摘要：现阶段，随着我国工业生产技术的发展和进步，不锈钢薄板焊接逐渐大规模应用。但不锈钢薄板结构在工业制造中容易出现焊接变形问题，直接影响板材的焊接质量。有必要研究影响薄板焊接变形的因素并进行综合分析，对焊接变形进行控制和防治，从而保证焊接质量。本文介绍了不锈钢薄板的焊接工艺和焊接变形控制方法，以优化焊接工艺。

关键词：不锈钢薄板；焊接变形；控制方法；防治措施

前言

由于不锈钢薄板与普通碳钢薄板相比，具有重量轻、使用寿命长、焊接工艺简单、无需喷漆、易维护等优点，与铝合金薄板相比，还具有耐磨性高、疲劳强度高、维修方便、成本低等优点，广泛应用于工业配件。但不锈钢薄板焊接变形问题较为明显，应结合目前不锈钢薄板焊接变形问题，对不锈钢薄板焊接工艺进行分析，提出了相应的解决方案，进一步提高不锈钢薄板的焊接质量。

1.不锈钢薄板焊接概述

板材焊接是指焊接厚度不超过4mm的金属板，包括碳钢板、不锈钢薄板、镀锌板、白铁板、铝合金板等，板材焊接时最容易变形。由于不锈钢的高强度，高冲击强度，高应力腐蚀开裂和良好的抗冲击性，使用不锈钢薄板制造一些重要配件已成为一大发展趋势。

2.不锈钢薄板焊接变形的原因

在不锈钢薄板的焊接过程中，不锈钢薄板的变形主要是由于焊缝的拉应力是在高温的影响下引起热影响区内和周围的不稳定变形，注意是由于受热面不均匀，薄板的焊接区域存在温差。板材的高焊接温度区域由于高温的影响而膨胀，而低焊接温度区域的膨胀小于高温区域的膨胀，因此不能自由膨胀，导致内应力。在焊接温度较高的区域内应力作用下，容易产生变形。焊接中不锈钢薄板变形的原因主要包括：（1）焊接不锈钢薄板时，焊接变形问题是由钢板内部材料应力的影响引起的。从钢板材料内部组织分析，焊接工作受到两种不同的载荷条件，一是指在材料的平均拉力、应力等外力中存在的中间表面载荷，可以认为它实际上是均匀分布在薄板的厚度上。二是正中平面的垂直力，又称侧向力，是引起钢板变形的重要影响因素[1]。（2）不锈钢薄板在切割时会引起变形问题，许多不锈钢薄板在焊接工作中存在不良变形问题，这与切割工作密切相关。主要是由于不锈钢薄板切割方法比较粗糙，不符合加工工艺非标件的条件。（3）薄板焊接材料与工艺因素，不锈钢金属材料具有明显的热胀冷缩作用，在一定程度上直接影响板材的变形。薄板焊接工艺影响薄板变形的机理也较为复杂，对变形的影响也更加多样。一般来说，薄板焊接工艺主要包括：薄板焊接方法、薄板焊接顺序、薄板紧固方法等，不同的方法会具有一定的变化，在应力状态下的焊接过程是不同的，因此可以选择合理的工艺减少薄板焊接的变形量。（4）在板材焊接过程中，影响板材变形的结构因素是最关键和最复杂的因素，板材焊接结构对板材变形影响的具体机理仍处于不断研究的阶段。根据目前研究的结论，随着薄板结合度的不断提高，薄板在焊接过程中的残余焊接应力也会趋于增加，工艺的不断发展，板材本身的结构会发生一定程度的变化，通常随着薄板结构的日益复杂，薄板的粘接程度对整个焊接过程的影响非常明显。

3.不锈钢薄板焊接变形的控制方法及防治措施

不锈钢可以广泛应用于各行各业，这离不开其自身耐腐蚀的强大优势，虽然我国在焊接技术上取得了很多成就，但与工业发展较快的其他国家相比，我国的焊接工艺技术水平仍有许多缺点。如：在具体的不锈钢薄板焊接中，由于焊接技术的使用不准确导致焊接变形，需要针对性进行采取控制方法及防治措施。

3.1不锈钢薄板焊接变形的控制方法

不锈钢薄板焊接变形的控制，优化板缝的位置极为重要。为了控制构件的焊接变形，应采取最有效的措施，比如，将组件分成几个小段，使焊接变形分布到每个组件上，便于控制和纠正组件的变形；各部件的焊缝设计在截面轴或横截面附近的。不锈钢薄板焊接变形控制工艺方法有以下三个方面：（1）尽可能合理采用刚性固定法和反向应变法，不锈钢薄板焊接时，刚性固定方法对减少薄板的焊接变形很适用，主要用于控制一些小板焊接的变形；（2）不锈钢薄板焊接时，散热方法可以有效降低温度，从而最大限度地减少板材焊接点处金属的受热面，达到减少焊接变形的目的。通常在有保护气体环境下的焊接，例如在保护气体环境中最先进的焊接Ar+CO2MAG；（3）合理选择焊接参数和焊接顺序，降低电流、电压、反极性。首先是短焊，然后是长焊，从内到外交替进行。除上述措施外，还可以进行设计活动，主要是设计板焊的具体形状和尺寸，尽量减少焊接的数量和长度，合理安排焊缝，从而减少焊接对板变形的影响。比如，使用2D或3D建模，使用CAE软件预测焊接变形时可以创建有限元模型，然后进行分析得到焊缝尺寸。

3.2不锈钢薄板焊接变形的防治措施

在不锈钢薄板焊接工作之前，要根据不锈钢薄板的功能准备焊接，提前评估焊接工艺，找出焊接变形可能出现的问题，然后根据问题改进焊接过程中的缺点并及时纠正。比如在切割不锈钢薄板时，相关切割人员必须通过专业的切割技术有效减少切割边缘，为后续的焊接工作奠定良好的基础。在做不锈钢薄板焊接工作时，有些部件需要一次高效完成安装工作，因为这些部件的安装是有顺序，必须按照原则安装。焊接过程中使用的不锈钢薄板不同，每个工艺的使用范围也不同，不锈钢薄板焊接过程中，相关工人在焊接工艺的选择上要做好工作，根据不锈钢的厚度具体分析，只有这样不锈钢薄板焊接才不易引起变形问题，保证不锈钢薄板焊接质量。此外，由于不可避免地会发生焊接变形，因此必须采取必要的纠正措施。

结束语

不锈钢薄板焊接时可能发生各种变形，并且在焊接过程中影响焊接过程的因素很多，需要焊接技术人员在不锈钢薄板焊接时充分了解焊接技术，了解影响不锈钢薄板焊接的类型和因素，并结合实际焊接环境采取有针对性的措施，有效提高不锈钢薄板的焊接质量。

参考文献：

[1]于士龙.不锈钢薄板焊接变形影响因素与控制方法研究[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术，2021（6）：2.

[2]张杨，陈捷狮，周斌，等.不锈钢薄板激光焊接头变形及预测研究进展[J].电焊机，2023，53（5）：21-29.