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30CrMnSi壳体的手工电弧焊接

发布时间: 2008-10-21 00:00:00

彭昌永

  30CrMnSi

钢碳当量较高,约为0.66,淬硬倾向大,焊接接头的冷裂敏感性大,在工艺上要制定合适的预热、后热以及焊后热处理规范,以实现对30CrMnSi钢的等强度焊接。由于产品的特殊结构所要求,内外壳体精加工后,组焊是在调质状态下焊接,焊后不再热处理,焊接时应采取措施,防止冷裂、热影响区脆化、软化的问题。

  针对壳体的筒子对接结构,对正火状态锻件用手工电弧焊作工艺试验。选用直流焊机,采用反接法,焊条选用

J107Cr,焊前经350℃~400℃烘培1h,然后150℃保温随取随用;在保证焊接过程稳定的情况下,控制线能量在下限;焊前工件预热300℃,层间温度保持在200℃;焊后置预热炉缓冷再调质HRC2734

  经

X射线探伤未发现裂纹、夹渣等缺陷,焊缝达二级合格水平。制备板状焊接接头拉伸试样,测试结果见表1。焊后调质时的拉伸试样断于母材,经焊前调质的拉伸试样断于焊缝、热影响区。试板焊前经调质HRC2734,采用与上述基本相同的焊接工艺。而焊后不再热处理,制备板状焊接接头拉伸试样,对应的s b值为表1中括号内数值。

1 焊后与焊前调质的接头强度测试结果

序号

1

2

3

4

5

母材

σ

b
/ MPa

1030(1050)

1030(1020)

1010(1040)

1000

1010

1100(1030)

  经金相分析,接头热影响区组织为魏氏组织+少量马氏体,焊缝区组织为铁素体+珠光体,靠近基体的热影响区组织为铁素体 +少量魏氏体。由此分析,接头热影响区有脆化和软化的现象,有过热区晶粒粗大、冲击韧性低的魏氏体组织和脆硬的马氏体。

  由此可以得出结论:

30CrMnSi钢,在锻件正火态下焊接,只要焊接过程中采取有效的措施,可以防止焊缝开裂,焊后经调质,焊接接头强度与母材基本相等。30CrMnSi钢在调质状态下焊接,焊后不再热处理,焊接接头热影响区有一定软化、脆化的现象是难以避免的,但焊接时可采取合适的预热、缓冷、控制热输入量等措施减弱这种趋势,并防止开裂。

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