35CrMo與Q345D異種材料焊接工藝技術(shù)

唐 莎，劉同喜

（中國葛洲壩集團，a.機械船舶有限公司機械廠；b.設(shè)備中心，湖北 宜昌 443002）

吊耳是某設(shè)備上的關(guān)鍵零部件，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 吊耳零件結(jié)構(gòu)圖

35CrMo與Q345D 板材搭接，由于是兩種不同材料的焊接，其化學(xué)成分和物理性能的差異，對焊接品質(zhì)有一定的影響（兩種材料的化學(xué)成分見表1）。

表1 兩種材料化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）

因此，在焊接過程中，必須采用一定的措施，才能確保焊接品質(zhì)。

1 35CrMo與Q345D異種材料焊接性能分析

據(jù)計算可知，吊頭材料35CrMo的碳當(dāng)量

而Q345D的碳當(dāng)量

由以上可知，吊頭材料的碳當(dāng)量較大，焊接性能不良，焊接時其硬度傾向較大，熱影響區(qū)熱裂和冷裂傾向都會較大。所以應(yīng)在選取合適焊條、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)格的工藝措施和控制適當(dāng)?shù)膶娱g溫度的條件下，才能保證焊接品質(zhì)。

2 焊接方法、材料與設(shè)備

（1）焊接方法。采用手工焊條電弧焊，直流反接，短弧操作，多層窄道焊，層間清理采用打磨方式。

（2）焊接材料。焊材采用R307（Φ 3.2 mm：焊接電流I=110～150 A，電弧電壓U=18～21 V；Φ 4.0 mm：焊接電流I=120～180 A；電弧電壓U=19～25 V），焊條應(yīng)經(jīng)350℃烘焙1 h，烘焙后的焊條應(yīng)保存在100～150℃的恒溫箱內(nèi)，焊條重復(fù)烘焙次數(shù),不宜超過兩次，操作時，待用的焊條應(yīng)放在接有電源的焊條保溫筒內(nèi)隨用隨取。

（3）焊接設(shè)備。選用ZX7-500 型逆變直流焊機，應(yīng)具有參數(shù)穩(wěn)定、調(diào)節(jié)靈活和安全可靠，并滿足焊接電流調(diào)節(jié)的要求。

3 焊前準(zhǔn)備

（1）焊前清理。焊前應(yīng)將坡口表面和兩側(cè)至少10～20 mm 范圍內(nèi)的水份、油污、毛剌、鐵銹、氧化皮及夾渣等清除干凈，并打磨露出金屬光澤。

（2）焊前清根。焊縫的背縫采用碳弧氣刨清根，并使清縫坡口盡量平整、光滑，根部形成便于施焊的“U”型，然后使用角磨機進行修磨，以除去熔渣和滲碳層。

（3）焊前預(yù)熱。焊前使用加熱板對零件預(yù)熱，預(yù)熱溫度為200～300℃，且在焊接過程中，嚴(yán)格控制層間溫度在200～300℃之間。

4 焊接工藝

首先用Φ 3.2 mm的焊條打底，之后使用Φ 4.0 mm的焊條施焊，并采用多層多道、薄層窄道焊接，每焊接一層完成后，打磨處理，再進行下道焊。

在焊接過程中，使用石棉對零件進行保溫，以控制零件的層間溫度在200～300℃之間。焊接完成后，立即進行消除應(yīng)力處理，消除應(yīng)力溫度在580～620℃之間，保溫時間不低于2 h，緩慢冷卻至常溫后，方可拆除加熱板，冷卻溫度控制在（30～50℃）/h 以內(nèi)。

5 焊后檢查

（1）外觀檢查。焊縫均勻，無氣孔、夾渣、未熔合、飛濺和咬邊。

（2）探傷檢查。按照DL/T5018的標(biāo)準(zhǔn)，對焊縫進行了100%超聲波檢查、50%磁粉探傷，檢驗結(jié)果均滿足規(guī)范要求。

6 結(jié)束語

經(jīng)過實踐證明，按上述焊接工藝進行施焊，焊縫均能滿足要求，保證產(chǎn)品品質(zhì)。

[1]成大先.機械設(shè)計手冊［K］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.