35CrMnSiA焊接工艺

35CrMnSiA的焊接1234456735CrMnSiA的特性应用化学成分力学性能焊接性分析焊接工艺检验一35CrMnSiA的特性35CrMnSiA是低合金超高强度钢，热处理后具有良好的综合力学性能，高强度，足够的韧性，淬透性、焊接性（焊前预热）、加工成形性均较好，但耐蚀性和抗氧化性能低，一般是低温回火或等温淬火后使用。高强度调质结构钢，具有很高的强度和韧性，淬透性较高，冷变形塑性中等，切削加工性能良好。有回火脆性倾向，横向的冲击韧度差。焊接性能较好，但厚度大于3mm时，应先预热到150℃，焊后需热处理。一般调质后使用35CrMnSiA用于制造中速、重载、高强度、高韧性的零件及高强度构件。多用于制造高负荷、高速的各种重要零件，如齿轮、轴、离合器、链轮、砂轮轴、轴套、螺栓、螺母等，也用于制造耐磨、工作温度不高的零件，变载荷的焊接构件，如高压鼓风机的叶片、阀板以及非腐蚀性管道管子二应用三化学成分碳C：0.32～0.39硅Si：1.10～1.40锰Mn：0.80～1.10硫S：允许残余含量≤0.025磷P：允许残余含量≤0.025铬Cr：1.10～1.40镍Ni：允许残余含量≤0.030铜Cu：允许残余含量≤0.025[2]四力学性能抗拉强度σb(MPa)：≥1620(165)屈服强度σs(MPa)：≥1275(130)伸长率δ5(%)：≥9断面收缩率ψ(%)：≥40冲击功Akv(J)：≥31冲击韧性值αkv(J/cm²)：≥39(4)硬度：≤241HB五焊接性分析35CrMnSiA钢是一种典型的Cr-Mn-Si系中碳调制钢，钢种碳含量较高，也属于热处理强化钢。它的淬硬性比低碳钢高的多，具有很高的硬度和强度，但韧性相对较低，给焊接带来很大的困难。35CrMnSiA焊接过程中存在的问题主要是：热裂纹冷裂纹热影响区的软化和脆化问题等1碳当量碳钢及合金结构钢的碳当量经验公式：碳当量越高冷裂敏感性越大评定焊接热裂纹倾向的碳当量公式：2焊缝中的热裂纹35CrMnSiA含碳量及合金元素含量都较高，因此液-固相区间较大，偏析严重，这就促使具有较大的热裂纹倾向。防治措施：1）尽量选用含碳量低的，含S、P杂质少的填充材料2）在焊接工艺上应注意保证填满弧坑和良好的焊缝成形、根据图形可知碳当量越高冷裂敏感性越大。35CrMnSiA碳当量CE=0.76容易产生冷裂纹3冷裂纹产生原因：1）含碳量较高，2）合金元素较多3）淬火倾向大，Ms点较低，低温下马氏体难以产生自回火效应防治措施：1）降低含H量2）焊前预热3）焊后进行及时回火处理4过热区的脆化由于含碳量较高和合金元素较多，有相当大的淬硬性，因而在焊接热影响区的过热区内很容易产生脆硬的高碳马氏体。冷却速度越大，生成的高碳马氏体越多，脆化越严重。防治措施：1）采用小的线能量2）采取预热后热缓冷等措施5热影响区的软化这类钢经常退火状态下进行焊接，焊后要经过调制处理，因而在热影响区容易出现软化问题。防止措施：1）加快加热和冷却的速度减少受热时间2）采用较集中的焊接热源六焊接工艺35CrMnSiA需要热量集中，高能量的焊接方法，减小热影响区，在科研和生活中，需要高能热量集中的焊接方法焊接的构件，普便采用钨极氩弧焊，等离子弧焊，激光等焊接方法，经过分析结合实际结构以及不同焊接方法的特点，通过相关资料分析，确定使用钨极氩弧焊的焊接方法，因为等离子弧焊接焊枪结构比较大，厚件大坡口，焊枪很难达到坡口的根部，受到结构的限制，认为不合适，激光焊设备比较昂贵，在焊接研究阶段不具备条件。1焊接方法：钨极氩弧焊优点：（1）能够实现高品质的焊接，得到优良的焊缝。由于惰性气体对熔池的保护，能有效地排除N,H,O对焊接的影响。（2）电极不熔化，能保持恒定的电弧长度，不变的焊接电流，稳定的焊接过程，使焊缝美观，平滑，均匀。（3）可填丝，亦可不填丝，适于焊接薄板，亦适于焊接稍后的中板。（4）焊接电流较小，热量比较集中。2焊接材料焊丝：HS-80φ1.2mm，H30CrMnSiAφ1.6mmHS-80用于封底焊接（为解决坡口根部焊接裂纹，使用强度低的焊丝).H30CrMnSiA焊接及盖面焊接（增强焊缝强度，采用等强匹配原则，使用强度高的焊丝）焊前清理焊丝表面的油污，铁锈等污物.3焊前准备先用中性金属清洗剂整体清洗工件内外表面，清洗干净后立即去掉水分，再用酒精擦拭坡口及其两侧大于100mm内外表面，必须清除一切污物。