異種鋼的焊接

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1、異種鋼的焊接摘要：異種鋼的焊接一直是焊接工藝中的一個(gè)難點(diǎn)。如何在特殊環(huán)境下進(jìn)行異種鋼的焊接，保證焊接質(zhì)量，避免焊接缺陷。并制定一個(gè)切實(shí)可行的焊接工藝過程。關(guān)鍵詞：焊接；異種鋼；低溫環(huán)境；層間裂縫一、前言我工段在維護(hù)5#高爐工作中，面對(duì)大量的焊接工作。特別在冬季焊接時(shí)，如焊接水渣耐磨管道、焊接爐頂導(dǎo)出管、焊接異種鋼……困難重重，且作業(yè)條件極為惡劣，焊接時(shí)很容易產(chǎn)生裂紋，對(duì)于這些方面的問題，我在這里主要闡述一下焊接異種鋼的完成過程。在承接履帶支撐架的結(jié)構(gòu)件任務(wù)時(shí)，由于受到外界環(huán)境的影響，并且又受到原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)材料的限制，經(jīng)過技術(shù)科室人員及工藝室人員的決定，該支撐架由30mm厚

2、的16Mn鋼板焊接成箱型主梁再與45#鋼軸套（外徑φ270mm，內(nèi)徑φ240mm）相連接。由于兩種材料6的物理性能上有一定的差異，又是在冬季低溫下焊接，焊接時(shí)必須采取一定的工藝措施，才能獲得良好的焊接效果，因此在焊接時(shí)我們采用了切實(shí)可行的焊接方法，選用了合適的焊接材料以及選擇了合理的工藝參數(shù)，成功的完成了履帶支撐架的焊接任務(wù)。一、16Mn和45#鋼焊接的焊接性分析由于16Mn鋼屬于低合金鋼，焊接性能是典型的結(jié)構(gòu)鋼，所以若在常溫氣候焊接時(shí)不必嚴(yán)格工藝。但在冬季低溫條件下焊接時(shí)就不得不考慮焊前預(yù)熱。隨著鋼種強(qiáng)度等級(jí)的提高，焊接性相對(duì)會(huì)下降，而45#鋼本身焊接性能較差，而且又

3、是在冬季低溫（—20℃）以下，室外溫度進(jìn)行焊接，不采取一定的工藝措施是不可以直接進(jìn)行焊接操作的。如坡口加工利用氧——乙炔焰切割，所得到的坡口不如機(jī)械加工所形成的坡口規(guī)范，容易在低溫環(huán)境下產(chǎn)生裂紋，為減少焊接應(yīng)力和防止裂紋的產(chǎn)生，在焊接前必須經(jīng)過特殊的工藝措施和工藝處理。低合金鋼是在碳鋼的基礎(chǔ)上加入少量或微量的合金元素（合金元素是質(zhì)量系數(shù)不超過3%）使碳鋼的組織發(fā)生變化，從而獲得較高的屈服強(qiáng)度和較好的沖擊韌度。隨著鋼中合金元素的增加，低合金鋼的強(qiáng)度等級(jí)逐步提高，碳當(dāng)量隨之增加，因此鋼的淬性增加，焊接性變差。16Mn鋼的焊接近似于低碳鋼，因此16Mn鋼和45#鋼焊接時(shí)的焊接

4、性僅取決于45#鋼本身的焊接性。對(duì)于這兩種同類異種鋼焊接時(shí)的焊前準(zhǔn)備，焊接工藝和焊后熱處理等工藝措施，根據(jù)45#鋼來(lái)擬定。堆層焊接時(shí)的焊道厚度約在每道5~66mm之間進(jìn)行多層窄道焊接，選用小工藝參數(shù)，短弧，逆向快速擺動(dòng)運(yùn)條，提高焊道與母材的親和力。焊接時(shí)焊條不做過大的橫向擺動(dòng)，收弧，避免收弧裂紋。每次焊道長(zhǎng)度不宜超過150mm，且熄弧后，立即錘擊焊道，待冷卻到不燙手時(shí)，再進(jìn)行下一道焊接。為加快焊接速度，可由一人交錯(cuò)焊接，其他人錘擊。一、焊接試驗(yàn)在進(jìn)行正式焊接前，首先選用兩塊長(zhǎng)X寬X厚為500mmX300mmX40mm的16Mn鋼和45#鋼板進(jìn)行異種鋼焊接試驗(yàn)，焊接試驗(yàn)的

