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铸钢件焊接铸钢件的工程性能.doc

上传人:yjrm16270 文档编号:7236860 上传时间:2019-05-10 格式:DOC 页数:5 大小:36KB
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资源描述

1、铸钢件焊接铸钢件的工程性能耐磨性 铸钢的耐磨性与类似成分和形态的锻钢相似。 耐腐蚀性能 铸钢的耐腐蚀性能与相当成分的锻钢相似。已公布的各种状态下的锻造碳钢和低合金钢的耐腐蚀性能数据都可用于铸钢。 耐热性能 当温度高于 480-540时,碳钢和低合金钢氧化迅速,形成的氧化皮不能保护氧化皮下面的金属不进一步氧化。 如果这些钢长期被直于这样的高温下,它们就会被逐渐变成氧化物。为了有效抗击高温下的氧化现象,必须使用高合金钢。 可机加工性 对铸钢件进行广泛的车削和钻削试验表明,只要强度、硬度和显微组织相当,不同熔炼工艺生产的钢,其可机加工性没什么重大的区别,而且锻钢和铸钢间的可机加工性也没什么重大区别。

2、砂型铸件表面或表皮常常迅速磨损切削刀具,这可能是因为摩擦材料粘附在铸件上造成的。所以,第一次切削时,进刀应足够深,以便能切到表皮以下,或者是切削速度可以降低至母材金属推荐切削速度的 50%。 显微组织对铸钢可机加工性有相当大的影响。通过正火、调质或退火,有时可使铸钢件可机加工性提高 100%。 焊接性能 铸钢件的焊接性能与同样成分的锻钢相似,焊接铸钢件考虑的因素与锻钢件相同。使用小焊条焊接大断面时会产生剧烈的淬火效应,这种效应会在紧邻焊缝的金属母材金属(在热影响区)上形成马氏体。这种效应甚至在低碳钢上也会发生,它会使热影响区的延展性减少。最大含碳量为 0.2,含锰量为 0.5 的铸钢, 这种效

3、应通常要小一些。但是,很重要的一点是所有碳钢( 含碳量在 0.20%以上)和空冷淬硬钢,在用标准推荐温度焊接之前,必须预热,保持适当的层间温度,然后,焊接以后进行热处理,以使其产生足够的延展性。为了防止碳钢和低合金钢产生裂纹,焊珠的硬度不应超过 HV350,焊接后只产生压应力的那些地方除外。对于限制条件比较苛刻的那些形状而言,这一数值可能还不够低。 所有铸件,在焊接后,基本上都进行消除应力的处理,甚至在把铸钢件焊接到锻钢上这样的复合制作工艺也是如此。 工业界对易焊铸钢件规定的成分方面的最大限制是 0.35 碳,0.70 锰,0.30 铬,0.25 钼(最大)加钨 ,按照铸钢行业广泛使用的消除应

4、力处理的情况,不理想元素的总量为 1.00%.碳含量每比规定的最大含量少 0.01%时,多数技术规范都允许锰含量比规定的最大含锰量可增加 0.04%,最后可增加至 1.00%(ASTM A27, A216, A217, A352, A487, A643 以及 A757。有关焊缝质量的控制规范是 ASTME164 和 E390。 许多焊缝之所以发生破断,其原因并不在焊缝本身,而在紧邻焊缝的区域。在焊缝形成时,这一区域瞬时被加热至熔化温度。距焊缝距离越远,温度越低。这种加热引起材料结构方面的变化,同时使邻近焊缝熔敷金属的区域变得硬而脆,因而使这一部分的韧性下降,在冷却过程中和冷却以后常常发生开裂现

5、象。除碳以外的某些其它合金元素,如镍、钼和铬,同样也会使母材产生空气硬化。正是因为这些原因,所采用的合金元素数量必须有一定的限制,除非采取一些特殊措施,如使用材料预热到 150-315。对焊接铸件进行焊后热处理,或者在 650-675的温度使焊接铸件加热一定时间,可以消除热影响区的硬度。这样的处理亦可消除焊接件里的应力。 采用电弧焊焊接铸钢件时,一般最好使用优质厚药皮焊条(AWS E7018 型),粒状焊剂或 CO2 保护气氛。这些焊药里很少或根本没有可燃材料。矿物药皮常常用来使氢吸收控制在最低水平上,因而可以限制焊道下的裂纹。焊道数量及焊接条件的选择与锻钢的焊接实践类似。 铸件焊缝可以采用

