42crmo無(wú)縫鋼管的焊接工藝包含如下步驟:
1.42crmo無(wú)縫鋼管焊接材料的選擇
高強(qiáng)度鋼焊接接頭中氫含有量越高，裂紋傾向越大。當(dāng)局部區(qū)域氫含有量達(dá)到某一臨界值時(shí)，裂紋開(kāi)始出現(xiàn)了；此后，伴著氫含有量的減少，裂紋的尺寸和數(shù)量也普遍增加。延遲裂紋的臨界氫含有量與預(yù)熱溫度、剛度條件和冷卻條件有關(guān)。焊接進(jìn)程中，焊接材料中的水分、焊縫坡口表面的油污、鐵銹和空氣濕度是焊縫金屬中氫富集的主因?；荆覆暮秃附z中的氫含有量很小，可以忽略不計(jì)。涂層中的水分含有量越高，焊縫中擴(kuò)散的氫含有量就越高。在焊接流程中，因電弧的高溫，氫分解成原子或離子狀態(tài)，數(shù)量較多的氫溶解在熔池中。在隨后的冷卻和凝固進(jìn)程中，出于溶解度急劇落下，少部分氫氣向外溢出，在同一時(shí)間少部分氫氣留在焊縫里面，這使得焊縫中的氫氣過(guò)飽和。焊縫中的氫含有量與焊條類型、干燥條件和焊后冷卻速度有關(guān)。高碳含有量的鋼對(duì)裂紋和氫脆敏感，從而因此焊縫金屬的碳含有量應(yīng)低于母材，這使得焊縫的裂紋傾向低于母材。遵照42CrMo鋼的焊接性和齒輪軸的工作特性，選擇直徑為5mm的J507焊條。雖然J507焊條的強(qiáng)度不夠，但使用這一種低匹配焊條易于降下來(lái)焊接時(shí)的冷裂傾向，J507焊條的強(qiáng)度十分于原圖紙需求的35CrMo的強(qiáng)度。
2.42crmo無(wú)縫鋼管預(yù)熱及層間溫度的選擇為了有效防范42CrMo高強(qiáng)度鋼焊接中的冷裂紋，預(yù)熱是比較必要的。預(yù)熱可以減緩焊接接頭的冷卻速度，適當(dāng)延長(zhǎng)冷卻時(shí)間，從800℃到500℃，從而降低或避免淬火組織，利于氫氣的逸出。預(yù)熱溫度的確定主要與焊縫金屬中的擴(kuò)散氫含有量、坡口形式、母材的化學(xué)成分、焊接構(gòu)件的限制程度等因素有關(guān)。預(yù)熱溫度To的估算有許多種，確定采用全方位立體式預(yù)熱(使用車間井式加熱爐)，預(yù)熱溫度為400℃。在那些零件中，當(dāng)使用多層焊接時(shí)，因?yàn)樽訉釉谇皩由暇哂兄鴼湎饔?，它可以改善前層焊縫和熱影響區(qū)的硬化結(jié)構(gòu)。還有，萬(wàn)一不嚴(yán)格把控后熱和層間溫度，緣于氫的層層積累，延遲開(kāi)裂的趨勢(shì)將更大。為了滿足無(wú)裂紋的施工條件，即焊接層的實(shí)際冷卻時(shí)間t100應(yīng)等于裂紋的臨界冷卻時(shí)間tcr。在整個(gè)焊接進(jìn)程中，采用履帶式加熱器保溫，使層間溫度控制在(350±20)℃范圍內(nèi)。
3.焊接工藝評(píng)估
為了驗(yàn)證以上所述工藝參數(shù)是否合適，采用42CrMo齒輪軸的調(diào)質(zhì)卡盤作為試件實(shí)施堆焊裂紋試驗(yàn)。預(yù)熱溫度為400℃。焊接后，在600 ~ 650℃實(shí)施應(yīng)力消除退火試驗(yàn)。試樣放置48小時(shí)后，實(shí)施磁粉檢測(cè)，未查看到裂紋。按照GB2652-89《堆焊金屬拉伸試驗(yàn)方法》，在調(diào)質(zhì)卡盤上切下拉伸試樣，測(cè)量σb和σs分別為95兆帕和90兆帕；分別。依據(jù)GB2654-89《堆焊金屬硬度試驗(yàn)方法》，在調(diào)質(zhì)卡盤上對(duì)焊接層表面開(kāi)展拋光，硬度測(cè)量值為HB200。以上所述力學(xué)性能數(shù)據(jù)格外于原圖紙需求的35CrMo強(qiáng)度，證明所選工藝參數(shù)合理。
4.42crmo無(wú)縫鋼管焊接流程中應(yīng)注意的問(wèn)題
(1)焊接前，嚴(yán)格清除工件表面的油污、鐵銹、水漬和毛刺。
(2)在400℃的井式加熱爐中以80℃/小時(shí)的升溫速度預(yù)熱整個(gè)工件，并保持4小時(shí)。
(3)焊條使用前應(yīng)在350 ~ 400℃下烘干，并保持2h，之后放入保溫筒內(nèi)。
(4)采用DC反向連接(即工件負(fù)連接)，焊接電流為180 ~ 220安，電流電壓為23 ~ 25伏，焊接速度為180 ~ 190毫米/分鐘。
(5)焊接流程中，采用履帶式加熱器開(kāi)展保溫，兩個(gè)焊工在側(cè)向?qū)ΨQ施焊。整個(gè)焊接過(guò)程應(yīng)連續(xù)實(shí)施，中部切勿中斷，并縮短每層(路)的焊接周期時(shí)間。應(yīng)選擇靈敏度高、精度好的測(cè)量?jī)x器來(lái)監(jiān)測(cè)溫度變化，并且將層間溫度控制在(350±20)℃范圍內(nèi)。在無(wú)裂紋的情況下，各焊接層應(yīng)盡不一定薄，通常小于等于焊條直徑，每道焊道的起弧和收弧所處位置應(yīng)錯(cuò)開(kāi)，收弧時(shí)應(yīng)填滿弧坑。進(jìn)入每一層焊縫？？經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查，氣孔和裂紋等缺點(diǎn)必須在重新焊接前徹底清除。
(6)為了減小焊接應(yīng)力，用氣動(dòng)鏟逐層錘擊焊縫表面，錘頭圓角為1.0 ~ 1.5毫米，相鄰兩焊層之間的錘擊方向應(yīng)反之。
(7)應(yīng)力消除退火后，對(duì)堆焊表面實(shí)施磁粉檢測(cè)，加工后也就會(huì)查看到裂紋。
