在不銹鋼加工過程中,不銹鋼零件經常會因焊接而變形。零件變形也只是表面現象,由于焊接熱源的影響,很容易使焊縫金屬和焊接熱影響區域過熱,往往會導致焊接金屬和金屬在熱影響區的粗大晶粒產生缺陷使金屬性能惡化。除了防止和消除焊接對不銹鋼加工件的負面影響外,還需要控制零件的溫度。然而,等待部件冷卻然后進行下一個縫焊過程或一些其他過程需要很長時間。工作效率將受到嚴重影響。
特別是在不銹鋼板零件加工過程中,在焊接過程中通過熱源(電弧)熔化基底金屬(零件)(板材零件通常不需要添加焊絲),使焊接的零件熔化成一個熔池,然后自然冷卻結晶形成焊縫。由于零件太小,焊接熱量不能快速分布,不銹鋼變形就會出現,這將對零件的外觀和形狀產生很大的影響。
要想不銹鋼怎么焊接才不變形,我們需要從幾個方面入手。
一、焊接工藝的選擇
目前,一般工廠采用兩種焊接方法進行不銹鋼焊接:
⑴ 電弧焊
這種焊接方法是一種比較傳統的焊接方法,對焊工要求很高。它對零件的熱量有很大的影響。焊接后的加工時間長,焊接質量控制不好。但是,該設備相對簡單,可用于焊接不同材料和柔性焊條。
⑵ 氣體保護焊
氣體保護電弧焊可以分為幾種不同的方法,現在我們討論不銹鋼焊接的氬弧焊,采用氬氣或混合氣體(MAG焊)作為保護氣體。氣保焊的優點是焊接速度快,熱影響區域小,焊接后加工簡單。為了減少焊接不銹鋼零件時零件的熱影響,盡量使用氣體保護焊。
在焊接工藝設計中,必須采用左右交替焊接方法,對稱焊接方法和后退焊接方法,具體原則首先是內外,先是少,然后是先,短,那么久。
焊接電流和電弧電壓等焊接參數也會影響焊接變形。焊接不銹鋼部件時,隨著部件尺寸的增大,焊接電流也應增加。同時,為了使焊件局部加熱更均勻,應嚴格控制焊接電流。如果焊接電流過小,會影響焊接質量; 如果焊接電流過大,焊接變形可能會更嚴重。
因此,焊接電流和電弧電壓等焊接參數應根據材料的厚度和焊接要求進行調整。
二、焊接技術方案
針對不同尺寸的不銹鋼加工件選擇不通過的焊接技術方案,這樣才能盡量避免不銹鋼的變形。
⑴ 焊接外形小巧,結構簡單的不銹鋼加工件
例如,如果焊接研磨方法是平面中的L形,T形或搭接部件,則可以在下部添加銅板(厚度> 8mm),由于銅板的傳熱效率高于鋼板,因此可以快速去除焊接熱量,減少零件的熱變形。如果零件的形狀不是很扁平或膨脹,不易與銅板緊密接觸,也可以使用具有良好吸水性的厚棉或在焊縫下方的浸泡墊,這也可以有效地減少零件的變形。
⑵ 焊接大而復雜的不銹鋼加工件
由于形狀復雜或沒有銅板的空間,上述解決方案不能用于解決問題,因此應采用水冷方法。
水冷通常分為兩種:
① 噴霧冷卻
零件焊縫背面采用水霧冷卻的方法,這種方法適用于面積較大的零件。同時必須是T形或L形搭接(需要調節水流角度),避免水流入焊接位置。該方法的優點是冷卻效果好,便于批量生產。缺點是焊接條件高(需要特殊設備),加工零件類型單一;
② 濕砂冷卻
噴霧冷卻方法不適用于平面接頭形式的焊接路徑,因為它不能保證水流不會進入焊接通道位置。可采用濕砂冷卻方法:選擇裝滿砂子的容器(大于焊接部位),注入水至飽和砂土,焊接時將零件平放在濕砂上,使零件焊縫背面與焊縫完全接觸濕沙,然后開始焊接。該方法的優點是操作簡單,適用于各種復雜形狀。缺點是制造大型零件并不容易。
⑶ 焊接尺寸較大的不銹鋼加工件
一般是指厚度大于6mm的部件的焊接。由于零件尺寸大,焊接長度長,焊腳高(熔池面積大,熱影響區域大),焊接時會發生熱變形引起的彎曲變形。
要解決這個問題,我們需要從幾個方面入手:
①冷卻措施在焊接前準備好(參見小零件冷卻方案);
②焊接允許變形
由于大多數部件難以對稱地焊接或僅在一側焊接同時進行焊接,并且由于不均勻的加熱會在焊接期間引起彎曲變形。因此,部件的變形應該根據部件的長度,材料的厚度(腳的高度)和形狀通過變形的反向偏移。該操作需要經驗豐富的工程技術人員和技術工人根據經驗做出判斷,使用夾具固定零件,完成后制作第一件,然后根據實際效果進行微調。
三、零件焊接后的應力消除
與普通碳鋼零件焊接相比,不銹鋼的導熱系數小于碳鋼。此外,不銹鋼具有較大的電阻和膨脹系數,因此不銹鋼傳熱緩慢,熱變形較大。即使零件表面變形在完成制造后也不明顯,在運輸過程中也會發生變化,或者由于振動,沖程或溫度變化而在使用過程中發生變化。零件的外觀,尺寸和使用效果將直接受到影響。因此,有必要在精加工制造后消除大部件的應力,特別是對于厚度部件(高焊腳和大熔池)和具有許多焊珠的部件。可以通過自然老化和人工老化來消除應力。
自然時效通常用于大型鑄件,并不適用于一般焊接部件。此外,老化期長,不易控制。人工老化分為熱處理老化和振動老化。
時效熱處理是在550~650℃的溫度下對部件進行加熱,進行應力退火。這種方法比自然老化節省時間并且效率高,但一般來說,工廠沒有加工條件,外包加工會增加運輸成本,所以一般都沒有采用。
振動時效常用的方法是消除工程材料的殘余內應力,即通過振動減少內部殘余應力引起的部件塑性變形,從而達到消除應力的目的。
工作原理是將帶有偏心塊(振動器)的電機系統放置在人工制品上,并將軸承部件放置在彈性物體上,如橡膠墊,通過控制器啟動電機并調整速度,使人工制品處于共振狀態。20~30min的振動處理可以達到調節內應力的目的,一般累積振動時間不應超過40min。該方法對加工現場要求低,操作簡單,大多數工廠都采用這種方法。由于外部環境的影響,零件的結構和外觀不會改變,因此保證了零件的穩定性。
結論
總之,不銹鋼焊接中焊接變形是不可避免的,對不銹鋼部件的加工和實際使用有一定的影響。為了避免這些影響,應該花更多的時間在焊接技術上,包括焊接方法,技術參數,順序,元件定位和保持,焊接后處理等,以將焊接變形控制到最小。在每個制造過程的控制中,工程技術人員和焊接操作人員必須緊密合作,將理論數據與實際情況相結合,建立合理的施工方案,充分控制焊接變形,只有這樣,才能有更完美的產品。產生的。