6、或 x 射线法进行射线探伤,以便确定焊接部分的均匀性程度。最通常的缺陷是未焊透、夹渣和气泡。在探测表面裂纹和近表面裂纹方面,磁粉探伤已是非常有用的方法。 就机械性能而言,将铸钢与锻钢联结起来的焊缝,同将锻钢与锻钢联结起来的焊缝相比,是一样的。通过焊缝加工制成的多数拉伸试样将在焊缝外面,在热影响区发生断裂。这并不意味着焊缝比铸件的基本金属强度更高一些。为了防止在热影响区产生脆性,需要有严加控制的焊接技术和消除应力处理。 相关标签: 铸钢件焊接 看你是什么材质的铸钢件,如果是 GS20Mn5,和 A3 板对接,我们用的是 J507,E5015使用 JM-56(ER50-6)就可以了重型铸钢件的焊接

7、修复赵颖陕西省西安市号信箱室()摘要研究了铸铜件(粉碎 头)产生裂纹、夹砂、气孔等缺陷的原因并提出修复方案,进行了最佳工艺参数选择试验结果表 明:补焊后的焊缝和母材具有同等性能关键词重型铸钢件,裂纹,修复铸钢件在生产过程中由于 各种原因,往往会出现裂纹、夹砂、气孔等缺陷,给铸件造成致命的破坏而报废。采用补焊的方法 往往可以使之得到修复,并且能达到产品的各项性能要求。粉碎头是本厂为美国公司生 产的产品,其材质美国牌号为:,级,国内与之相近牌号为 。本文在研究了粉碎头的化学成分、机械性能及缺陷产生原因的基础上,采用“ 小铁研”抗裂试验,为该类钢的补焊提供了依据。试验材料和试验方法试验材料基本材料

8、为厚的板,其机械性能(调质)为 , , 。试验方法试板尺寸如图所示。采用 手工焊,焊条焊接工艺规范参数为:焊接电流,焊接电源直流反接,焊接 速度:打底焊,其余各层,焊接顺序见图 。接头性能试验及结果焊后经退火处理,试样加工成 圆棒,做机械性 能试验,结果为:, ,面弯 无裂纹,焊缝硬度,母材硬度。钻孔取样 化学分析结果:, ,其余。金相组织分析结果为:焊缝:块状铁素体十奥氏体分解产物;热影响 区:块状铁素体十回火索氏体十少量针状铁素体;母材:铁素体十回火索氏体:宏观检查结果:焊 接及热影响区未发现裂纹、未熔合、夹渣、气孔等缺陷。讨论分析由于本厂第一批粉碎头采用了 焊条焊接,该焊条成分中含有铬,

9、导致焊缝变硬(含有碳化铬) ,有一部分粉碎头焊后局 部产生了裂纹,质量达不到外商要求,外商在进行返修后,将返修费用从货款中扣回,使本厂蒙受 了巨大损失。第二批粉碎头由笔者负责补焊工艺工作,对该钢种可焊性进行了分析,并预先计算了 焊接工艺参数,规定了严格的操作程序。可焊性分析根据国际焊接学会()推荐的碳 当量计算公式计算出的碳当量为:(下限), (上限),取其平均值为(平均)。由此可知该 钢属于高淬硬倾向的钢种,而粉碎头最小壁厚大于,属于大厚板三维应力状态,焊后拘束 应力很大。因此,可焊性很差,在补焊过程中必须采取焊前预热,焊后 消除应力的措施。焊接材料的选择铸钢件补焊区及热影响区的组织及性能在

10、很大程度上取决 于焊接材料。为了保证焊缝的力学性能与母材匹配,焊缝成分力求与母材相近,但为了防止焊缝有 较大的热裂倾向,焊缝含碳量应比母材稍低一些。参阅有关资料后,决定采用手工电弧焊工艺方法 ,选用 高韧超低氢焊条。该焊条熔敷金属的化学成分和机械性能为: , ,: , ,。扩散氢在熔敷金属中易产生白点,形成裂纹源,采用超低氢焊条,严格控制 了熔敷金属中的扩散氢含量() ,避免了白点产生。焊接工艺参数的 确定()和预热温度的确定据有关文献介绍,低合金高强钢不产生裂纹的冷却 时间下限值为。考虑到实际预热温度的偏差、焊件厚度、导热能力、拘束度以及在 焊接过程中防止出现裂纹等因素,应将提高至。另据文献

