大型結(jié)構(gòu)件焊接工藝分析及焊接變形的預(yù)處理

元寶峰

摘 要：大型結(jié)構(gòu)件主要是指體積大、質(zhì)量大，并且通過焊接來完成的零部件。隨著我國各個產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，各種大型結(jié)構(gòu)件逐漸被應(yīng)用至各個產(chǎn)業(yè)中，然而受到多方面因素的影響，大型結(jié)構(gòu)件在實際焊接的過程中會出現(xiàn)焊接變形的情況，若是無法對其進行有效處理將會嚴(yán)重影響到焊接工藝質(zhì)量。本文將結(jié)合實際情況對大型結(jié)構(gòu)件焊接工藝及焊接變形的預(yù)處理進行詳細(xì)分析，以期為今后開展的相關(guān)工作提供寶貴經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：大型結(jié)構(gòu)件;焊接工藝;焊接變形;預(yù)處理

大型結(jié)構(gòu)件焊接在實際進行的過程中，通常會受到多方面因素的影響，出現(xiàn)不同程度的變形，這種變形會在一定程度上影響到大型結(jié)構(gòu)件自身的穩(wěn)定性、安全性等，會對結(jié)構(gòu)整體產(chǎn)生較大的影響。而有關(guān)焊接變形的預(yù)處理技術(shù)也已經(jīng)趨近成熟，最大程度上保證大型結(jié)構(gòu)件的安全性、穩(wěn)定性等，對于我國機械生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)生產(chǎn)等具有重要意義。

1 大型結(jié)構(gòu)件焊接工藝分析

在大型結(jié)構(gòu)件焊接的過程中，施工工藝將直接影響到工程的整體水平以及焊接質(zhì)量，同時也會直接影響到大型結(jié)構(gòu)件自身的安全性與穩(wěn)定性。在這也就需要技術(shù)人員在焊接的過程中充分保證焊接工藝的正確性，減少結(jié)構(gòu)變形以及其他焊接問題，提高焊接工程質(zhì)量。目前，在焊接工藝中主要是包括了預(yù)處理、下料、焊接方法、設(shè)備、輔助材料、工具等，需要焊接技術(shù)人員在實際操作的過程中嚴(yán)格按照各個操作環(huán)節(jié)來完成各項工作[1]。在上述環(huán)節(jié)中，焊接方法與設(shè)備是最為主要的一部分內(nèi)容。目前大型結(jié)構(gòu)件焊接方法主要是采用氣體保護焊接方法，在實際應(yīng)用的過程中主要是利用二氧化碳來保護焊接過程，或者是采用混合氣體保護焊，而混合氣體通常又是由90%氬氣、10%二氧化碳來構(gòu)成的。若是就其保護效果進行分析，混合氣體保護焊可以起到很好的保護作用，可以有效減少焊接飛濺。

由于焊接工程本身就具有一定的特殊性，變形情況無法避免，這也就需要技術(shù)人員結(jié)合實際情況，及時采取有效措施，防止對大型結(jié)構(gòu)件焊接工藝造成影響。在設(shè)備選擇方面，焊接技術(shù)人員則是應(yīng)該結(jié)合實際情況，根據(jù)工程要求、材料等來進行科學(xué)選擇，使得焊接設(shè)備更加符合焊接要求。

2 結(jié)構(gòu)變形類型

目前，在大型結(jié)構(gòu)件焊接的過程中仍然會受到多方面因素的影響出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形，而這也是在焊接過程中出現(xiàn)的主要問題之一。第一，焊接熱應(yīng)力變形。焊接主要是通過對金屬材料進行加熱的來達到焊接目的，而的這一過程中，加熱熱源主要是高溫電弧，在這一作用下金屬會熱脹冷縮，但是常溫狀態(tài)下的金屬又會對其造成一定的阻礙作用，因而會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形[2]。第二，殘余應(yīng)力變形。在焊接完成以后，仍然會存在殘余應(yīng)力，在這一應(yīng)力作用的影響下，大型結(jié)構(gòu)件焊接就會出現(xiàn)變形的情況，而這一應(yīng)力產(chǎn)生的主要原因在于金屬焊縫的熱脹冷縮，主要是由焊接殘余應(yīng)力、成型加工殘余應(yīng)力構(gòu)成。第三，外力引起的變形。在這一類變形的出現(xiàn)，通常是由于在焊接、組裝的過程中，出現(xiàn)磕、碰、摔、撞而產(chǎn)生的異常變形，這一情況的出現(xiàn)屬于人為因素，需要在今后焊接的過程中，避免出現(xiàn)強力搬運的行為，在搬運的過程中輕拿輕放，同時也需要對外部環(huán)境進行清理，減少結(jié)構(gòu)磕碰的機會，進而有效規(guī)避結(jié)構(gòu)件焊接變形的情況。

