42CrMo與Q345B焊接工藝的制定及焊接性能分析

周凱

摘要對(duì)Q345B與42CrMo合金鋼的焊接性能進(jìn)行了研究分析。以中間罐小車(chē)提升部件為例，進(jìn)行了Q345B與42CrMo的焊接性研究及試驗(yàn)，并制訂了合理的焊接工藝措施。采用A506打底，ER55-6填充的組合焊接方法，配合合理的工藝方法及工藝參數(shù)，獲得了性能優(yōu)良的焊接接頭

關(guān)鍵詞42CrMo；焊接性；焊接裂紋；焊接工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：TG441 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）12-0026-02

本公司為SMS DEMAG公司生產(chǎn)的中間罐小車(chē)提升柱部件，結(jié)構(gòu)圖如下。軸頭材料為調(diào)質(zhì)后的42CrMo合金鋼，筒身材料為Q345B。該部件的工作環(huán)境溫度較高，并且需要承受較大的沖擊載荷，軸頭需要承受交變應(yīng)力。焊縫需符合GB/T11345-1989標(biāo)準(zhǔn)的Ⅱ級(jí)要求，因此合理地選擇焊接材料及焊接工藝是保證焊縫具有優(yōu)良力學(xué)性能的關(guān)鍵。

1母材的焊接性能分析

1.1 Q345B的焊接性分析

表1Q345B的化學(xué)成分（%）

C Si Mn S P V Nb Ti Al

0.15 0.32 1.48 0.011 0.003 0.02~0.15 0.015~0.060 0.02~0.20 0.032

Q345B碳當(dāng)量Ce=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15=0.49＞0.45

經(jīng)計(jì)算合金鋼Q345B具有一定的淬硬傾向，在焊接需要前對(duì)工件進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，即可可有效地防止了裂紋的產(chǎn)生。因此在工藝制定時(shí)應(yīng)主要考慮中碳調(diào)質(zhì)鋼42CrMo的焊接工藝。

1.2 42CrMo的焊接性分析

42CrMo碳當(dāng)量Ce=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15=0.9117

42CrMo熱裂紋敏感系數(shù)Hcs=C*（S+P+Si/25+Ni/100）*1000/（3Mn+Cr+Mo+V）=9.56

42CrMo中的合金元素含量高，焊道在凝固結(jié)晶的時(shí)候，結(jié)晶溫度區(qū)間跨度大，偏析傾向嚴(yán)重，容易在焊縫金屬中形成熱裂紋。結(jié)合計(jì)算的42CrMo熱裂紋敏感系數(shù)Hcs=9.56，得出結(jié)論42CrMo具有較強(qiáng)的熱裂紋傾向。

42CrMo鋼的Ms點(diǎn)低，在母材的熱影響區(qū)易產(chǎn)生淬硬組織，并且工件愈厚，淬硬傾向愈大，在工件冷卻過(guò)程中淬硬區(qū)易產(chǎn)生冷裂紋。結(jié)合計(jì)算的42CrMo的碳當(dāng)量=0.9，得出結(jié)論42CrMo具有較強(qiáng)的冷裂紋傾向。

42CrMo與Q345B的焊接處為坡口較大的環(huán)焊縫，兩種材料的線膨脹系數(shù)也不同，造成焊縫拘束度較高，焊接后焊縫中存在較高的殘余應(yīng)力。這樣就容易在焊根、焊趾等應(yīng)力集中區(qū)域形成缺陷。

由此推斷，調(diào)質(zhì)鋼42CrMo在焊接時(shí)易產(chǎn)生熱裂紋和冷裂紋等缺陷，在制定焊接工藝的時(shí)候要特別注意避免產(chǎn)生這些缺陷。

