薄板不锈钢焊接变形的成因与解决方法

在不锈钢薄板中，其焊接变形与焊接质量密切相关，此项工作具有一定的复杂性和繁琐性。薄板焊接应思量薄板材料、外形、大小尺寸等不同条件的作用，并考虑焊接工艺以及焊接参数。简而言之，薄板自身的抗变形阻力以及负担的临界载荷和薄板等参数呈现出一种对应关系。为此，科学的设计、适宜的制造相关量有利于焊接变形的控制和降低。

一、不锈钢薄板简介

不锈钢板最早出现在上世纪初期，其表面光洁，可塑性优良、韧性较高、机械强度大、耐腐蚀性好，其本质为合金钢，但并非完全不生锈。它主要指抗弱介质腐蚀的一种钢板。因用途不同，对应的钢板厚度也存在差异，依据行业规定，将厚度处于0.2-4mm范围的称作不锈钢薄板。无论是哪种类型的不锈钢薄板，当其焊接时出现变形的可能性较大，产生这一问题的根源为抵抗弯曲能力不良，还包含下述因素。

二、焊接变形的主要影响因素

（一）切割工序

在不锈钢薄板中，其焊接变形和不锈钢切割密切相关，在具体的生产活动中，通常采用下述几种切割模式：其一，等离子切割。现阶段，此种方法最为常用，然而此种方法通常应用在非标加工件的相关加工活动中，具有切割变形不明显，切割速度迅捷，薄板边缘相对整齐的特点；其二，电焊切割。通过不锈钢焊条，把焊机电流控制在120A的范围，把不锈钢切开。此种方法相对粗放，缺少一定的规范性，可能会影响焊接质量，一般很少使用；其三，激光切割。简单来说，主要借助激光切割技术开展切割工作。此种切割被大面积应用在高端产品加工活动中，具有激光热源相对集中，可快速切割，热作用细微的特点，由此可知，应用此种技术出现变形的可能性较小，可促进后续焊接工作的开展。

（二）内部应力

从薄板的结构层面来说，通常承受下述两种负荷：其一，中面负荷，具体是说分布在中间地带的拉力、压力和剪切力，且均衡分布；其二，与中面呈九十度角的力，我们将其称作横向力，这是引发薄板弯曲的根本原因。

（三）焊接方式

焊接方式是引发焊接变形的根本原因，与薄板整体的焊接质量密切相关，主要包含下述两种焊接方式：其一，气体保护焊。在具体的焊接工序中，保护气体经由喷枪平稳喷出，把空气和焊接部位进行绝缘，以此来防护电机端部以及弧柱区等部位，让焊接处于稳定状态，为焊接质量提供全面保障。依据电极是否溶解能够将气体保护焊接划分成不熔化极保护与熔化极保护，其中熔化极保护又可下分成惰性保护与活性保护。上述方法均隶属氩弧焊的范畴，主要具有下述特点：保护气体能够对氮氧等进行隔绝，降低对电弧的不良干扰，减小对熔池的负作用，并控制合金元素烧损情况，让焊接质量显著提升；电弧燃烧平稳，积聚了大量的热量，弧柱温度偏高。其二，焊条电弧焊。此种焊接相对常用，便于操作，主要使用电焊机和电焊钳等多种工具。

在焊接过程，让电焊条和焊接件保持接触，以此来引燃电弧，再提起焊条，使其和焊接件保持某种距离，在此之上开展焊接工序。此种焊接主要应用在非标设备焊接活动中，属于手工焊接，此环节所涉及的焊机电流和焊接操作变更均通过手工完成。对于电焊条，通常选取不锈钢板厚度不超过1.5mm，直径是1.5mm的焊条以及不锈钢薄板厚度为3mm，直径是3.2mm的电焊条。此焊接最为常用，然而，仅仅能应用在普通焊接件中。

（四）焊缝大小

在具体的焊接环节，对焊件而言，无论是局部高温加热，还是快速冷却，均存在焊缝及周边出现不良应变的可能，在薄板中出现内应力，使得薄板发生变形。

（五）焊接装配程序

在具体的焊接环节，装配程序繁琐将会在不锈钢薄板中形成应力，致使焊接件出现变形。

三、基本控制措施

无论采用手工焊接，还是选择自动焊接，焊接实践经验以及焊接工艺均至关重要，由此可知，操作人员不仅要重视焊接技术训练，加大技术积累，而且应选择科学的焊接工艺，不断提升焊接质量。

（一）选择合理切割

切割质量关乎着焊件变形情况，因公司产品质量要求高，在具体的加工环节，应尽可能避免使用手工切割和等离子切割。尽可能选取激光光斑小、能量密度高、切割速度快的激光切割机，这能够促进焊接质量的提升，并面向切割处理的不锈钢薄板实施打磨处理，达到标准后方正常焊接。

（二）选择适宜的工装夹具

通过长期探索发现，刚性固定焊接较为可行，借助焊接夹具把焊件稳定地固定，再面向焊件实施焊接处理，以此来提升组合刚性，降低变形倾向，增加装配尺寸的合理性。若薄板焊缝偏长，则可通过压铁法独立放在焊缝两端，进而降低焊缝变形。

（三）有效减小焊接变形

1.在焊接过程

一方面，最大限度地降低加热过程出现的塑性压变力，其中该力主要由预拉伸力等组成；另一方面，有效提升冷却环节的纵向拉应力。通常利用限制动态温差拉伸以及静态温差拉伸实现上述要求。

2.在焊接后

最为常用的是通过多点加热法围绕不锈钢薄板形成的凹凸变形实施矫正，大多数情形中，加热点直径需控制在15mm以内，各加热点的内部间距需参照薄板变形量来落实，常规条件下将其控制在50-100mm。借助完成焊接操作后的泯灭残余应力法抗衡焊接变形的探索发现，为全面应对薄板焊接后出现的回弹变形，保证构件尺寸适宜，一般借助缝隙试样以及板条等进行强制焊接，然后面向构件实施热处理操作，以此来防范和控制焊接变形问题。

对不锈钢薄板而言，其失稳变形并非因单一因素引起，通常由多个因素共同作用，使得焊件内部应力超出临界载荷，最终出现挠曲变形，且焊接变形控制关乎着焊接质量。在具体的焊接工作中，我们应严格把控各个过程，同时，重视技术训练，强化实践经验积累，全面提升焊接质量。