35CrMo与中厚板异种焊接.docx

35CrMo 轴套与卷 筒法兰盘异种钢的焊接大 起 集 团 有 限 责 任 公 司 金哲随着国外市场的扩大,大起厂先后和德国合作为中国深圳蛇口港生产了 40t 岸边集 装箱起重机;和芬兰KONE公司合作生产了中国北仑港2100t/h卸船机在我厂生产的上 述产品中，曾遇到了中厚板(16Mn和Q235B)与35CrMo钢的焊接由于以往的正常产品, 多数为低碳钢的焊接,很少接触这类钢的焊接又由于该产品是合作产品 ,质量要求较高, 主要焊缝须经 100%超声波探伤检验,为了保证质量,须要采取特殊的焊接方法,才能保证 产品的焊接质量一、35CrMo卷筒焊接的特点我厂根据国外公司提供的卷筒图纸可以看出,卷筒为焊接件,其结构如图 1筋板的 材质为Q235B,法兰盘为16Mn，轴套为此35CrMo其中轴套和法兰盘的焊缝是焊接工艺 的关键由于合金钢的碳当量高,可焊性差,如果焊后冷却速度过快,在焊接接头内就可能 存在淬火马氏体组织,因而出现冷裂纹同时,由于该焊缝是环状封闭焊缝,工件刚性很大, 焊接内应力必然很大,焊后更易出现微裂纹因此必须采取焊前预热,焊后保温缓冷和消除 应力热处理等一整套严格的工艺,才能保证质量。

图二、焊接工艺方案1、焊条的选择由于是35CrMo和Q235B钢的焊接，手工焊时不必选用高强度焊条，可选用强度等级 较低而塑性较好的 T507 焊条这对于防止焊缝出现裂纹是有利的焊条在使用前经350 °C保温1小时烘干，取出后放入保温筒内随用随取采用这一措施的目的在于降低焊缝 金属内的扩散氢，避免焊接时出现气孔和裂纹我们使用的是二氧化碳气体保护焊，焊丝是 ①1.6毫米的H08Mn2Si,其焊缝的机械性能与用T507焊条的性能相近，但熔深大，质量好, 且多道焊接是无须清渣，因而生产效率高，焊工劳动强度低，并可连续焊接，使卷筒温度在焊 接过程中不至于明显下降，有利于防止裂纹2、 预热温度和预热方法经实验证明，当温度在280C〜350C范围内时，焊缝不会产生裂纹因此我们选定 预热温度在此范围内过去我们焊接合金钢的方法是用焦碳炉预热工件，在加热状态下焊 接，焊后继续在焦碳炉中保温，随炉缓冷此法的缺点是温度不易控制，工件直接受热面温 度较高，局部温度有时超过 600C ，因而此法不可取采用工频加热是比较好的方案，但为此需要解决电源和工频感应加热器两个问题 据了解，哈尔滨汽轮机厂采用 380V 变压器作电源，感应加热器用粗电缆绕制。

这种工艺方 法简单，特别适合于单件生产，如果多次使用，电缆的绝缘易于烧损，而且直接使用 380V 电 源也不安全上海汽轮机厂用特制的感应式电压调整器作为电源，容量400KVA，用调整电 压控制温升速度，使用过程中电压不超过60V这种感应加热器用紫铜管绕制，管内通循环 冷却水与哈尔滨汽轮机厂的工艺方法相比，后一种方法容易控制加热温度，安全可靠，缺 点只是设备投资比较大最后我们决定采用 BX2—2000 型焊接变压器提供电源，容量 170KVA,次级电压不超过80V,比较安全，用调整输出电流来控制温升速度感应加热器也 用紫铜管绕制，管内通冷却水它的缺点是用单相变压器作为工频电源，电力浪费稍大3. 焊接规范和方法采用混合气体保护焊时，焊丝H08Mn2SiA焊丝直径d=1.6mm,气体Ar80%, Co 2220%， 气体流量30升/分焊接电压26〜28伏特，焊接电流300〜320安培，干伸长度18〜20mm.三、焊接卷筒的生产实验在确定卷筒焊接工艺方案后，我们首先用图 1 所示卷筒进行生产性实验，共焊接了 6 个卷筒在生产实验中,卷筒的组装与焊接程序如下: (1)在件 2的法兰盘上划出件 1六块 筋板的组装位置线。

2)将法兰盘放平垫好,再将件1筋板与件2组装，用e 4毫米T507焊 条进行点焊 (3)组装件号 3 轴套,此时轴套与法兰盘不允许进行点焊,因为在未经预热的 情况下点焊必然会产生裂纹 (4)将组装好的卷筒吊入工频感应加热器内,并用三层石棉布 将卷筒包好,防止加热时散热 (5)进行通电加热用焊接变压器作为感应加热电源时 ,焊 接变压器的次级先接负载(感应加热器)如用闸刀开关控制通电和断电很不安全,闸刀开 关将很快损坏,必须在焊接变压器的初级安装磁力开关控制通电和断电卷筒的加热速度 不宜太快，以在2.5〜4小时内将卷筒加热到处350°C为合适感应加热器在加热时的电 流和电压可用交流电源电压表测定在预热时使用 WRF-11C 型热电高温计测定卷筒温 度6)卷筒达到预热温度后，打开石棉布，用①1.6毫米H08Mn2Si焊丝二氧化碳气体保护 焊进行轴套与法兰板的环缝焊接需焊接两层,在焊接第一层时分为4段采取逆向分段焊 (7)为防止在焊接过程中卷筒的温度下降，在焊接时感应加热器应继续通电加热焊工须站 在卷筒上进行焊接，是处于高温下连续工作 ，劳动强度大，工作条件差，须做好防护，由两名 焊工轮流施焊。

8)环缝焊完后，用石棉布包好后进行热处理将卷筒升温至300C后，停 止加热使其缓慢冷却，在温度下降至80C以下时，才允许将卷筒从感应加热器中取出空 冷9)在清理焊缝飞溅后,可用着色法喷涂红白粉检查焊缝和HAZ表面是否有裂纹，最好 使用CYD—3000型多用磁粉探伤仪检查裂纹10)检查合格后，在电炉内加热到500C进 行消除焊接应力处理此时卷筒的焊接全部完毕，可进行加工经我厂有关部门组织鉴定， 认为采用的焊接工艺方法是可行的，焊接的卷筒质量是合格的四、结论1、 我厂采用二氧化碳气体保护焊代替手工电弧焊，缩短了焊接时间，改善了焊工的劳 动条件2、 由于焊工需在高温下焊接，仍然是十分辛苦的，今后在组织成批生产焊接卷筒时应 设计转胎采用二氧气体保护焊，彻底改善焊工的劳动条件。