薄板焊接工艺及焊缝质量控制
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【摘 要】薄板焊接是焊接工业施工中的一项重要工作，应用也非常广泛，可以用作设备辅助平台、厂房参观走廊平台等。在实际需求中许多产品会要求质量且重量比较轻巧，这就需要再施工中采用薄板材料。但是我国在薄板焊接工艺方法比较陈旧，先进技术应用不广泛，所以为了保证薄板焊接质量，必须采用合理的焊接工艺，加强各环节的质量监控，最大程度地减小变形，从而保证薄板焊接的工程质量。本文针对薄板焊接工艺及焊缝质量控制。
【关键词】薄钢板;埋弧焊;焊接工艺;质量控制
中图分类号：TG44 文献标识码：A
引言
对于薄板焊接工艺来说不论是在于宏观上的焊缝成型来说，还是对于微观视角下的焊缝力学的性能来说，均需要达到相关的标准才可进行后续焊接工作。只有这样才能够避免在对薄板焊接工作进行的时候因为工人操作不当从而带来的参数变化最终使得工人的人工成本增加，对设备对材料造成能耗加大的浪费现象，才能够带来更好的经济效益。
1、薄板变形的物理现象
在薄板焊接过程中一般会产生的压曲和变形两种物理现象，这就是所谓的板壳理论。焊接薄板时，可以将薄板分为焊接区和非焊接区，一般在焊接区会产生较大的变形量，在非焊接区一般不会因为焊接引起焊接变形。但是因为薄板的厚度很薄，所以在实际操作过程中，一个焊接操作工人的重量都可以使薄板产生一定的变形。所以，在薄板焊接过程中我们很难保证薄板焊接不产生变形，这些变形必将会影响焊接的质量，这也是我们对薄板焊接工艺进行研究的价值所在，我们需要在不能完全消除的前提下尽量减少在薄板焊接过程中的变形，提高薄板焊接的合格率。
2、薄板焊接工艺方法
第一，先短后长。在进行焊接时需要先施焊短焊缝部分，再施焊长焊缝部位。焊接方式有很多种，但是在进行长距离焊接时，我们采用间断焊接的方式进行焊接，同时先焊里或者先焊外对于薄板变形量也有一定的影响，一般在进行薄板焊接时我们采用从薄板内部往外部进行焊接。第二，均布对称施焊。在中国的建筑中非常重视对称结构，其实在焊接工艺中也非常注重对称焊接。在空间足够的前提下，我们一般安排多名焊工采用同时均布对称的施焊方式进行焊接，采用对称焊接工艺不仅可以使薄板受热、受力均匀，还可以将应力进行相抵消，可以减少应力集中，这样可以大大减少在焊接过程中因不对称问题引起的薄板变形、起鼓现象。第三，采用气保焊与半自动切割机结合施焊。薄板焊接对于焊接技术要求比较严格，要想保证焊接质量，一般采用半自动切割机代替人工焊，这样可以保证焊缝外形质量良好，焊缝大小合适、直线度良好，对提高焊接质量有很大帮助，也是薄板焊接过程中一项非常重要的焊接工艺。
3、薄板焊接发生的主要原因剖析
从力学的角度出发，薄板焊接出现变形的主要原因是在焊接人员焊接器件时，由于薄板的不同部位温度存在差异，因此产生了对应的残余应力，最终出现薄板出现形状变化。焊接件变形的影响因素主要涉及切割方法、焊接方法、点固焊工艺、焊接热输入和薄板厚度几个方面。
3.1切割方法和切割质量的因素
激光切割与等离子切割是当前国内应用最为广泛的切割技术，激光切割相对来说性能比较优越，这得益于激光切割的热源集中，瞬间将板材切开，因此热效应小，由此产生的残余应力也比较小，不容易出现变形的情况，而且其开口也相对平整。与此同时，等离子切割的边缘会不均匀，容易造成焊接后焊缝凸起。相反，激光切割后材料由于比较整齐平整，在焊接后焊缝相对平坦，凸起的现象不容易发生。通过以上分析，焊接材料在进行切割时，控制切割精度对保证切割质量有重要的影响。
