引言
铝合金具有优异的物理、化学、力学及工艺特性，其密度仅为钢的1/3，小于除镁以外其他金属的密度，同等体积重量轻；铝合金化学性质活泼，极易氧化，在大气条件下，表面可生成一层附着力强的难熔的氧化膜，因而耐腐蚀性强；易拉伸、挤压成型，加工性好，广泛应用于制造各类工业产品。铝合金焊接性好，但是因其材料线膨胀系数大，熔点低，散热快，所以比钢件更容易产生大的挠曲变形和角变形，构件的尺寸及形位精度控制难度大。本文以铝合金构件为对象，研究了焊接工艺方法对焊接变形的控制。
1铝合金构件焊接变形原因
①熔池,即在铝合金构件焊接工艺开展过程中,部分母材基于焊弧热作用下熔化形成池状,且当“熔池”尺寸、形状过大时,致使部分焊接部位发生变形问题,影响到整体焊接工艺效果。为此,当前技术人员在焊接工艺活动开展过程中,应提高对此问题的重视程度,并对其展开有效处理。②在进行金属构件焊接的过程中，需要交替使用热加工和冷加工，热加工的主要工作目的是为了实现对焊接部位的软化，实现铝合金构件与焊接部位的融合，而冷加工的主要工作目的是要完成冷却、定型工作，通过冷却加工是焊接部位迅速凝固，防止出现严重的变形问题，但是目前在进行冷热加工的过程中，经常会出现一些不符合操作流程的现象，不规范的操作行为不仅会影响冷、热加工的效果，也会造成焊接构件变形的问题。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焊接过程中对于热量均匀性的把握，对于铝合金构建在焊接之后是否发生变形具有重要的影响作用。如果不同部位的受热不均匀，铝合金构件就会根据所感受到的热量发生相应的反应，产生变形问题。
2焊接变形分类
从机械领域考虑整个焊接过程,可以将焊接过程中出现的变形分为瞬间变形和残余变形。其中,焊接过程瞬间热变形分为三种,依次是面内位移、面外位移和相变组织形变。焊后残余变形的具体种类：①纵向收缩变形，指的是铝合金构件在焊缝方向发生的收缩现象。②横向收缩变形，指的是铝合金构件在垂直焊缝方向发生的收缩现象。③饶区变形，指的是铝合金构件在焊接之后在纵向收缩和横向收缩共同作用下所引起的变形现象。④角变形，指的是焊接之后铝合金构件平面围绕焊缝所产生的角拉移现象。⑤波浪变形，指的是铝合金构件在焊接之后呈现波浪状态，这种变形在厚度不足的铝合金构件当中尤为常见。⑥错边变形，指的是焊接过程中焊接件之间的膨胀系数存在差异，从而引发的长度方向与厚度方向之间的错边和错位。
3铝合金构件焊接工艺优化措施
3.1做好焊接准备工作
一是要选择与焊接质量要求相适应的电源，电源作为提供焊接的能量来源，合理选择电源，一般直流电源的电弧具有良好的稳定性以及能够避免出现焊接过程中的飞溅问题，因此一般选择直流电弧作为焊接电源的首选。而直流反接电源能够避免在焊接张出现大量焊渣以及污染气体的现象，这样便于对焊接过程进行观察，根据焊池及时调整焊接速度与角度；二是清理铝合金构件的表面，保证其干净；三是选择合理的焊丝直径。焊丝直径、成分等都会影响到焊接缝金属的力学性能，因此要选择合理的焊丝，选择表明质量与化学成分达标的焊丝。
3.2制定合理的焊接设计方案
随着装备制造行业工业技术的不断发展，近年来，焊接工程技术的种类越来越多，可供选择的焊接技术也越来越多，因此在工艺设计环节，技术人员 需要根据接缝的实际情况选择最恰当的焊接技术。在技术方案得到确定之后，焊接人员需要对铝合金构建的尺寸、规格、形状等进行细致的规划和说明，构件与母材之间的缝隙越小越好，现在缝隙偏大的情况下，工作人员应该对铝合金构件的布局进行反复的研究分析，将所需焊接的缝隙数量控制在最低的范围之内，这可以将瞬时变形和残余变形对整体焊接工作的不良影响降到最低。焊接技术的不合理使用不仅浪费时间，也会对铝合金构建造成破坏，抬高焊接成本，因此很多焊接技术人员会在进行实际的焊接工作之前先进行模拟焊接，这种方式有效的提高了焊接施工的准确性，在目前的焊接工作中应用比较普遍，并值得被进一步的应用与推广。
3.3提高焊接技术
在铝合金构件焊接工艺活动开展过程中,为了规避瞬时变形、残余变形等问题的凸显,强调焊接技术的提高非常必要。为此,应注重贯穿“岗前培训”理念,即安排焊接人员参加专业化的培训项目,同时基于1次/月培训计划的导向下,对焊接人员工程技术进行训练,以提高其责任意识,即注重在铝合金构件焊接作业中,对执行标准、规格、尺寸、形状等进行反复核查,有效规避人为误操作等问题的凸显,进而诱发变形现象。同时,在铝合金构件焊接作业过程中,要求相关技术人员应通过拉伸方式对构件质量进行评估,且在铝合金构件拼接作业中,采取适当固定方法,并保障各个部位受热均匀性,达到最佳的焊接作业状态。此外,为了满足铝合金构件焊接要求,在焊接工艺活动开展过程中,焊接技术人员应完善水平测试环节,同时将残余变形作为测试参数,达到水平测试目的。同时,基于构件存在变形问题,通过热加工、机械变形矫正等方法,对残余变形问题作出适当处理,以达到最佳的焊接工艺作业效果。
3.2加强焊接技术研究
铝合金构件的焊接变形问题是装备制造行业中经常出现的问题，相关技术人员对其进行了较多的技术研究，并取得了良好的实践成果，如采用模拟实验的方式对焊接工艺的合理性进行测定，就具有良好的技术效果。因为通过实验模拟，焊接人员可以对焊接部位可以承受的热量值、焊接缝隙的尺寸以及发生瞬间或者残余变形的可能性进行全面的掌握。值得注意的是，在进行焊接的过程中，焊丝的直径参数、焊丝的成分以及焊丝的表面质量等都对焊接工作所能传导的热量具有直接的影响，焊接过程还需要对焊丝的各项指标进行严格的控制。
结束语
在铝合金构件焊接过程中,由于焊接热过程较难控制,要想取得最好的焊接性能,往往不是一下能实现的。但，只要能够准确借助对焊接过程的科学实验和理论分析,找出对焊接质量有主要影响的微观原因,采取一定的补救措施,同时对相关产生因素进行抑制,优化焊接工艺,便一定能够取得较好的铝合金构件焊接效果。当然,随着科学技术水平的不断进步,对于铝合金构件的焊接工艺必定会越来越成熟,这也将更好地促进铝合金材料装备发挥着更大的作用。
参考文献
[1]潘德刚.铝合金构件焊接变形研究及焊接工艺优化[D].吉林大学,2014.
[2]蒋丰骏.手动托盘车焊接变形研究与焊接工艺优化[D].浙江大学,2013.
[3]张增磊.铝合金焊接应力变形数值模拟研究及应用[D].清华大学,2009.