关键词：铝合金构件；焊接变形研究；焊接工艺优化
引言
铝合金焊接在工业生产活动中具有广泛的应用，但是在进行铝合金构件焊接的过程中，经常会发生构件焊接变形等问题，增加了焊接部位再次损坏的风险。通过分析铝合金构件焊接变形的原因，提出优化这项焊接工艺的具体措施，希望可以对相关的焊接工作人员起到良好的技术指导作用。
1焊接变形原因
铝合金构件焊接变形的原因主要有四种：①由于焊弧热导致母材融化成池状，也就是我们常说的“熔池”。熔池的大小和具体形态对于铝合金构件焊接效果的影响是非常明显的。如果熔池尺寸比较大的话，会有大量的参与热量导出，这种热量一旦作用于构件焊接部位，就会导致焊接部位出现严重的变形问题；②铝合金构件焊接过程中热加工与冷加工的交替使用。热加工主要的工作目的是将焊接部位进行软化处理，使铝合金构件能够与焊接部位进行充分融合。冷加工主要目的是让焊接部位以最快的速度凝固，避免焊接部位出现变形问题。冷加工与热加工结合焊接方式具有非常高的实践价值，但是在实际使用过程中经常会出现由于操作不当而产生的不良影响，不仅对冷、热加工实际效果造成影响，同时还会直接引发焊接变形问题；③焊接过程中焊接构件在单位时间当中所传递的热量，这也是引发焊接变形的重要原因之一。如果热量的传导效率过大，就会使焊接部位母材熔化速度加快，进而导致焊接成功率大大下降，在后期更是容易出现严重的焊接问题；④焊接过程中热量均匀性把握状况，如果构件的各个部位受热不均匀，就会与其感受到的热量产生多种不同的反应，从而引发变形问题。
2铝合金焊接焊接变形的诱发机制
根据铝合金焊接变形的产生原因，导致焊接变形出现的诱发机制主要是：一是接头中间与周围产生的温度差导致出现残余应力；二是接头两边的温度不同而导致变形；三是焊接力导致弹塑性形变；四是金属流变阻力和焊接牵引力同时作用导致变形。
3铝合金构件焊接变形研究及焊接工艺优化
3.1提高焊接技能
焊接技术人员要不断提高焊接技艺，从焊接施工的准备阶段开始，防止焊接过程中出现瞬间变形以及焊接结束之后的残余变形。在焊接工作的准备阶段，焊接技术人员需要对铝合金构件的具体规格体以及工程技术的执行标准进行反复的确认。在准备开始进行时，焊接人员可以通过拉伸的方式，对铝合金构件的质量进行评估，确定质量合格后，采用适当的固定措施，进行铝合金构件的拼接工作，为接下来的焊接工作进行准备。焊接时，技术人员一定要按照事先参照的焊接工作标准进行焊接作业，尽量保持各个部位受热均匀，这样就可以将焊接缝出现瞬间变形的风险降到最低。焊接技术之后，由于其仍存在残余变形的风险，工作人员需要对铝合金构建进行水平测试，如果焊接部位存在残余变形的风险，工作人员就要及时的采取补救措施，比如很多技术人员会采用热加工的方式对残余变形部位进行焊接矫正，也有焊接人员采用特定的机械进行变形矫正。
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3.2对焊接过程进行全面控制
在焊接过程中,采取一定的反变形或者是刚性固定组装的方法在焊前进行预防;焊接结束之后,为了减小已经出现的残余变形,可以采取加热矫正或者是利用机械外力进行矫正的方法。另外在焊接过程中,除了要严格按照设计的焊接工艺进行焊接之外,还应按照优秀的焊接工艺实现对瞬时变形的控制,例如,采取那些能量密度高的热源,对焊接过程中的焊接受热面积进行技术控制。工作人员在焊接工作中要始终遵循焊接工艺的相关设计要求，全面发挥自身焊接工作经验，从细节角度出发对焊接变形现象进行全面控制。