,進而縮小變形,這種方法盡管能夠減小變形,但是對于薄板變形仍然難以完全杜絕。所以,為了對薄板焊接變形問題進行充分解決,應當從本質入手,對薄板焊接變形問題加以解決。研究表明,在薄板焊接中,薄壁構建低應力影響因素是引起形變的重要原因,所以為了對薄板變形加以控制,就要采取相應的方法,將薄板工件瞬態面外失不穩變形加以控制;作業過程中,可以利用相應水平溫度差,減小薄板不同邊緣受力情況,進而確保溫差拉伸效應發揮作用。在這種情況下,對于仍然存在盈利的變形情況,可以通過焊接中定量控制、焊接應變以及焊接熱應力等方法進行處理,從而確保原有薄板狀態平直,不會發生失穩情況,減少變形和提高質量。焊接完成后,也可以采取措施減小變形和控制質量,如可以利用機械校正方法加以控制;再例如通過機械作用力,將薄板焊接后發生的變形校正回來。通常情況下,可使用滾床完成機械校正,改善變形問題,并使用滾床進行前后兩次滾壓,達到機械校正需求;還可以采用火焰校正方法,在完成薄板焊接后,對發生變形位置集中加熱,然后冷卻處理,從而使薄板焊接變形位置發生不可逆塑性變形,校正薄板形狀,提高產品質量。此外,還可使用手工校正方法,錘擊變形位置,將焊縫周圍集中的應力擴散,減小變形,保證焊接質量。

4結語

薄板焊接作業當中,一個難以避免的問題就是薄板焊接變形,它不僅會導致薄板焊接質量降低,還會造成產品不符合使用要求標準。為了控制薄板焊接變形,需要對焊接工藝加以合理選擇與應用,保證焊接操作合理性。同時也要積極采取措施,嚴格控制焊接質量,對焊接變形進行有效控制。

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作者:胡宗偉 單位:上海金石索泰機電設備有限公司