异种钢的焊接

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1、异种钢的焊接摘要：异种钢的焊接一直是焊接工艺中的一个难点。如何在特殊环境下进行异种钢的焊接，保证焊接质量，避免焊接缺陷。并制定一个切实可行的焊接工艺过程。关键词：焊接；异种钢；低温环境；层间裂缝一、前言我工段在维护5#高炉工作中，面对大量的焊接工作。特别在冬季焊接时，如焊接水渣耐磨管道、焊接炉顶导出管、焊接异种钢……困难重重，且作业条件极为恶劣，焊接时很容易产生裂纹，对于这些方面的问题，我在这里主要阐述一下焊接异种钢的完成过程。在承接履带支撑架的结构件任务时，由于受到外界环境的影响，并且又受到原设计结构材料的限制，经过技术科室人员及工艺室人员的决定，该支撑架由30mm厚

2、的16Mn钢板焊接成箱型主梁再与45#钢轴套（外径φ270mm，内径φ240mm）相连接。由于两种材料6的物理性能上有一定的差异，又是在冬季低温下焊接，焊接时必须采取一定的工艺措施，才能获得良好的焊接效果，因此在焊接时我们采用了切实可行的焊接方法，选用了合适的焊接材料以及选择了合理的工艺参数，成功的完成了履带支撑架的焊接任务。一、16Mn和45#钢焊接的焊接性分析由于16Mn钢属于低合金钢，焊接性能是典型的结构钢，所以若在常温气候焊接时不必严格工艺。但在冬季低温条件下焊接时就不得不考虑焊前预热。随着钢种强度等级的提高，焊接性相对会下降，而45#钢本身焊接性能较差，而且又

3、是在冬季低温（—20℃）以下，室外温度进行焊接，不采取一定的工艺措施是不可以直接进行焊接操作的。如坡口加工利用氧——乙炔焰切割，所得到的坡口不如机械加工所形成的坡口规范，容易在低温环境下产生裂纹，为减少焊接应力和防止裂纹的产生，在焊接前必须经过特殊的工艺措施和工艺处理。低合金钢是在碳钢的基础上加入少量或微量的合金元素（合金元素是质量系数不超过3%）使碳钢的组织发生变化，从而获得较高的屈服强度和较好的冲击韧度。随着钢中合金元素的增加，低合金钢的强度等级逐步提高，碳当量随之增加，因此钢的淬性增加，焊接性变差。16Mn钢的焊接近似于低碳钢，因此16Mn钢和45#钢焊接时的焊接

4、性仅取决于45#钢本身的焊接性。对于这两种同类异种钢焊接时的焊前准备，焊接工艺和焊后热处理等工艺措施，根据45#钢来拟定。堆层焊接时的焊道厚度约在每道5~66mm之间进行多层窄道焊接，选用小工艺参数，短弧，逆向快速摆动运条，提高焊道与母材的亲和力。焊接时焊条不做过大的横向摆动，收弧，避免收弧裂纹。每次焊道长度不宜超过150mm，且熄弧后，立即锤击焊道，待冷却到不烫手时，再进行下一道焊接。为加快焊接速度，可由一人交错焊接，其他人锤击。一、焊接试验在进行正式焊接前，首先选用两块长X宽X厚为500mmX300mmX40mm的16Mn钢和45#钢板进行异种钢焊接试验，焊接试验的

5、工艺措施及参数见表：表焊接试验的工艺措施及参数焊接设备焊接直径/mm焊接电流/A坡口形式坡口角度/°弧焊整流器4110V型90预热形式工艺措施焊条牌号缓冷材料氧——乙炔焰焊焊前预热焊后缓冷E5016隔热板二、焊接检验焊后24小时对焊缝进行外观检查，未发现裂纹、气孔、夹渣等缺陷（用手工放大镜观测）无焊接缺陷，得到满意的堆焊效果，证实工艺性能良好，简单易行，进一步证明此方案可行。6依照同类异种钢结构件焊接金属的强度不低于构建中强度较低的材料强度的原则，认为焊接试验是成功的，此试件的焊接工艺可以用于生产。但由于零部件尺寸小，在结合实际情况对工艺还要进一步细化。一、焊接实施采用

6、焊条电弧焊的焊接方法，该方法灵活方便，不受工件形状及焊接位置的限制，容易控制，使密合比较小。首先清除待焊构件表面上的水锈，油污等杂质。用手工角磨机磨平气割后留下的焊纹，使之焊接处露出金属光泽。1.16Mn母材一侧的焊接为了避免裂纹的产生，减小焊缝中脆性层的宽度，抑制熔合区中碳的扩散，将熔合比控制在30%以下。焊接工艺参数对熔合比有直接影响，热输入越大，母材熔入焊缝越多。而热输入又取决于焊接电流，电弧电压和焊接速度等参数。根据这一原则，焊接前对待焊部位进行预热，应用屏风及塑料搭建临时挡风墙，其目的是使焊件在所需要的温度下进行焊接，有利于焊缝缓冷，避免裂纹产生。焊接电流应尽

7、量小，施焊时采用多道焊，每道焊完后，应彻底清理焊渣，检查焊道不得有任何缺陷，应保证道间温度不低于或高于预热温度，再施焊下一道。由于焊接时采用了小工艺参数，施焊部位自然形成坡口较大，操作时沿直线快速运条，不做过大横摆动，角焊焊缝的焊角不宜过大。焊后应进行回火处理，以改善焊缝性能。2.轴套一侧的焊接6因为轴套为45#钢，母材碳当量较高，焊接性差，45#钢焊条电弧焊特点：1)母材近缝区容易产生低塑性的淬硬组织W(c)愈高，轴壁越厚，这样淬硬倾向也愈大，焊条选用不当，则以产生裂纹。2)由于母材熔化到第一层焊缝金属中的比列一般情况下为30%左右，所