242CrMo和Q345B 焊接工藝的制定

根據(jù)上述兩種母材的焊接性分析，42CrMo具有高淬硬傾向，焊接冷、熱裂傾向嚴(yán)重。并且Ms較低，焊接時(shí)較易形成含碳量高、硬度大的馬氏體組織，導(dǎo)致過(guò)熱區(qū)出現(xiàn)脆化現(xiàn)象。而Q345B綜合力學(xué)性能良好，塑性和焊接性良好?；谝陨戏治?，選材的原則如下：所選焊接材料的焊接性應(yīng)以滿足42CrMo的焊接為主，焊接材料的強(qiáng)度高于Q345B的強(qiáng)度即可。

2.1 焊接方法及材料的選擇

提升柱筒身內(nèi)部空間狹小，坡口為雙面坡口，為保證筒身內(nèi)部的焊縫根部能夠焊透，減小近縫區(qū)的應(yīng)力集中。對(duì)打底焊道采用奧氏體不銹鋼焊條A507進(jìn)行焊接，保證焊縫根部形成塑性及韌性較好的奧氏體焊縫組織。中間填充及蓋面焊縫采用ф1.2的ER55-G焊絲，形成韌性較強(qiáng)的，抗冷裂型較好的焊縫組織。

2.2 工藝方案的制定

1）焊接前清除焊接區(qū)的水、銹、油污等雜質(zhì)。

2）焊接前對(duì)軸頭區(qū)域進(jìn)行預(yù)熱300~350℃。充分預(yù)熱1小時(shí)，有效的減慢焊縫及熱影響區(qū)的冷卻速度，加速焊接區(qū)氫的逸出。

3）打底焊接采用Ф3.2直徑的奧氏體不銹鋼焊條A507，焊前烘干250~300℃。采用直流反接，焊接電流90~110 A，電壓20~25 V，焊接時(shí)候采用單道焊，不需擺動(dòng)。

4）填充和蓋面焊接采用80%CO2+20%Ar氣體保護(hù)焊。電流230~280 A，電壓28~38 V，層間溫度控制在300℃。采用多層多道焊，每層焊道厚度要盡可能的薄。焊道與焊道之間過(guò)渡應(yīng)平緩。焊道的引弧、收弧處錯(cuò)開(kāi)30 mm以上。

5）焊后立即進(jìn)行退火處理600~650℃，時(shí)間4小時(shí)。通過(guò)及時(shí)的退火處理可以避免42CrMo在焊后冷卻的時(shí)候，在熱影響區(qū)產(chǎn)生溶氫能力極差的馬氏體。防止在熱影響區(qū)聚集成“富氫”帶，從而形成氫致冷裂紋。

2.3 焊接工藝驗(yàn)證

按以上方案制作工藝試塊，并進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下。

表342CrMo與Q345B 焊接接頭拉伸試驗(yàn)結(jié)果

試樣編號(hào) σs / MPa σb / MPa 斷裂位置

1 345 510 母材（Q345B側(cè)）

2 350 518 母材（Q345B側(cè)）

表442CrMo與Q345B焊接接頭橫向側(cè)彎試驗(yàn)結(jié)果

試樣編號(hào) 試驗(yàn)類(lèi)型 試驗(yàn)結(jié)果

3 橫向側(cè)彎，180° 無(wú)裂紋，合格

4 橫向側(cè)彎，180° 無(wú)裂紋，合格

5 橫向側(cè)彎，180° 無(wú)裂紋，合格

6 橫向側(cè)彎，180° 無(wú)裂紋，合格

檢測(cè)結(jié)果表明，焊縫的抗拉強(qiáng)度高于力學(xué)性能較低的Q345B母材。彎曲試樣在彎曲180°的情況下均為合格。這說(shuō)明焊縫質(zhì)量可靠，擬定的焊接工藝合理有效。

2.4 實(shí)際應(yīng)用

按上述工藝制作的提升柱，焊接完24小時(shí)后進(jìn)行表面100%磁粉探傷，未發(fā)現(xiàn)焊縫表面有裂紋、氣孔等缺陷；采用超聲波100%探傷，焊縫符合GB/T11345-1989 標(biāo)準(zhǔn)的Ⅱ級(jí)要求。得到了西馬克公司的認(rèn)可。