11、介绍,板厚在 时,预热温度下限值为,而据重型行业标准中推荐的公式: ()计算,得。考虑到将工件由炉内吊至施焊现场有一 段时间,这段时间内有温降。因此,取。 ()焊接电流、电压、焊速的确定根 据前西德钢铁学会年公布的钢铁材料技术指导文件进行计算,假设埋弧焊热效率 , 则在三维传导条件下,有:式中的冷却时间,焊接方法 中相对于埋弧焊的相对热效率 线能量, 施焊时的预热温度, 焊缝形状系数相对热效率为:埋弧焊 ,碱性焊条手工焊,钛型焊条手工焊 ,气保护焊 。焊缝形状系数的取值见下表。本产品取 ,代入()式后得, 。众所周知:对于 焊条,取; ,取;代入()式,则焊接速度。所以 的焊接工艺参数为:,

12、。补焊工艺方案焊前准备()焊前通过磨削或机械加工等方法将缺 陷清除,若采用碳弧气刨或气割清除,则铸件预热左右,补焊区应修磨平整,并彻底清除 坡口及其周围以内的粘砂、油、水、锈等脏物。()为防止裂纹扩展,可在裂纹两端钻 直径不小于的孔后再开坡口,坡口形式为形或圆形,见图(, ) 。 ()整体预热至,并在距补焊区处进行测温。 ( )禁止在空气对流的场所进行补焊,环境温度不低于。 ()焊条用 用前经烘焙,或按焊条说明书烘焙,焊条烘焙后放在恒温箱中 保温,随用随取。补焊由有经验的焊工进行操作,尽可能在水平位置施焊,防止未焊透及 弧坑裂纹产生。补焊连续进行,不得不中断时,应采取保温措施。焊接电流:平焊时

13、 ,立焊及仰焊时,焊接电源直流反接。补焊时,焊条不应摆动 过大,缺陷较大时应分段、交错焊接,采用短弧、窄焊道、多层焊,焊完各层的每道焊缝后,应用 风铲(圆平头)或榔头进行锤击以减少焊接应力。补焊过程中若发现裂纹等缺陷,应彻底清 除后方可继续补焊。同一部位的补焊次数不能多于三次,调质处理后的补焊次数不应多于两 次,超过上述规定,须经有关部门认可方可进行补焊。焊后将焊缝打磨平整。焊后热处理 及检验粉碎头焊后应进行消除应力热处理,热处理工艺曲线见图。焊后对焊缝进行宏观检查,不 得有裂纹、未焊透、未熔合等缺陷,否则应返修,直至合格。首批样件按和 第三章逐件进行磁粉探伤,不允许线状和圆状显示,其值不大于

14、 () ,深度不大于() 。超声波探伤按 。进行,结果均合格。结论()采用计算确定的焊接工艺规范参数补焊, 所焊、的产品质量均合格。 ()用补焊可使焊缝性能 与母材相同,而用焊条则不行。参考文献周顺深低合金耐热钢上海人民出版社 ,张文钺金属熔焊原理及工艺(上) 机械工业出版社,周振丰金 属熔焊原理及工艺(下) 机械工业出版社,曾乐焊接工程学新时代出版社, 焊接材料产品样本机械工业出版社,铃木春义焊接金属学 机械工业 出版社,焊工手册机械工业出版社,中部焊接振兴会现场焊接技术 ,河北人民出版社,重型铸钢件的焊接修复赵颖重型铸钢件,裂纹,修复研究了铸铜 件(粉碎头)产生裂纹、夹砂、气孔等缺陷的原因

15、并提出修复方案,进行了最佳工艺参数选择试 验结果表明:补焊后的焊缝和母材具有同等性能周顺深低合金耐热钢上海人民出版社, 张文钺金属熔焊原理及工艺(上) 机械工业出版社,周振丰金属熔 焊原理及工艺(下) 机械工业出版社,曾乐焊接工程学新时代出版社, 焊接材料产品样本机械工业出版社,铃木春义焊接金属学机械工业出版 社,焊工手册机械工业出版社,中部焊接振兴会现场焊接技术,河 北人民出版社,代入()式后得,。 众所周知:对于 焊条,取;,取 ;代入()式,则焊接速度。所以 的焊接工艺参数为:, 。补焊工艺方案焊前准备()焊前通过磨削或机械加工等方法将缺陷清除,若采用碳弧 气刨或气割清除,则铸件预热左右,补焊区应修磨平整,并彻底清除坡口及其周围 以内的粘砂、油、水、锈等脏物。 ()为防止裂纹扩展,可在裂纹两端钻直径不小于 的孔后再开坡口,坡口形式为形或圆形,见图( ,) 。 ()整体预热至,并在距补焊区处进行测温。 ()禁止在空气对流的场所进行补焊,环境温度不低于。 ()焊条用 用前经烘焙,或按焊条说明书烘焙,焊条烘焙后放在恒温箱中保温,随用随取。

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