3.2焊接方法的分析
焊接方法由具体的焊接工艺决定，采用什么样的焊接工艺在一定程度上决定着薄板的焊接质量。在选取焊接工艺时，要根据板材的厚度，具体控制焊缝的高度和宽度及均匀性;选取适当的电流;选择合适的焊条;起弧和收弧的控制;牢固度的控制等，焊接結束后要从外观上也可以分析具体的焊接质量。
3.3点固焊工艺的因素
在点焊施工中，焊点间距的控制十分重要，焊点间距的选择在一定程度上会关系到焊接质量，技术人员应该依据实际情况选择合适的焊接工艺，严格控制焊接变形。同时，我们需要将焊点的数量、距离等参数考虑在内。如果选用不合适的点焊工艺，会对焊接前后的残余应力将失去正常的控制，造成焊接质量无法得到保证。在选择焊接尺寸时也应该格外注意，倘若选择过大的尺寸，那么焊缝的背面将不会完全穿透，并且将损害接头的完整性。倘若选用的尺寸较小，则在焊接过程中板材会破裂，导致无法保证焊接间隙。由此可见，如果相对薄板焊接变形采取有效措施，就需要处理好点固焊工艺的注意事项。
3.4热输入对焊接质量的影响
众所周知，焊接热输入能够对残余应力产生一定的作用，从而引起焊接器件的变形。为了尽可能降低焊接应力和变形程度，我们需要尽可能少地使用焊接，以确保不会对焊接成型产生负面影响。一旦选用时间焊接，就需要匹配三元甚至四元保护气体以保证焊接的顺利进行。
3.5薄板厚度的因素
如果焊接的钢板厚比较厚，则钢板的抗弯性相对较大，焊接钢板也就不容易出现变形。相反，如果钢板的厚度相对较薄，那么在实际的焊接过程中，钢板就无法对焊接过程中产生的应力进行有效应对，就会造成薄板的弯曲，进而产生较大幅度的变形。
4、对此薄板焊缝质量控制策略
4.1对热输入的控制
在对薄板具体焊接工作的过程中，对于能量较为集中部分或者是热输入较低的地方可以选择降低焊接方法，这样就能够有效的降低焊接变形情况的产生。通常还可以使用是二氧化碳保护焊的方法，二氧化碳能够薄板有着较好的保护作用，因此焊接出来的成品有着较好的质量。
4.2对焊缝的控制
这时候就需要根据实际情况来选取最为合适的尺寸以及形状的焊条，并且还需要在能够满足焊接的前提下，保证有足够的承载力下，尽可能的使用较小的焊缝尺寸。主要的原理就是为了能够在最大程度上减少焊缝的填充量，如此一来既能够保障质量，不会产生变形，用料更省还能起到一定的美观作用。另外还可以使用先进的折边机，来对薄板进行折边操作，在保证折弯角度的情况下，尽可能的使用机械弯折，机械弯折的最大好处就是能够减少焊缝的数量。最后还需要对焊缝的位置进行合理科学的安排，最好是能够将焊缝保持在中心轴两侧的位置，这样在焊接过程中出现的变形能够起到一定的互相抵消作用。
4.3对工艺的控制
选择合理的装配以及合理的焊接顺序还是远远不够的，还需要选择合理的工艺来对其进行焊接。其主要的方法就是利用焊接胎所具有的特性即在焊接的时候能够反向变形，当焊接结束之后，松开焊接胎，这样焊接完成的尺寸以及形状均会在焊接胎的压力固定下符合有关技术要求。
结束语
在日常对薄板进行焊接工作的过程中往往会因为各种因素从而导致薄板变形，其中最易发生变形的薄板当属1-2mm的薄板，这一类的薄板在实际焊接过程中往往因为一点微小的因素就会发生严重的变形。目前在针对薄板变形焊接的问题研究中，主要将研究重点放在工艺方面。
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（作者单位：中车青岛四方机车车辆股份有限公司）
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