3結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于42CrMo與Q345B的焊接， 通過(guò)填充高韌性的A506焊條和高強(qiáng)度ER55-6焊絲，可有效的降低了焊縫金屬的氫致裂紋敏感性，確保了焊縫的強(qiáng)度。通過(guò)采取焊前預(yù)熱、焊后及時(shí)熱處理的方法，加速了焊接區(qū)域氫的逸出，有效的避免了焊接區(qū)域的硬化、脆化及冷裂紋等問(wèn)題。通過(guò)以上的相關(guān)措施使得整個(gè)焊接區(qū)域的缺陷得到有效的控制。從而獲得了力學(xué)性能優(yōu)良的焊接接頭。

參考文獻(xiàn)

[1]陳祝年.焊接工程師手冊(cè)（第2版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009：927-999.

[2]王晉生，王玉梅.45鋼與42CrMo合金鋼焊接工藝[J].大型鑄鍛件，2008（4）：1-5.

[3]張金庫(kù)，張偉強(qiáng)，王大偉，等.42CrMo鋼與16Mn鋼焊接工藝研究[J].

[4]寧志敏.異種鋼焊縫中熔合區(qū)裂紋的防止[J].焊接技術(shù)，2000（4）：14-16.

[5]惠玲，王翠翠.35CrMo合金鋼調(diào)整套本體焊縫裂紋原因分析及解決措施[J].現(xiàn)代焊接，2012（1）：50-52.

endprint

摘要對(duì)Q345B與42CrMo合金鋼的焊接性能進(jìn)行了研究分析。以中間罐小車(chē)提升部件為例，進(jìn)行了Q345B與42CrMo的焊接性研究及試驗(yàn)，并制訂了合理的焊接工藝措施。采用A506打底，ER55-6填充的組合焊接方法，配合合理的工藝方法及工藝參數(shù)，獲得了性能優(yōu)良的焊接接頭

關(guān)鍵詞42CrMo；焊接性；焊接裂紋；焊接工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：TG441 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）12-0026-02

本公司為SMS DEMAG公司生產(chǎn)的中間罐小車(chē)提升柱部件，結(jié)構(gòu)圖如下。軸頭材料為調(diào)質(zhì)后的42CrMo合金鋼，筒身材料為Q345B。該部件的工作環(huán)境溫度較高，并且需要承受較大的沖擊載荷，軸頭需要承受交變應(yīng)力。焊縫需符合GB/T11345-1989標(biāo)準(zhǔn)的Ⅱ級(jí)要求，因此合理地選擇焊接材料及焊接工藝是保證焊縫具有優(yōu)良力學(xué)性能的關(guān)鍵。

1母材的焊接性能分析

1.1 Q345B的焊接性分析

表1Q345B的化學(xué)成分（%）

C Si Mn S P V Nb Ti Al

0.15 0.32 1.48 0.011 0.003 0.02~0.15 0.015~0.060 0.02~0.20 0.032

Q345B碳當(dāng)量Ce=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15=0.49＞0.45

經(jīng)計(jì)算合金鋼Q345B具有一定的淬硬傾向，在焊接需要前對(duì)工件進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，即可可有效地防止了裂紋的產(chǎn)生。因此在工藝制定時(shí)應(yīng)主要考慮中碳調(diào)質(zhì)鋼42CrMo的焊接工藝。

1.2 42CrMo的焊接性分析

42CrMo碳當(dāng)量Ce=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15=0.9117

42CrMo熱裂紋敏感系數(shù)Hcs=C*（S+P+Si/25+Ni/100）*1000/（3Mn+Cr+Mo+V）=9.56

42CrMo中的合金元素含量高，焊道在凝固結(jié)晶的時(shí)候，結(jié)晶溫度區(qū)間跨度大，偏析傾向嚴(yán)重，容易在焊縫金屬中形成熱裂紋。結(jié)合計(jì)算的42CrMo熱裂紋敏感系數(shù)Hcs=9.56，得出結(jié)論42CrMo具有較強(qiáng)的熱裂紋傾向。

