混合机筒体焊接工艺可行性分析及工艺要点

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1、混合机筒体焊接工艺可行性分析及工艺要点刘尊勇谢秀华（中国有色（沈阳）治金机械有限公司，辽宁沈阳110141）摘要：混合机筒体是混合机的重要组成部分，其中滚圈和相邻筒节的焊接是筒体制造的难点，其焊接质量直接决定着混合机的制造精度。木文通过对筒体的焊接性分析，制定详尽的焊接工艺确保筒体的焊接质量。关键词：筒体；焊接；碳当量混合机是烧结厂用来混合原料的设备。目前我公司生产制造混合机筒体其基木结构形式见图1。这种混合机筒体在生产制造过程中主要难点有两方面:其一是混合机筒体直径较大（一般为φ3800〜5100mm），K:度长（一般为14000〜270

2、00mm），筒体同轴度≤φ2mm，大齿轮法兰把合面端跳≤lmm;其二是滚圈和相邻筒节的焊接，滚圈为材质35#截面厚260〜290mm的大型锻件，相临筒节为材质Q345B板厚50~60mm的低合金钢，由于刚性大，焊接性较差。木文通过对大刚性条件35#锻件与Q345B焊接性的可行性分析，探讨有效的工艺要素及施工要点。图11焊接性分析钢材料焊接性和材料的其它性能一样，主要取决于它的化学成份，通常根据碳当量Ceq来衡量其金属的焊接性，这是一种简便易行的方法。在混合机筒体结构中，筒体材质为Q345B,滚圈材质为35#锻件，其化学成份和力学

3、性能见表lo表1化学成份及力学性能参考其成份和机械性能，采用如下碳当量公式：Ceq（AWS）=C+Mn/6+Si/24+Ni/15+Gr/5+Mo+（Cu/13+P/2）计算结果如下：Q345BCeq（AWS）=0.29%~0.47%35#Ceq（AWS）=0.41%〜0.55%根据经验一般认为：当Ceq≤0.4%的材料，淬硬倾向不明显，焊接性优良，焊前不需预热；Ceq为0.4%〜0.6%的钢材淬硬倾向逐渐增加，需采取适当预热、控制线能量等工艺措施。由于Q345B简体焊接性较好，但35#锻件碳当量较大，且是厚板对接焊，刚性大，拘束度大，因此必

4、须采取有效的工艺措施才能确促焊缝质量。2焊接工艺制定厚板焊接吋，往往必遇到热裂纹和冷裂纹的闲扰，而且随着钢板厚度即焊件刚度（拘束度的增大），困扰越严重。热裂纹主要与合金元素、一次结晶状态、受力情况冇关，冷裂纹主要与钢种的淬硬倾向、氢的作用和焊接接头的拘束应力有关。焊接时避免裂纹，则控制冷却速度也就成为至关重要的途径。冷却速度主要取决于以下三个方面：1）钢材厚度和接头几何形状。2）焊接吋母材的预热温度。3）焊接线能量的大小（包括电流、电压、焊接速度等）。2.1坡口形状为保证焊透及减小应力集中，采用双U型坡口，见图2。2.2预热温度及方法1）预热温度的

5、选择：第一，与材料的淬硬倾向有关，即决定于它的Ceq值。当Ceq值增加吋，预热温度也要提高。第二，与焊接吋的冷却速度有关，即与板厚和环境冇关，通常情况下，板厚增加，冷却速度加快，预热温度也应提高，环境温度下降，预热温度也应提高。第三，与拘束度有关，拘束度对裂纹倾向影响很大，随着拘束度增加，预热温度也应提高。第四，与氢含量有关，为了减少含氢量，必须控制氢的来源，对焊条，焊剂要按照规定烘焙。第五，与焊后热处理有关，如焊后进行热处理，则预热温度可适当降低。通常根据经验公式来计算预热温度预热温度T（°C）=CeqX360°C根据上述分析和计算，我们把滚和相

6、邻简节的预热温度定为150^200°Co2）预热方法：混合机简体焊接采用我公司自主研制的环形火焰加热器来预热，并采用远红外加热器来保温，见图3。火焰喷嘴靠近35#锻件一侧，靠托辊的转动带动混合机简体转动来实现均匀预热，用测温仪检测预热温度。2.3焊接规范的确定1）焊接顺序。外面手工电弧焊封底，先焊外环缝，后焊内环缝，内面碳弧气刨清根，见图2。同层焊接吋，先焊35#—侧，后焊Q345B—侧，并通过电流大小控制熔合比，并严格控制层间温度，每隔一•段时间利用测温仪测量温度，温度低于15CTC停止焊接，必须升温预热再焊接。2）工艺参数。内外环缝首道必须采用

7、小的线能量控制熔合比q=IU/VI：焊接电流U:电弧电压V:焊接速度q:线能量这不单纯是因为首道施焊吋会将坡U钝边焊穿，而主要是为了防止出现热裂纹。图32.4焊接材料的选择1）总的原则要根据产品对焊缝性能要求选择焊接材料，焊接强度不低于母材。2）选择材料还要考虑工艺条件的影响。a.坡U和接头形成的影响。如用H』431进行埋弧焊，不开坡口直边对接焊，由于焊缝中母材熔合比较大，将冇部分元素从母材熔入焊缝金属，此吋采用合金成份较低的H08A焊丝配合HJ431即可满足焊缝力学性能。但本结构采用开坡U对接，如接头仍用H08A-Hj431相配合，则因母材熔合比

8、小，使焊缝强度偏低，此吋应采用合金成份较高的HOSMnA与Hj431相结合。b.焊件焊后要消除应力处理，一般焊缝金属的强度