3 應(yīng)對大型結(jié)構(gòu)件焊接變形的預(yù)處理措施

預(yù)處理主要是為了最大程度上減少大型結(jié)構(gòu)件焊接變形問題而針對型材進行處理，通過采取這種方式來避免大型結(jié)構(gòu)件焊接過程中可能產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形情況[3]。在這一過程中，焊接技術(shù)人員首先需要完成的是金屬表面的清潔工作。由于型材會在很長一段時間暴露在外界環(huán)境中，而在這一過程中金屬表面會附著諸多油污、銹蝕、氧化皮、灰塵等，會在一定程度上影響到焊接質(zhì)量，因此焊接技術(shù)人員需要將這些附著在型材表面的物質(zhì)進行去除，以避免出現(xiàn)夾渣、氣孔等焊接缺陷，而金屬表面的耐腐蝕性也可以進一步提升，從而在最大程度上規(guī)避焊接問題。在型材預(yù)處理環(huán)節(jié)，主要是可以通過化學(xué)、機械處理兩種方式，如機械酸洗、噴丸法、人工打磨等。

其次，為了避免出現(xiàn)大型結(jié)構(gòu)件焊接變形問題，焊接技術(shù)人員還應(yīng)該對焊接方向進行合理布置，可以采用逆向分段焊接法、中間向兩側(cè)分段退焊法，以此來減少殘余變形出現(xiàn)的可能性。在此基礎(chǔ)上，焊接技術(shù)人員還應(yīng)該合理安排焊接順序，在構(gòu)建數(shù)量、間隔相互較大的情況下，可以采用跳焊法，使得熱量分布更為平均，達到減少結(jié)構(gòu)焊接變形的目的[4]。

最后，剛性固定。由于焊接變形是大型結(jié)構(gòu)件在焊接過程中必然會出現(xiàn)的問題，因此應(yīng)在事前就充分做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，通過采取外加剛性拘束的方式，來防止大型結(jié)構(gòu)件在焊接過程中可能會出現(xiàn)的自由變形情況。這種固定方式大致可以被分為兩種：第一種是利用薄板型焊件固定在剛性平臺上，在結(jié)構(gòu)件焊接完成以后進行拆除;第二種是臨時支撐增加結(jié)構(gòu)件的拘束，在一些較為容易變形的焊接部位，增加一些支撐或者拉桿，讓這些支撐結(jié)構(gòu)對于大型結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生一定的支撐作用，從而增加易變形處的剛度，進而有效減少在焊接過程中可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)變形情況。

4 結(jié)束語

綜上所述，在今后發(fā)展的過程中大型結(jié)構(gòu)件儼然已經(jīng)成為現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)加工過程中的一項重要內(nèi)容，需要做出進一步完善，只有這樣才可以在最大程度上保證大型結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量。因此在今后施工的過程中，技術(shù)人員必須要掌握正確的焊接工藝，同時充分了解結(jié)構(gòu)變形的主要類型，然后根據(jù)工程的實際情況，對各種不同種類材料的預(yù)處理工作，從而實現(xiàn)大型結(jié)構(gòu)件焊接變形的有效控制，保證工程質(zhì)量。

參考文獻：

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[2]白永亮.大型結(jié)構(gòu)件焊接變形控制淺談[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015（18）：3097-3098.

[3]張士營.工程機械大型結(jié)構(gòu)件焊接變形的原因及控制方法[J].科技尚品，2016（12）：124.

[4]范海霞，張杰義，李孝昂.大型薄壁結(jié)構(gòu)件焊接變形的控制[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2017（14）：4812.