大型复杂结构焊接工艺及改善研究

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摘要:科学技术不断发展，国家很多产业的发展离不开大型加工设施。大型及重型设备的建造过程中复杂结构的接件之前会采用铸锻件，伴随政府对高端产业的重视，接件方法逐渐转变为焊接工艺，该工艺相较于传统工艺可降低生产制造的成本和难度，保证产品的性能不受影响。本文主要对大型复杂结构焊接工艺进行研究，分三个方面进行阐述，首先给出了大型复杂结构焊接工艺的主要流程，后依据大型复杂结构焊接工艺现存的主要情况给出了焊接工艺改善的措施。

关键词:大型复杂结构;焊接工艺;工艺改善

一、大型复杂结构焊接工艺的主要流程

大型复杂结构的生产流程会涉及到很多方面，其中包括切割工作、装配工作、涂装工作、焊接工作等，这些方面都和产品的质量息息相关，一旦某一环节出现问题就会影响产品的质量。为了避免复杂构件在切割时出现变形，自下料切割之前要将构件的切割破旧进行基本处理，对出现问题的切口特别是切口的边缘和段部位置进行表面的纠正。在进行切割过程中要严格按照原本的工作标准开展，对复杂构件也要进行纠正工作，要在复杂构件的外部组装标准屏幕，对平面所涉及的每个节点测量相关定位数据，以达到构件的精准化，便于后期的修改工作。在所有校正工作完成之后进行焊接工作，该工作是整个加工制造的重要程序步骤，焊接过程焊条的选择要具有科学性，根据焊接材料的实际情况选择合适的焊条，焊接过程中要保证焊接接头部分移动的平稳性，对于焊料的添加要具有均匀性，收弧和起弧之前要保证之间错开的距离大于五十毫米，防止出现断裂和变形出现。后期对复杂构件进行矫形的检测过程中要采用UT检测，可以对复杂构件的外观进行专业准确的检测，为后期的矫正工作提供准确资料。构件进行表面处理的方法主要有两种，包括涂装和摩擦面的处理，在摩擦面处理过程中采用的方法是喷丸，喷丸的角度要小于一百三十五度，距离不能低于一百毫米也不能高于三百毫米，表面的粗糙程度要介于五十到七十微米间，要清理摩擦面孔周围的毛刺，保证摩擦系数符合相关规定标准。

二、大型复杂结构焊接工艺主要情况

(一)大型复杂结构焊接工艺的主要技术点。由于大型复杂结构所涉及的构件数量较多且种类不同，不同构件在具体焊接过程中具有很密切的关系，会相互作用产生制约，如在对构件进行加热时焊接温度不均匀会使构件所受到的应力不均衡，导致出现形变的情况。在对大型复杂结构进行焊接时要重视焊缝的变形问题，由于焊接过程焊缝出现不均匀情况会致使大型复杂结构所受到的应力叠加，从而出现形变。在大型复杂结构进行焊接工作前要将焊接的主要流程和顺序制定好，保证焊接工作的规范性、专业性和严格性，建立完整的管理控制制度。(二)大型复杂结构焊接工艺的主要问题。由于大型复杂结构焊接质量的好坏受很多因素影响，要针对实际焊接存在的问题制定相应的解决措施。首先需要注意的是焊接网络，焊接网络会影响焊接工艺的具体计算，能够对焊接温度和焊接过程的热源造成影响，如焊接网络增大焊接工艺计算会难度增大。其次，在大型复杂结构加工过程中，如出现焊接的长度过长会对模拟研究产生影响。再者，由于焊接时间长短会使焊接工艺呈现不同的状态，如要对焊接的某一瞬间进行研究就要采用以静观动的方法，这就需要相关工作人员进行长时间深层次的研究分析，还要求工作人员具有很强的专业知识和专业素养。

三、大型复杂结构焊接工艺的改善分析

(一)大型复杂结构焊接工艺不断向仿真方向改善。焊接工艺的仿真工作能够提升大型复杂结构的焊接质量，使变形问题出现的概率降低，可以通过使用与大型复杂结构材料相似的产品进行仿真，便于对焊接工艺进行实际作业。仿真工作的实现可便于在已有焊接工艺的基础上进行创新，结合最新现今的焊接相关理念进行工艺的改进。对所需制造的产品进行模拟实验，通过假设的方法依据具体的数据选取最佳适合的焊接方式。仿真的实现还可以将不同种类大型复杂结构相关的焊接公式归纳总结，在之后的焊接工作中依据产品的实际情况采用适合的焊接方式，对焊接作业进行专业性指导，保证焊接工作的高效有序进行。(二)大型复杂结构焊接工艺不断加强对变形的控制。大型复杂结构在焊接过程中会出现变形，需要对变形进行控制。一方面可以加强破口的设立，在具体焊接时要在距离破口三分之一的部分进行焊接，焊接过程要具有均匀性，焊接完成之后才可以翻转至剩余部分。另一方面，要在焊接前要制定好焊接的具体方案，根据实际情况采用合理的焊接顺序，大型复杂结构要先将焊缝进行焊接，焊缝的焊接要先横后竖。(三)大型复杂结构焊接工艺不断消除超声冲击消应力。为了消除大型复杂结构焊接工艺的超声冲击消应力，可采用焊趾冲击的方法使焊头的利用周期加长。依据大型复杂结构的具体情况选择合适的冲击处理方式提高运转效率。在焊接过程中要使用与焊接方法相适应的零件。(四)大型复杂结构焊接工艺不断消除应力。为了将大型复杂结构焊接工艺的应力消除，实际过程中常采用热处理法，该方法虽常用，但如受热出现不均匀状况会导致新的应力产生且成本较高。对于不同的大型复杂结构要采用专业性的热处理法，采用振动时效的方法可以降低热处理成本，防止相变和氧化问题出现。由于震动时间控制较难，相关工作人员要保证振动的规范性，依据实际情况不断创新。

四、结语

总结可得，为了保证大型复杂结构焊接工艺的质量，要明确大型复杂结构焊接工艺的技术要点，针对大型复杂结构焊接工艺现存的主要问题从专业性角度多方面进行改善创新，保证大型复杂结构焊接工作的专业性和高效性。

参考文献:

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［2］王文军．浅谈机械焊接工艺探索与实践［J］．世界有色金属，2017(23):56+58．

［3］朱永政．机械焊接结构热变形的控制措施研究［J］．现代盐化工，2017，44(04):59-60．

作者:段任水 单位:中国直升机设计研究所