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摘要：随着社会的发展，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;焊接;变形;工艺
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-04-172
引言
现阶段，随着我国机械制造业的不断发展，铝合金构件在机械生产制造过程中所发挥的价值越来越明显。尤其在一些现代化高端机械设备当中，通过铝合金构件的应用可以使机械性能得到进一步的完善。但是从特性来看，铝合金构件传热性能较强，膨胀系数比较大，散热速度非常快，在实际焊接的过程中非常容易出现变形量过大的问题。因此工作人员在焊接过程中要重点考量焊接变形问题，通过恰当的技术手段，全面提升焊接的质量和效率。
1铝合金构件焊接变形的原因
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。
导致焊接变形的原因是多方面的，根据焊接变形类型的不同导致其变形的原因也是不同。实践中由于焊缝区域的温度高于焊接周围的温度，因此也会造成焊接缝变形量比较大，以此产生偏心拉应力，该力会造成出现纵向绕曲。而错边变形主要发生在焊接的初期阶段，一旦出现焊接错边问题就会导致焊接无法继续的问题。
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铝合金构件焊接工艺优化的具体措施
3.1对焊接过程进行全面控制
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實体试验，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度比较高的热源，全面控制焊接的受热面积。
3.2优化焊后检查工作
首先工件焊接完毕之后，在进行焊缝无损检查之前，应及时清除焊缝及焊缝两侧的焊渣、残存焊剂，预防因焊渣、残存焊剂腐蚀工件表面而出现不良影响;其次焊接完毕后，若出现焊瘤或焊接接头余高过高等问题，必须及时去除缺陷。应通过射线探伤或超声波确定返修范围，具体返修范围应超过缺陷部位面积，通常可向缺陷两头分别扩展80-100mm。如果探测结果明确指出缺陷靠近外侧或内侧，可先返修该侧。另外由于电弧长短对焊接质量也有显著影响，而电弧电压决定电弧长短，因此，在焊接时，依据焊接试验，需要控制好电弧电压，产生适宜长度的电弧长度进行焊接。
3.3对焊接设计方案进行全面优化设计
现阶段，焊接工程技术的种类呈现多样化趋势，工作人员在生产过程中可选取的焊接技术越来越多，因此工作人员可以充分发挥技术优势，结合铝合金构件焊缝实际状况选择合适的焊接技术。技术方案确定之后，工作人员需要对铝合金构件的尺寸、规格以及形状等基础性参数进行全面而细致的规划，将构件与母材之间的缝隙控制在最小范围之内。这样一来就能够将瞬时变形和残余变形对焊接工作的影响降至最低。焊接技术的不合理使用不仅会导致焊接效率下降，同时还会对铝合金构件本身造成破坏，进而引发焊接成本的上升。在这种情况下工作人员可以借助信息技术，通过模拟焊接的方式明确技术的可操作性，这样一来可以全面提升焊接工作的精确性，信息模拟焊接技术在现阶段焊接工作中已经得到越来越广泛的应用，并在机械装备生产领域得到全面推广。
3.4做好焊接设计
对于铝合金构件焊接变形问题主要举措就是做好设计，降低焊接变形量。为此我们从两个方面入手：一是做好焊接设计。在进行焊接工艺设计时需要采取比较成熟的方案，并且合理布局焊接的位置，尤其是要对铝合金构件与主体装备结构之间的焊接缝隙的大小、形状等进行优化设计，降低焊接缝的数量，以此实现对焊接结束后可能出现的残余变形问题;二是做好产品制造阶段的设计。对制造产品焊接的设计主要是对焊接工艺的参数等进行熟记，并对相关的理论知识做到熟记于心。并且做好焊接的检查工作，如果发现出现残余变形之后，要及时的采取相应的措施给予矫正，达到对变形量的控制，达到焊接要求。
结语
综上可知，当前铝合金焊接工艺在开展过程中仍然存在着瞬时变形、残余变形等问题，影响工件的质量。因此，为了提升整体焊接工艺水平，要求焊接技术人员在实际工作开展过程中提高自身“预防为主”的作业理念，同时在构件焊接工艺中，针对变形现象做出适当处理。例如，从优化焊后检查环节、提高焊接技术、制定焊接方案等层面入手，对铝合金构件焊接工艺进行有效控制，以期提升整体工件设计水平。
参考文献
[1]殷圆淋.铝合金构件焊接变形研究及焊接工艺优化[J].企业导报，2016（8）：56.
[2]周桂芬.铝合金构件焊接变形研究及焊接工艺优化探讨[J].时代农机，2015（10）：65.
[3]杨艳群，唐衡郴，王立夫，等.B型地铁铝合金端墙焊接变形研究[J].热加工工艺，2013（13）：207-209.