例如在结构设计阶段，工作人员可以通过应力形变实验的方式，全面分析应力出现的大小，并结合设计相关标准对焊缝尺寸进行现场调节。在焊接过程中结合实际情况使用反变形以及刚性固定组装的方式实现焊接全面预防。在焊接工作结束之后，为防止出现残余变形的现象，工作人员可以使用加热矫正的方式，也可以利用机械外力对其进行矫正。如果具备一定生产条件的话，建议现场工作人员开展焊接实体试验，准确把握焊接工作中需要优化的细节，并结合铝合金构件的具体参数进行下一步优化，最终使铝合金构件的性能达到最佳。如果焊接试验存在问题的话，工作人员要在第一时间对出现变形现象的构件进行返修处理，在处理过程中要尽量使用能量密度比较高的热源，全面控制焊接的受热面积。
3.3优化焊后检查工作
首先工件焊接完毕之后，在进行焊缝无损检查之前，应及时清除焊缝及焊缝两侧的焊渣、残存焊剂，预防因焊渣、残存焊剂腐蚀工件表面而出现不良影响；其次焊接完毕后，若出现焊瘤或焊接接头余高过高等问题，必须及时去除缺陷。应通过射线探伤或超声波确定返修范围，具体返修范围应超过缺陷部位面积，通常可向缺陷两头分别扩展80-100mm。如果探测结果明确指出缺陷靠近外侧或内侧，可先返修该侧。另外由于电弧长短对焊接质量也有显著影响,而电弧电压决定电弧长短,因此,在焊接时,依据焊接试验,需要控制好电弧电压,产生适宜长度的电弧长度进行焊接。
3.4制定合理的焊接设计方案
随着装备制造行业工业技术的不断发展，近年来，焊接工程技术的种类越来越多，可供选择的焊接技术也越来越多，因此在工艺设计环节，技术人员需要根据接缝的实际情况选择最恰当的焊接技术。在技术方案得到确定之后，焊接人员需要对铝合金构建的尺寸、规格、形状等进行细致的规划和说明，构件与母材之间的缝隙越小越好，现在缝隙偏大的情况下，工作人员应该对铝合金构件的布局进行反复的研究分析，将所需焊接的缝隙数量控制在最低的范围之内，这可以将瞬时变形和残余变形对整体焊接工作的不良影响降到最低。焊接技术的不合理使用不仅浪费时间，也会对铝合金构建造成破坏，抬高焊接成本，因此很多焊接技术人员会在进行实际的焊接工作之前先进行模拟焊接，这种方式有效的提高了焊接施工的准确性，在目前的焊接工作中应用比较普遍，并值得被进一步的应用与推广。
结语
综上所述，在对铝合金焊接发生变形的原因进行分析时，需要对焊接的前中后期的相关工作进行充分的考量和分析，并在此基础上制定出具有针对性的焊接技术优化措施，为装备制造的整体质量提供良好的保障。随着铝合金构件的应用价值越来越明显，其焊接工作重要性也随之凸显出来。因此相关工作人员要结合铝合金构件的特性，从整体和细节角度同时出发，全面优化焊接工艺，抑制其中明的负面干扰因素，使铝合金构件在工业生产中发挥其最大的价值。
参考文献
[1]潘德刚.铝合金构件焊接变形研究及焊接工艺优化[D].长春：吉林大学，2014.
[2]殷圆淋.铝合金构件焊接变形研究及焊接工艺优化[J].企业导报，2016（8）：56.
[3]周桂芬.铝合金构件焊接变形研究及焊接工艺优化探讨[J].时代农机，2015（10）：65.
[4]杨艳群，唐衡郴，王立夫，等.B型地铁铝合金端墙焊接变形研究[J].热加工工艺，2013（13）：207-209.
论文作者:任健
论文发表刊物:《科学与技术》2019年18期
论文发表时间:2020/4/28
标签：铝合金论文; 构件论文; 部位论文; 过程中论文; 工作论文; 残余论文; 焊接工艺论文; 《科学与技术》2019年18期论文;