CN103521887A - 一种45钢与35CrMo铸钢的焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种45钢与35CrMo铸钢的焊接工艺，工艺采用如下步骤：a.预热，盘芯和盘片置退火炉内以40～60℃/h的升温速度预热到300℃，保温1h出炉组对，并用煤气继续加热保温，使焊接过程始终保持200～250℃的预热温度；b.焊接方式，采用H08Mn2SiA焊丝，80%Ar+20%CO2的富氩CO2气体保护焊；c.焊接参数，焊丝直径为1.2mm，焊接电流为190~240A，焊接电压为28~32V，层间温度200~250℃，气体流量，15~20L×min-1，采用多层多道焊，焊道彼此重叠，重叠焊缝不少于焊缝宽度的1/3，同时每焊完一层用风铲锤击焊缝以消除应力；焊后进炉作消除应力热处理。其能可大大降低约束应力，从而有效地控制了裂纹的出现。

Description

一种45钢与35CrMo铸钢的焊接工艺
技术领域
本发明涉及钢不同钢材的焊接领域，尤其是一种45钢与35CrMo铸钢的焊接工艺。
背景技术
锤式破碎机是由电动机带动主轴、圆盘、销轴及各锤子高速旋转的机械，锤子以绞链方式装在各圆盘之间的销轴上，锤头冲击力使固体破碎，圆盘承受脉动的冲击载荷。它是由 35 CrMo 盘芯，与 10 片 45 钢板盘片拼焊而成，盘片厚 80mm，盘芯与盘片相焊处的凸台为 80 mm，焊缝形状为环缝，由于板厚而大，结构刚性很大，焊后由于焊缝收缩产生很大的约束拉应力，易导致裂纹，故应尽可能减少焊缝尺寸，减少应力。由于盘片之间距离仅 178mm，因此盘片与盘芯的焊接第一片为双面坡口，其余只能是单面坡口。
35 CrMo 钢具有相当大的淬硬倾向，焊后的淬火组织是脆硬的高碳马氏体，对冷裂纹的敏感性大，加之盘片与盘芯凸台厚均为80 mm，约束度较大，易出现较大的约束应力，这容易造成焊接影响区发生脆化或开裂。
发明内容
本发明的目的是提出一种45钢与35CrMo铸钢的焊接工艺，其能可大大降低约束应力，从而有效地控制了裂纹的出现。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：45钢与35CrMo铸钢的焊接工艺采用如下步骤：a．预热，盘芯和盘片置退火炉内以 40～60 ℃/ h的升温速度预热到 300 ℃，保温 1h出炉组对，并用煤气继续加热保温，使焊接过程始终保持 200～250 ℃ 的预热温度；
b. 焊接方式，采用H08Mn2SiA焊丝，80% Ar+ 20% CO2的富氩 CO2气体保护焊；
c. 焊接参数，焊丝直径为1.2mm，焊接电流为190~240A，焊接电压为28~32V，层间温度200~250℃，气体流量，15~20L×min-1，采用多层多道焊， 焊道彼此重叠，重叠焊缝不少于焊缝宽度的 1/ 3，同时每焊完一层用风铲锤击焊缝以消除应力；焊后进炉作消除应力热处理。
本发明的有益效果是：采用多道多层焊， 利用后一层、后一道焊缝对前一层、前一道焊缝回火作用并锤击焊缝， 可以细化晶粒， 提高焊缝的强度和韧性。
具体实施方式
 下面结合具体实施里对本发明做进一步说明：45钢与35CrMo铸钢的焊接工艺采用如下步骤： a．预热，盘芯和盘片置退火炉内以 40～60 ℃/ h的升温速度预热到 300 ℃，保温 1h出炉组对，并用煤气继续加热保温，使焊接过程始终保持 200～250 ℃ 的预热温度；
b. 焊接方式，采用H08Mn2SiA焊丝，80% Ar+ 20% CO2的富氩 CO2气体保护焊；
c. 焊接参数，焊丝直径为1.2mm，焊接电流为190~240A，焊接电压为28~32V，层间温度200~250℃，气体流量，15~20L×min-1，采用多层多道焊， 焊道彼此重叠，重叠焊缝不少于焊缝宽度的 1/ 3，同时每焊完一层用风铲锤击焊缝以消除应力；焊后进炉作消除应力热处理。