42CrMo鋼的Ms點(diǎn)低，在母材的熱影響區(qū)易產(chǎn)生淬硬組織，并且工件愈厚，淬硬傾向愈大，在工件冷卻過(guò)程中淬硬區(qū)易產(chǎn)生冷裂紋。結(jié)合計(jì)算的42CrMo的碳當(dāng)量=0.9，得出結(jié)論42CrMo具有較強(qiáng)的冷裂紋傾向。

42CrMo與Q345B的焊接處為坡口較大的環(huán)焊縫，兩種材料的線膨脹系數(shù)也不同，造成焊縫拘束度較高，焊接后焊縫中存在較高的殘余應(yīng)力。這樣就容易在焊根、焊趾等應(yīng)力集中區(qū)域形成缺陷。

由此推斷，調(diào)質(zhì)鋼42CrMo在焊接時(shí)易產(chǎn)生熱裂紋和冷裂紋等缺陷，在制定焊接工藝的時(shí)候要特別注意避免產(chǎn)生這些缺陷。

242CrMo和Q345B 焊接工藝的制定

根據(jù)上述兩種母材的焊接性分析，42CrMo具有高淬硬傾向，焊接冷、熱裂傾向嚴(yán)重。并且Ms較低，焊接時(shí)較易形成含碳量高、硬度大的馬氏體組織，導(dǎo)致過(guò)熱區(qū)出現(xiàn)脆化現(xiàn)象。而Q345B綜合力學(xué)性能良好，塑性和焊接性良好?；谝陨戏治?，選材的原則如下：所選焊接材料的焊接性應(yīng)以滿足42CrMo的焊接為主，焊接材料的強(qiáng)度高于Q345B的強(qiáng)度即可。

2.1 焊接方法及材料的選擇

提升柱筒身內(nèi)部空間狹小，坡口為雙面坡口，為保證筒身內(nèi)部的焊縫根部能夠焊透，減小近縫區(qū)的應(yīng)力集中。對(duì)打底焊道采用奧氏體不銹鋼焊條A507進(jìn)行焊接，保證焊縫根部形成塑性及韌性較好的奧氏體焊縫組織。中間填充及蓋面焊縫采用ф1.2的ER55-G焊絲，形成韌性較強(qiáng)的，抗冷裂型較好的焊縫組織。

2.2 工藝方案的制定

1）焊接前清除焊接區(qū)的水、銹、油污等雜質(zhì)。

2）焊接前對(duì)軸頭區(qū)域進(jìn)行預(yù)熱300~350℃。充分預(yù)熱1小時(shí)，有效的減慢焊縫及熱影響區(qū)的冷卻速度，加速焊接區(qū)氫的逸出。

3）打底焊接采用Ф3.2直徑的奧氏體不銹鋼焊條A507，焊前烘干250~300℃。采用直流反接，焊接電流90~110 A，電壓20~25 V，焊接時(shí)候采用單道焊，不需擺動(dòng)。

4）填充和蓋面焊接采用80%CO2+20%Ar氣體保護(hù)焊。電流230~280 A，電壓28~38 V，層間溫度控制在300℃。采用多層多道焊，每層焊道厚度要盡可能的薄。焊道與焊道之間過(guò)渡應(yīng)平緩。焊道的引弧、收弧處錯(cuò)開(kāi)30 mm以上。

5）焊后立即進(jìn)行退火處理600~650℃，時(shí)間4小時(shí)。通過(guò)及時(shí)的退火處理可以避免42CrMo在焊后冷卻的時(shí)候，在熱影響區(qū)產(chǎn)生溶氫能力極差的馬氏體。防止在熱影響區(qū)聚集成“富氫”帶，從而形成氫致冷裂紋。