5、工藝措施及參數(shù)見表：表焊接試驗(yàn)的工藝措施及參數(shù)焊接設(shè)備焊接直徑/mm焊接電流/A坡口形式坡口角度/°弧焊整流器4110V型90預(yù)熱形式工藝措施焊條牌號(hào)緩冷材料氧——乙炔焰焊焊前預(yù)熱焊后緩冷E5016隔熱板二、焊接檢驗(yàn)焊后24小時(shí)對(duì)焊縫進(jìn)行外觀檢查，未發(fā)現(xiàn)裂紋、氣孔、夾渣等缺陷（用手工放大鏡觀測(cè)）無(wú)焊接缺陷，得到滿意的堆焊效果，證實(shí)工藝性能良好，簡(jiǎn)單易行，進(jìn)一步證明此方案可行。6依照同類異種鋼結(jié)構(gòu)件焊接金屬的強(qiáng)度不低于構(gòu)建中強(qiáng)度較低的材料強(qiáng)度的原則，認(rèn)為焊接試驗(yàn)是成功的，此試件的焊接工藝可以用于生產(chǎn)。但由于零部件尺寸小，在結(jié)合實(shí)際情況對(duì)工藝還要進(jìn)一步細(xì)化。一、焊接實(shí)施采用

6、焊條電弧焊的焊接方法，該方法靈活方便，不受工件形狀及焊接位置的限制，容易控制，使密合比較小。首先清除待焊構(gòu)件表面上的水銹，油污等雜質(zhì)。用手工角磨機(jī)磨平氣割后留下的焊紋，使之焊接處露出金屬光澤。1.16Mn母材一側(cè)的焊接為了避免裂紋的產(chǎn)生，減小焊縫中脆性層的寬度，抑制熔合區(qū)中碳的擴(kuò)散，將熔合比控制在30%以下。焊接工藝參數(shù)對(duì)熔合比有直接影響，熱輸入越大，母材熔入焊縫越多。而熱輸入又取決于焊接電流，電弧電壓和焊接速度等參數(shù)。根據(jù)這一原則，焊接前對(duì)待焊部位進(jìn)行預(yù)熱，應(yīng)用屏風(fēng)及塑料搭建臨時(shí)擋風(fēng)墻，其目的是使焊件在所需要的溫度下進(jìn)行焊接，有利于焊縫緩冷，避免裂紋產(chǎn)生。焊接電流應(yīng)盡

7、量小，施焊時(shí)采用多道焊，每道焊完后，應(yīng)徹底清理焊渣，檢查焊道不得有任何缺陷，應(yīng)保證道間溫度不低于或高于預(yù)熱溫度，再施焊下一道。由于焊接時(shí)采用了小工藝參數(shù)，施焊部位自然形成坡口較大，操作時(shí)沿直線快速運(yùn)條，不做過大橫擺動(dòng)，角焊焊縫的焊角不宜過大。焊后應(yīng)進(jìn)行回火處理，以改善焊縫性能。2.軸套一側(cè)的焊接6因?yàn)檩S套為45#鋼，母材碳當(dāng)量較高，焊接性差，45#鋼焊條電弧焊特點(diǎn)：1)母材近縫區(qū)容易產(chǎn)生低塑性的淬硬組織W(c)愈高，軸壁越厚，這樣淬硬傾向也愈大，焊條選用不當(dāng)，則以產(chǎn)生裂紋。2)由于母材熔化到第一層焊縫金屬中的比列一般情況下為30%左右，所