殷圓淋

摘 要：鋁合金構件在現(xiàn)代工業(yè)制造中具有廣泛的應用價值，但是鋁合金材料存在導熱系數(shù)大、分散速度快的缺陷，因此加強對鋁合金構件焊接變形的研究并且提出優(yōu)化焊接工藝對提高我國焊接技術，實現(xiàn)我國機械制造強國具有重要的意義。

關鍵詞：鋁合金；焊接；變形；工藝

在我國大力發(fā)展現(xiàn)代裝備業(yè)背景下，鋁合金構件在機械制造行業(yè)發(fā)揮了巨大的作用，尤其鋁合金應用到現(xiàn)代高端設備中實現(xiàn)了機械設備性能的進一步完善，但是鋁合金材料由于具有傳熱性強、膨脹系數(shù)大一級散熱速度快的特點，因此其在焊接的過程中容易出現(xiàn)變形量超過允許值的問題，因此需要我們在進行鋁合金焊接時注重其變形研究，通過合理的控制措施，提高鋁合金構件焊接工藝，以此提升我國裝備制造技術水平。

一、鋁合金構件焊接變形的表現(xiàn)形式及原因

鋁合金構件焊接是鋁合金應用到裝備制造業(yè)中的重要形式，由于鋁合金材料導熱性強、散熱快的特點使得在焊接過程中極容易出現(xiàn)鋁合金構件變形的現(xiàn)象，影響產(chǎn)品的外觀及性能的應用。結合實際鋁合金構件焊接變形主要分為：瞬間變形和殘余變形。瞬間變形就是在鋁合金構件焊接過程中由于鋁合金焊接溫度超過鋁合金自身的結構極限而出現(xiàn)的變形。殘余變形則是在經(jīng)過焊接之后，余熱導致鋁合金構件出現(xiàn)變形，因此導致焊接變形的主要根源是殘余應力和塑性應變，影響鋁合金構件變形的因素包括：（1）焊接熱過程的參數(shù)會影響焊池的相變過程，從而對熱區(qū)金屬的組織結構形成一定的影響；（2）焊接過程熱不均勻導致鋁合金構件產(chǎn)生的熱響應不同，從而產(chǎn)生應力變形；（3）熔池大小與尺寸影響焊接件的焊接質量。

導致焊接變形的原因是多方面的，根據(jù)焊接變形類型的不同導致其變形的原因也是不同。實踐中由于焊縫區(qū)域的溫度高于焊接周圍的溫度，因此也會造成焊接縫變形量比較大，以此產(chǎn)生偏心拉應力，該力會造成出現(xiàn)縱向繞曲。而錯邊變形主要發(fā)生在焊接的初期階段，一旦出現(xiàn)焊接錯邊問題就會導致焊接無法繼續(xù)的問題。

二、鋁合金焊接焊接變形的誘發(fā)機制

根據(jù)鋁合金焊接變形的產(chǎn)生原因，導致焊接變形出現(xiàn)的誘發(fā)機制主要是：一是接頭中間與周圍產(chǎn)生的溫度差導致出現(xiàn)殘余應力；二是接頭兩邊的溫度不同而導致變形；三是焊接力導致彈塑性形變；四是金屬流變阻力和焊接牽引力同時作用導致變形。

三、鋁合金構件焊接工藝優(yōu)化的舉措

（一）做好焊接準備工作。一是要選擇與焊接質量要求相適應的電源，電源作為提供焊接的能量來源，合理選擇電源，一般直流電源的電弧具有良好的穩(wěn)定性以及能夠避免出現(xiàn)焊接過程中的飛濺問題，因此一般選擇直流電弧作為焊接電源的首選。而直流反接電源能夠避免在焊接張出現(xiàn)大量焊渣以及污染氣體的現(xiàn)象，這樣便于對焊接過程進行觀察，根據(jù)焊池及時調整焊接速度與角度；二是清理鋁合金構件的表面，保證其干凈；三是選擇合理的焊絲直徑。焊絲直徑、成分等都會影響到焊接縫金屬的力學性能，因此要選擇合理的焊絲，選擇表明質量與化學成分達標的焊絲。

（二）做好焊接設計。對于鋁合金構件焊接變形問題主要舉措就是做好設計，降低焊接變形量。為此我們從兩個方面入手：一是做好焊接設計。在進行焊接工藝設計時需要采取比較成熟的方案，并且合理布局焊接的位置，尤其是要對鋁合金構件與主體裝備結構之間的焊接縫隙的大小、形狀等進行優(yōu)化設計，降低焊接縫的數(shù)量，以此實現(xiàn)對焊接結束后可能出現(xiàn)的殘余變形問題；二是做好產(chǎn)品制造階段的設計。對制造產(chǎn)品焊接的設計主要是對焊接工藝的參數(shù)等進行熟記，并對相關的理論知識做到熟記于心。并且做好焊接的檢查工作，如果發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)殘余變形之后，要及時的采取相應的措施給予矯正，達到對變形量的控制，達到焊接要求。

（三）加強對焊接過程的工藝控制。在焊接過程中，采取一定的反變形或者是剛性固定組裝的方法在焊前進行預防；焊接結束之后，為了減小已經(jīng)出現(xiàn)的殘余變形，可以采取加熱矯正或者是利用機械外力進行矯正的方法。另外在焊接過程中，除了要嚴格按照設計的焊接工藝進行焊接之外，還應按照優(yōu)秀的焊接工藝實現(xiàn)對瞬時變形的控制，例如，采取那些能量密度高的熱源，對焊接過程中的焊接受熱面積進行技術控制。

（四）優(yōu)化焊后檢查工作。首先工件焊接完畢之后，在進行焊縫無損檢查之前，應及時清除焊縫及焊縫兩側的焊渣、殘存焊劑，預防因焊渣、殘存焊劑腐蝕工件表面而出現(xiàn)不良影響；其次焊接完畢后，若出現(xiàn)焊瘤或焊接接頭余高過高等問題，必須及時去除缺陷。應通過射線探傷或超聲波確定返修范圍，具體返修范圍應超過缺陷部位面積，通?？上蛉毕輧深^分別擴展

80-100mm。如果探測結果明確指出缺陷靠近外側或內側，可先返修該側。另外由于電弧長短對焊接質量也有顯著影響，而電弧電壓決定電弧長短，因此，在焊接時，依據(jù)焊接試驗，需要控制好電弧電壓，產(chǎn)生適宜長度的電弧長度進行焊接。

參考文獻：

[1] 李懷珠.大型鋁合金構件的焊接工藝設計.電子工藝技術 2015（11）

[2] 常小芳.鋁合金構件焊接變形與焊接工藝優(yōu)化途徑，生物技術世界.2015（05）