 1.1焊前预热
35CrMo 钢由于 Ceq= 0.74% 较高，有相当大的淬硬性，因而在焊接热影响区的过热区很容易产生硬脆的高碳马氏体。冷却速度愈大，生成的高碳马氏体愈多，脆硬也就愈严重。为减少过热区的脆化，从减少淬硬倾向出发，采用加大线能量应当有利，但由于 35CrMo 钢的淬硬倾向很大，仅通过加大线能量难以避免马氏体的形成，相反却增大了奥氏体的过热和提高了奥氏体的稳定性，促使形成粗大的马氏体，使过热区的脆化更严重。因此，焊接过程中需采取小线能量，同时采取预热缓冷和后热等措施。因为采用小线能量减少了高温停留时间，避免了奥氏体晶粒的过热长大，增加了奥氏体成分不均匀性，从而降低了奥氏体的稳定性，并同时采用预热和缓冷等措施来降低冷却速度，这样改善了过热区的性能。由于 35CrMo 钢的预热温度为 200～250 ℃，考虑到现场的实际情况，将预热温度定为 220～250℃，层间温度不低于 200℃。
1.2焊接方法
与手弧焊相比， MAG 焊具有热量集中、熔敷效率高、稀释率低、焊接变形小、抗裂性好等特点。同时富氩 CO2气体保护焊可明显改善熔滴的过渡， 具有飞溅少、焊缝成型美观等特点， 同时由于盘片之间的距离仅178 mm ，手弧焊时焊条没法伸入，故本次焊接采用了 80% Ar+ 20% CO2的富氩 CO2气体保护焊。
1.3 焊接材料
45 钢的抗拉强度为 600 M Pa， 35CrM o钢的抗拉强度为 980 MPa。根据异种钢焊接采用的焊材应与低强度材料相等强度的原则，因此采用H08Mn2SiA焊丝，其熔敷金属塑性较好， 使焊缝冷却时有一定的收缩余地，可大大降低约束应力， 从而有效地控制了裂纹的出现。
2.1预热方式及保温措施
盘芯和盘片置退火炉内以 40～60 ℃/ h的升温速度预热到 300 ℃，保温 1h出炉组对，并用煤气继续加热保温，使焊接过程始终保持 200～250 ℃ 的预热温度。
2.2第一盘片组装与焊接
第一片采用双面焊接，组对时保证盘芯与盘片之间的垂直度，余下的 9 块盘片将以此为基准组装。置圆盘盘片于水平位置，使焊缝处于水平位置焊接。焊接次序：先焊一侧环焊缝厚 25～30mm ,翻转另一侧焊满,再翻转填满余下部分。
2.3第二～第十盘片组装与焊接
由于盘片之间距离较近 ( 178mm)，只能采用单面焊接，以前一盘片为基准组对下一盘片，利用圆盘的销轴孔进行加固，然后进行焊接；先用喷嘴角度可调的宾采尼焊枪在坡口背面焊接一层，再在坡口侧焊接，直至填满与母材相平。如此循环将余下盘片组装、焊接完。
2.4焊接工艺参数
焊接的工艺参数见表1。由两名焊工对称同时施焊，采用多层多道焊，焊道彼此重叠，重叠焊缝不少于焊缝宽度的 1/ 3，同时每焊完一层用风铲锤击焊缝以消除应力；焊后进炉作消除应力热处理。热处理制度为，升温速度 40～60 ℃/ h，工件加热到 600±20℃，保温 4h，随炉冷却。
表一焊接工艺参数
Figure 599407DEST_PATH_IMAGE001

Claims (1)

1.一种45钢与35CrMo铸钢的焊接工艺，其特征是工艺采用如下步骤：a．预热，盘芯和盘片置退火炉内以 40～60 ℃/ h的升温速度预热到 300 ℃，保温 1h出炉组对，并用煤气继续加热保温，使焊接过程始终保持 200～250 ℃ 的预热温度；
b. 焊接方式，采用H08Mn2SiA焊丝，80% Ar+ 20% CO2的富氩 CO2气体保护焊；
c. 焊接参数，焊丝直径为1.2mm，焊接电流为190~240A，焊接电压为28~32V，层间温度200~250℃，气体流量，15~20L×min-1，采用多层多道焊， 焊道彼此重叠，重叠焊缝不少于焊缝宽度的 1/ 3，同时每焊完一层用风铲锤击焊缝以消除应力；焊后进炉作消除应力热处理。
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