2.3 焊接工藝驗(yàn)證

按以上方案制作工藝試塊，并進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下。

表342CrMo與Q345B 焊接接頭拉伸試驗(yàn)結(jié)果

試樣編號(hào) σs / MPa σb / MPa 斷裂位置

1 345 510 母材（Q345B側(cè)）

2 350 518 母材（Q345B側(cè)）

表442CrMo與Q345B焊接接頭橫向側(cè)彎試驗(yàn)結(jié)果

試樣編號(hào) 試驗(yàn)類(lèi)型 試驗(yàn)結(jié)果

3 橫向側(cè)彎，180° 無(wú)裂紋，合格

4 橫向側(cè)彎，180° 無(wú)裂紋，合格

5 橫向側(cè)彎，180° 無(wú)裂紋，合格

6 橫向側(cè)彎，180° 無(wú)裂紋，合格

檢測(cè)結(jié)果表明，焊縫的抗拉強(qiáng)度高于力學(xué)性能較低的Q345B母材。彎曲試樣在彎曲180°的情況下均為合格。這說(shuō)明焊縫質(zhì)量可靠，擬定的焊接工藝合理有效。

2.4 實(shí)際應(yīng)用

按上述工藝制作的提升柱，焊接完24小時(shí)后進(jìn)行表面100%磁粉探傷，未發(fā)現(xiàn)焊縫表面有裂紋、氣孔等缺陷；采用超聲波100%探傷，焊縫符合GB/T11345-1989 標(biāo)準(zhǔn)的Ⅱ級(jí)要求。得到了西馬克公司的認(rèn)可。

3結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于42CrMo與Q345B的焊接， 通過(guò)填充高韌性的A506焊條和高強(qiáng)度ER55-6焊絲，可有效的降低了焊縫金屬的氫致裂紋敏感性，確保了焊縫的強(qiáng)度。通過(guò)采取焊前預(yù)熱、焊后及時(shí)熱處理的方法，加速了焊接區(qū)域氫的逸出，有效的避免了焊接區(qū)域的硬化、脆化及冷裂紋等問(wèn)題。通過(guò)以上的相關(guān)措施使得整個(gè)焊接區(qū)域的缺陷得到有效的控制。從而獲得了力學(xué)性能優(yōu)良的焊接接頭。

參考文獻(xiàn)

[1]陳祝年.焊接工程師手冊(cè)（第2版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009：927-999.

[2]王晉生，王玉梅.45鋼與42CrMo合金鋼焊接工藝[J].大型鑄鍛件，2008（4）：1-5.

[3]張金庫(kù)，張偉強(qiáng)，王大偉，等.42CrMo鋼與16Mn鋼焊接工藝研究[J].

[4]寧志敏.異種鋼焊縫中熔合區(qū)裂紋的防止[J].焊接技術(shù)，2000（4）：14-16.

[5]惠玲，王翠翠.35CrMo合金鋼調(diào)整套本體焊縫裂紋原因分析及解決措施[J].現(xiàn)代焊接，2012（1）：50-52.

endprint

摘要對(duì)Q345B與42CrMo合金鋼的焊接性能進(jìn)行了研究分析。以中間罐小車(chē)提升部件為例，進(jìn)行了Q345B與42CrMo的焊接性研究及試驗(yàn)，并制訂了合理的焊接工藝措施。采用A506打底，ER55-6填充的組合焊接方法，配合合理的工藝方法及工藝參數(shù)，獲得了性能優(yōu)良的焊接接頭

關(guān)鍵詞42CrMo；焊接性；焊接裂紋；焊接工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：TG441 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）12-0026-02