[4]李怀珠.大型铝合金构件的焊接工艺设计.电子工艺技术2015（11）
[5]常小芳.铝合金构件焊接变形与焊接工艺优化途径，生物技术世界.2015（05）
作者单位：哈尔滨工业大学
关键词：铝合金;焊接;变形;工艺
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-04-172
引言
现阶段，随着我国机械制造业的不断发展，铝合金构件在机械生产制造过程中所发挥的价值越来越明显。尤其在一些现代化高端机械设备当中，通过铝合金构件的应用可以使机械性能得到进一步的完善。但是从特性来看，铝合金构件传热性能较强，膨胀系数比较大，散热速度非常快，在实际焊接的过程中非常容易出现变形量过大的问题。因此工作人员在焊接过程中要重点考量焊接变形问题，通过恰当的技术手段，全面提升焊接的质量和效率。
1铝合金构件焊接变形的原因
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。
导致焊接变形的原因是多方面的，根据焊接变形类型的不同导致其变形的原因也是不同。实践中由于焊缝区域的温度高于焊接周围的温度，因此也会造成焊接缝变形量比较大，以此产生偏心拉应力，该力会造成出现纵向绕曲。而错边变形主要发生在焊接的初期阶段，一旦出现焊接错边问题就会导致焊接无法继续的问题。
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铝合金构件焊接工艺优化的具体措施
3.1对焊接过程进行全面控制
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實体试验，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度比较高的热源，全面控制焊接的受热面积。
3.2优化焊后检查工作
首先工件焊接完毕之后，在进行焊缝无损检查之前，应及时清除焊缝及焊缝两侧的焊渣、残存焊剂，预防因焊渣、残存焊剂腐蚀工件表面而出现不良影响;其次焊接完毕后，若出现焊瘤或焊接接头余高过高等问题，必须及时去除缺陷。应通过射线探伤或超声波确定返修范围，具体返修范围应超过缺陷部位面积，通常可向缺陷两头分别扩展80-100mm。如果探测结果明确指出缺陷靠近外侧或内侧，可先返修该侧。另外由于电弧长短对焊接质量也有显著影响，而电弧电压决定电弧长短，因此，在焊接时，依据焊接试验，需要控制好电弧电压，产生适宜长度的电弧长度进行焊接。
3.3对焊接设计方案进行全面优化设计
现阶段，焊接工程技术的种类呈现多样化趋势，工作人员在生产过程中可选取的焊接技术越来越多，因此工作人员可以充分发挥技术优势，结合铝合金构件焊缝实际状况选择合适的焊接技术。技术方案确定之后，工作人员需要对铝合金构件的尺寸、规格以及形状等基础性参数进行全面而细致的规划，将构件与母材之间的缝隙控制在最小范围之内。这样一来就能够将瞬时变形和残余变形对焊接工作的影响降至最低。焊接技术的不合理使用不仅会导致焊接效率下降，同时还会对铝合金构件本身造成破坏，进而引发焊接成本的上升。在这种情况下工作人员可以借助信息技术，通过模拟焊接的方式明确技术的可操作性，这样一来可以全面提升焊接工作的精确性，信息模拟焊接技术在现阶段焊接工作中已经得到越来越广泛的应用，并在机械装备生产领域得到全面推广。
3.4做好焊接设计
对于铝合金构件焊接变形问题主要举措就是做好设计，降低焊接变形量。为此我们从两个方面入手：一是做好焊接设计。在进行焊接工艺设计时需要采取比较成熟的方案，并且合理布局焊接的位置，尤其是要对铝合金构件与主体装备结构之间的焊接缝隙的大小、形状等进行优化设计，降低焊接缝的数量，以此实现对焊接结束后可能出现的残余变形问题;二是做好产品制造阶段的设计。对制造产品焊接的设计主要是对焊接工艺的参数等进行熟记，并对相关的理论知识做到熟记于心。并且做好焊接的检查工作，如果发现出现残余变形之后，要及时的采取相应的措施给予矫正，达到对变形量的控制，达到焊接要求。
结语
综上可知，当前铝合金焊接工艺在开展过程中仍然存在着瞬时变形、残余变形等问题，影响工件的质量。因此，为了提升整体焊接工艺水平，要求焊接技术人员在实际工作开展过程中提高自身“预防为主”的作业理念，同时在构件焊接工艺中，针对变形现象做出适当处理。例如，从优化焊后检查环节、提高焊接技术、制定焊接方案等层面入手，对铝合金构件焊接工艺进行有效控制，以期提升整体工件设计水平。
参考文献
[1]殷圆淋.铝合金构件焊接变形研究及焊接工艺优化[J].企业导报，2016（8）：56.
[2]周桂芬.铝合金构件焊接变形研究及焊接工艺优化探讨[J].时代农机，2015（10）：65.
[3]杨艳群，唐衡郴，王立夫，等.B型地铁铝合金端墙焊接变形研究[J].热加工工艺，2013（13）：207-209.
[4]李怀珠.大型铝合金构件的焊接工艺设计.电子工艺技术2015（11）
[5]常小芳.铝合金构件焊接变形与焊接工艺优化途径，生物技术世界.2015（05）
作者单位：哈尔滨工业大学