4焊前预热对坡口进行230～250℃进行预热处理,预热应均匀和缓冷,严格控制层间温度.5坡口形式TIG最常见的应用是板材焊接当焊接厚度为3mm以下时，一般不需加工坡口和填充焊丝。焊接6mm以上的厚板时通常需要开坡口并填充焊丝。本次焊接板厚16mm所以采用V形坡口，尺寸如图：6工艺参数1）预热温度230～250，保温时间不低于2小时。2）装配：在装配夹具上直接定位焊，保证焊件转动灵活，另外，还可避免人为造成的误差及焊件太热伤害操作者。3）钨极直径φ4.0mm，钨极端部磨成锥台形，钨极伸长长度4～8mm，喷嘴到工件距离4～6mm。4)焊接工艺参数如下图层数焊接电流（A）焊接电压（V）焊接速度（cm/min）送丝速度（cm/min）气体流量（L/min）极性一层130～17016～1810～1380～1208～16直流正接二层150～24012～1412～14140～26020～22直流正接三层240～30013～1512～14100～28020～22直流正接7焊后热处理焊后进行不同的热处理，可以分别起到消除扩散氢、降低和消除残余应力、改善组织或降低硬度等作用。焊后常用的热处理制度有消氢处理、消除应力退火、正火和淬火（或淬火+回火）35CrMnSiA钢材料在焊接以后，其焊接接头会出现淬硬组织，使材料的机械性能变坏。此外，这种淬硬组织在焊接应力及氢的作用下，可能导致接头的破坏。如果经过热处理以后，接头的金相组织得到改善，提高了焊接接头的塑性、韧性，从而改善了焊接接头的综合机械性能。常用的方法有两种：一是整体高温回火，即把焊件整体放入加热炉内，缓慢加热到一定温度，然后保温一段时间，最后在空气中或炉内冷却。用这种方法可以消除80%-90%的焊接应力。另一种方法是局部高温回火，即只对焊缝及其附近区域进行加热，然后缓慢冷却，降低焊接应力的峰值，使应力分布比较平缓，起到部分消除焊接应力的目的。七检验1）外观检验抽检20%。焊后检查正、背面焊缝成形情况，是否有未熔合、咬边、表面裂纹及气孔等现象。2）X光探伤检查抽检50%。焊缝用X光探伤检查，检查是否有裂纹等缺陷。八结论35CrMnSiA材料TIG焊接技术成熟，能保证单面焊接双面成型技术要求。同时，相比设备简单，价格便宜，应用广泛。对焊工的操作熟练程度要求较低，质量稳定是一种值得推广的先进焊接工艺。焊接工艺卡产品名称：400产品图号：362-5-7G-21接头简图焊接工艺过程焊接工艺卡编号WPS-051、清理：对坡口及其周围100mm范围内进行严格的清理打磨，除油除锈至见金属光泽。接头型式对接2、装配定位焊：采用TIG焊，焊丝为HS-80φ1.2mm、H30CrMnAφ1.6mm。预留间隙0.5±0.5mm接头编号B43、焊接：焊接TIG焊，焊接的过程中严格遵守焊接工艺卡中的焊接参数。评定编号PQR-1/Ⅰ-F/B-014、修磨焊缝，焊工进行自检后，打焊工钢印号。焊工持证项目SMAW—Ⅰ—1G5、检验员进行焊缝外观检验。焊接材料型号规格(mm)烘干温度(℃)保温时间(h)焊件材料及规格牌号35CrMnSiA与35CrMnSiA相焊备注HS-80Φ1.22502规格1616H30CrMnSiAΦ1.62502焊接工艺参数层次焊接方法焊材规格(mm)电源极性焊接电流(A)焊接电压（V）焊接速度(cm/min)气体成分气体流量(L/min)其它1TIGHS-80Φ1.2直流正接130~17016～1810～13Ar8～16/2TIGH30CrMnSiAΦ1.6直流正接150~24012～1412～14Ar20～223TIGH30CrMnSiAΦ1.6直流正接240~30013～1512～14Ar20～22焊接位置平施焊技术采用TIG焊。焊接参数见上表预热温度(℃)230～250层间温度(℃)≥200后热焊后热处理℃680检验要求√外观检查20%√射线探伤50%□超声波20%□渗透探伤%□磁粉探伤%编制日期审核日期谢谢