本公司為SMS DEMAG公司生產(chǎn)的中間罐小車(chē)提升柱部件，結(jié)構(gòu)圖如下。軸頭材料為調(diào)質(zhì)后的42CrMo合金鋼，筒身材料為Q345B。該部件的工作環(huán)境溫度較高，并且需要承受較大的沖擊載荷，軸頭需要承受交變應(yīng)力。焊縫需符合GB/T11345-1989標(biāo)準(zhǔn)的Ⅱ級(jí)要求，因此合理地選擇焊接材料及焊接工藝是保證焊縫具有優(yōu)良力學(xué)性能的關(guān)鍵。

1母材的焊接性能分析

1.1 Q345B的焊接性分析

表1Q345B的化學(xué)成分（%）

C Si Mn S P V Nb Ti Al

0.15 0.32 1.48 0.011 0.003 0.02~0.15 0.015~0.060 0.02~0.20 0.032

Q345B碳當(dāng)量Ce=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15=0.49＞0.45

經(jīng)計(jì)算合金鋼Q345B具有一定的淬硬傾向，在焊接需要前對(duì)工件進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，即可可有效地防止了裂紋的產(chǎn)生。因此在工藝制定時(shí)應(yīng)主要考慮中碳調(diào)質(zhì)鋼42CrMo的焊接工藝。

1.2 42CrMo的焊接性分析

42CrMo碳當(dāng)量Ce=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15=0.9117

42CrMo熱裂紋敏感系數(shù)Hcs=C*（S+P+Si/25+Ni/100）*1000/（3Mn+Cr+Mo+V）=9.56

42CrMo中的合金元素含量高，焊道在凝固結(jié)晶的時(shí)候，結(jié)晶溫度區(qū)間跨度大，偏析傾向嚴(yán)重，容易在焊縫金屬中形成熱裂紋。結(jié)合計(jì)算的42CrMo熱裂紋敏感系數(shù)Hcs=9.56，得出結(jié)論42CrMo具有較強(qiáng)的熱裂紋傾向。

42CrMo鋼的Ms點(diǎn)低，在母材的熱影響區(qū)易產(chǎn)生淬硬組織，并且工件愈厚，淬硬傾向愈大，在工件冷卻過(guò)程中淬硬區(qū)易產(chǎn)生冷裂紋。結(jié)合計(jì)算的42CrMo的碳當(dāng)量=0.9，得出結(jié)論42CrMo具有較強(qiáng)的冷裂紋傾向。

42CrMo與Q345B的焊接處為坡口較大的環(huán)焊縫，兩種材料的線膨脹系數(shù)也不同，造成焊縫拘束度較高，焊接后焊縫中存在較高的殘余應(yīng)力。這樣就容易在焊根、焊趾等應(yīng)力集中區(qū)域形成缺陷。

由此推斷，調(diào)質(zhì)鋼42CrMo在焊接時(shí)易產(chǎn)生熱裂紋和冷裂紋等缺陷，在制定焊接工藝的時(shí)候要特別注意避免產(chǎn)生這些缺陷。

242CrMo和Q345B 焊接工藝的制定

根據(jù)上述兩種母材的焊接性分析，42CrMo具有高淬硬傾向，焊接冷、熱裂傾向嚴(yán)重。并且Ms較低，焊接時(shí)較易形成含碳量高、硬度大的馬氏體組織，導(dǎo)致過(guò)熱區(qū)出現(xiàn)脆化現(xiàn)象。而Q345B綜合力學(xué)性能良好，塑性和焊接性良好?；谝陨戏治觯x材的原則如下：所選焊接材料的焊接性應(yīng)以滿足42CrMo的焊接為主，焊接材料的強(qiáng)度高于Q345B的強(qiáng)度即可。

2.1 焊接方法及材料的選擇

提升柱筒身內(nèi)部空間狹小，坡口為雙面坡口，為保證筒身內(nèi)部的焊縫根部能夠焊透，減小近縫區(qū)的應(yīng)力集中。對(duì)打底焊道采用奧氏體不銹鋼焊條A507進(jìn)行焊接，保證焊縫根部形成塑性及韌性較好的奧氏體焊縫組織。中間填充及蓋面焊縫采用ф1.2的ER55-G焊絲，形成韌性較強(qiáng)的，抗冷裂型較好的焊縫組織。

