铝合金构件焊接变形研究及焊接工艺优化.docx

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铝合金构件焊接变形研究及焊接工艺优化

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摘要：目前，随着社会的发展，我国的机械领域的发展也日新月异。我国大力发展现代装备业背景下，铝合金构件在机械制造行业发挥了巨大的作用，尤其铝合金应用到现代高端设备中实现了机械设备性能的进一步完善，但是铝合金材料由于具有传热性强、膨胀系数大一级散热速度快的特点，因此其在焊接的过程中容易出现变形量超过允许值的问题，因此需要我们在进行铝合金焊接时注重其变形研究，通过合理的控制措施，提高铝合金构件焊接工艺，以此提升我国装备制造技术水平。

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。

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