愛(ài)華網(wǎng)???? 隨著我廠起重機(jī)械產(chǎn)品起重性能的不斷提高，作為承受載荷的關(guān)鍵部件，底盤(pán)主梁銷套由以往的35號(hào)鋼改為35CrMo，這樣在生產(chǎn)過(guò)程中遇到了35CrMo與Q345的焊接，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖一所示。
我廠以往的產(chǎn)品多為低碳鋼或低碳合金鋼的焊接，很少接觸35CrMo中碳合金鋼的焊接，由于35CrMo的焊接性能較差，裂紋傾向較大，加上35CrMo和Q345的強(qiáng)度級(jí)別不同，焊前所處的狀態(tài)也不同，實(shí)現(xiàn)這兩種鋼的焊接存在較大的困難，導(dǎo)致35CrMo在焊接后出現(xiàn)裂紋。由于對(duì)該焊縫的質(zhì)量要求較高，如何采取合理的焊接工藝方法，既滿足技術(shù)要求又能實(shí)現(xiàn)較低的成本，成為生產(chǎn)中迫切需要研究和解決的關(guān)鍵課題。 1、35CrMo焊接性能分析 一般來(lái)說(shuō)，隨著含碳量的增加，鋼的硬度、強(qiáng)度也逐漸增加，相反其塑性和韌性下降，焊接性和可鍛性變差，焊裂的趨勢(shì)也增加，其它合金元素也有類似作用，不過(guò)效應(yīng)小于碳。碳的系數(shù)為1，其它合金元素按其對(duì)焊接不利影響的大小折合與碳元素的當(dāng)量，其系數(shù)均小于1。因此，碳當(dāng)量是綜合表示碳及合金元素對(duì)焊裂趨勢(shì)的影響，衡量鋼的焊接性好壞的指標(biāo)。國(guó)際焊接學(xué)會(huì)(IIW)采用下列公式計(jì)算碳當(dāng)量： CEV=C+MN/6+(Cr+Mo+V)/5+(Mi+Cu)/15 可見(jiàn)，鋼含碳量是影響CEV高低的決定因素，碳當(dāng)量小鋼的焊接性就好，反之亦然。根據(jù)大量試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)得知，當(dāng)CEV＜0.4％時(shí)焊接性好，施焊不必預(yù)熱；當(dāng)CEV＝0.4～0.6％時(shí)，鋼的淬硬傾向逐漸明顯，要適當(dāng)預(yù)熱和控制工藝；當(dāng)CEV＞0.6％時(shí)，淬硬傾向強(qiáng)，較難焊接，要較高的預(yù)熱溫度和嚴(yán)格控制工藝。 根據(jù)公式計(jì)算得出，35CrMo鋼的碳當(dāng)量值Ceq≈0.72%。由此可見(jiàn)，這種材料的焊接性不良，焊接時(shí)其淬硬傾向較大，熱影響區(qū)熱裂和冷裂傾向都會(huì)較大，尤其在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接，熱影響區(qū)的冷裂傾向?qū)?huì)表現(xiàn)得很突出，所以應(yīng)在選取合適焊接材料、合理焊接方法的基礎(chǔ)上，采取較高的焊前預(yù)熱溫度、嚴(yán)格工藝措施和控制適當(dāng)?shù)膶娱g溫度的條件下，才能達(dá)到實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品焊接的目的。 2、裂紋的產(chǎn)生與防止措施 我廠35CrMo調(diào)質(zhì)后焊接后出現(xiàn)的裂紋屬于焊接冷裂紋，發(fā)生部位在35CrMo的熱影響區(qū)。材料的冷裂敏感性主要取決于它的淬透性傾向，淬透性越大，在焊接熱影響區(qū)很容易產(chǎn)生硬脆的高碳馬氏體，冷卻速度越快，生成的高碳馬氏體越多，脆化也越嚴(yán)重，冷裂傾向越大。中碳合金鋼35CrMo含碳量較高，并含有Cr、Mo等提高淬透性的合金元素，因此冷裂傾向大是該種材料固有的，為了防止焊接冷裂紋的產(chǎn)生，可采用以下主要措施： a) 選用低匹配焊條。選擇強(qiáng)度級(jí)別比母材略低的焊條有利于防止冷裂紋，因強(qiáng)度較低的焊縫不僅本身冷裂傾向小，而且由于它較易塑性變形，從而降低了接頭的拘束應(yīng)力，使焊趾、焊根等部位的應(yīng)力集中效應(yīng)相對(duì)減小，改善了熱影響區(qū)的冷裂傾向； b)焊前對(duì)工件進(jìn)行預(yù)熱，可消除零件中的水分、銹跡，減小焊件與焊接熔池間的溫差，避免氣孔、淬硬層產(chǎn)生； c)控制層間溫度、緩冷，可減小焊件與焊接熔池間的溫差，避免淬硬層產(chǎn)生； d)焊后保溫，把焊縫區(qū)的溫度控制在Ms點(diǎn)以上（Ms點(diǎn)為馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度），減少低溫下馬氏體的形成量。 3、對(duì)策 焊前準(zhǔn)備。在焊前對(duì)35CrMo鋼的材料進(jìn)行復(fù)檢，嚴(yán)格控制35CrMo的化學(xué)成分在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，將待焊接的焊縫邊緣每邊30mm范圍內(nèi)的鐵銹、毛刺、油污等清除干凈，使其漏出鋼材金屬光澤。 焊接規(guī)范。采用混合氣體保護(hù)焊,焊絲H08Mn2SiA，焊絲直徑φ1.6mm,混合氣為80%Ar+20%CO2，氣體流量30升/分。焊接電壓22～24V,焊接電流240～260A，采用多層多道焊接。 工藝措施。35CrMo鋼的焊接性較差，所以其預(yù)熱溫度的確定非常關(guān)鍵，未經(jīng)預(yù)熱的情況下不允許點(diǎn)焊。焊前合理預(yù)熱有利于焊接接頭中擴(kuò)散氫的逸出，以減少組織的淬硬傾向。為此在焊接過(guò)程中采取以下措施：零件焊前預(yù)熱、控制焊接過(guò)程的層間溫度、焊后保溫等，主要目的和作用是避免和消除過(guò)熱區(qū)的淬硬組織，防止裂紋的產(chǎn)生。針對(duì)我廠產(chǎn)品的實(shí)際情況，具體措施如下： 焊前預(yù)熱：預(yù)熱溫度300～400℃，預(yù)熱時(shí)間0.5～1h； 控制層間溫度：溫度控制范圍400～500℃； 焊后保溫：保溫溫度400～500℃，保溫時(shí)間0.5～1h。 對(duì)按照上述措施進(jìn)行焊接的35CrMo進(jìn)行檢查和試驗(yàn)，35CrMo熱影響區(qū)的硬度值因軟化有一定的下降，但其硬度值仍高于接頭另一側(cè)母材Q345的硬度，對(duì)接頭影響不大，其它無(wú)異常情況發(fā)生，產(chǎn)品質(zhì)量良好。 對(duì)于調(diào)質(zhì)后的中碳合金鋼35CrMo的焊接工藝，從理論上經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析，并進(jìn)行了充分的工藝試驗(yàn)，最終制定了合理可行的焊接工藝，避免了焊接過(guò)程中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，產(chǎn)品性能達(dá)到技術(shù)要求，在承重工作條件下具有相當(dāng)?shù)目煽啃?，同時(shí)在合金鋼的焊接工藝方面積累了一定經(jīng)驗(yàn)，為確保產(chǎn)品質(zhì)量打下一個(gè)良好基礎(chǔ)。
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