2.2 工藝方案的制定

1）焊接前清除焊接區(qū)的水、銹、油污等雜質(zhì)。

2）焊接前對(duì)軸頭區(qū)域進(jìn)行預(yù)熱300~350℃。充分預(yù)熱1小時(shí)，有效的減慢焊縫及熱影響區(qū)的冷卻速度，加速焊接區(qū)氫的逸出。

3）打底焊接采用Ф3.2直徑的奧氏體不銹鋼焊條A507，焊前烘干250~300℃。采用直流反接，焊接電流90~110 A，電壓20~25 V，焊接時(shí)候采用單道焊，不需擺動(dòng)。

4）填充和蓋面焊接采用80%CO2+20%Ar氣體保護(hù)焊。電流230~280 A，電壓28~38 V，層間溫度控制在300℃。采用多層多道焊，每層焊道厚度要盡可能的薄。焊道與焊道之間過(guò)渡應(yīng)平緩。焊道的引弧、收弧處錯(cuò)開(kāi)30 mm以上。

5）焊后立即進(jìn)行退火處理600~650℃，時(shí)間4小時(shí)。通過(guò)及時(shí)的退火處理可以避免42CrMo在焊后冷卻的時(shí)候，在熱影響區(qū)產(chǎn)生溶氫能力極差的馬氏體。防止在熱影響區(qū)聚集成“富氫”帶，從而形成氫致冷裂紋。

2.3 焊接工藝驗(yàn)證

按以上方案制作工藝試塊，并進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下。

表342CrMo與Q345B 焊接接頭拉伸試驗(yàn)結(jié)果

試樣編號(hào) σs / MPa σb / MPa 斷裂位置

1 345 510 母材（Q345B側(cè)）

2 350 518 母材（Q345B側(cè)）

表442CrMo與Q345B焊接接頭橫向側(cè)彎試驗(yàn)結(jié)果

試樣編號(hào) 試驗(yàn)類(lèi)型 試驗(yàn)結(jié)果

3 橫向側(cè)彎，180° 無(wú)裂紋，合格

4 橫向側(cè)彎，180° 無(wú)裂紋，合格

5 橫向側(cè)彎，180° 無(wú)裂紋，合格

6 橫向側(cè)彎，180° 無(wú)裂紋，合格

檢測(cè)結(jié)果表明，焊縫的抗拉強(qiáng)度高于力學(xué)性能較低的Q345B母材。彎曲試樣在彎曲180°的情況下均為合格。這說(shuō)明焊縫質(zhì)量可靠，擬定的焊接工藝合理有效。

2.4 實(shí)際應(yīng)用

按上述工藝制作的提升柱，焊接完24小時(shí)后進(jìn)行表面100%磁粉探傷，未發(fā)現(xiàn)焊縫表面有裂紋、氣孔等缺陷；采用超聲波100%探傷，焊縫符合GB/T11345-1989 標(biāo)準(zhǔn)的Ⅱ級(jí)要求。得到了西馬克公司的認(rèn)可。

3結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于42CrMo與Q345B的焊接， 通過(guò)填充高韌性的A506焊條和高強(qiáng)度ER55-6焊絲，可有效的降低了焊縫金屬的氫致裂紋敏感性，確保了焊縫的強(qiáng)度。通過(guò)采取焊前預(yù)熱、焊后及時(shí)熱處理的方法，加速了焊接區(qū)域氫的逸出，有效的避免了焊接區(qū)域的硬化、脆化及冷裂紋等問(wèn)題。通過(guò)以上的相關(guān)措施使得整個(gè)焊接區(qū)域的缺陷得到有效的控制。從而獲得了力學(xué)性能優(yōu)良的焊接接頭。

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