35CrMo與Q345D異種材料焊接工藝技術

唐 莎，劉同喜

（中國葛洲壩集團，a.機械船舶有限公司機械廠；b.設備中心，湖北 宜昌 443002）

吊耳是某設備上的關鍵零部件，其結構如圖1所示。

圖1 吊耳零件結構圖

35CrMo與Q345D 板材搭接，由于是兩種不同材料的焊接，其化學成分和物理性能的差異，對焊接品質有一定的影響（兩種材料的化學成分見表1）。

表1 兩種材料化學成分（質量分數，%）

因此，在焊接過程中，必須采用一定的措施，才能確保焊接品質。

1 35CrMo與Q345D異種材料焊接性能分析

據計算可知，吊頭材料35CrMo的碳當量

而Q345D的碳當量

由以上可知，吊頭材料的碳當量較大，焊接性能不良，焊接時其硬度傾向較大，熱影響區熱裂和冷裂傾向都會較大。所以應在選取合適焊條、合理焊接方法的基礎上，采取較高的焊前預熱溫度、嚴格的工藝措施和控制適當的層間溫度的條件下，才能保證焊接品質。

2 焊接方法、材料與設備

（1）焊接方法。采用手工焊條電弧焊，直流反接，短弧操作，多層窄道焊，層間清理采用打磨方式。

（2）焊接材料。焊材采用R307（Φ 3.2 mm：焊接電流I=110～150 A，電弧電壓U=18～21 V；Φ 4.0 mm：焊接電流I=120～180 A；電弧電壓U=19～25 V），焊條應經350℃烘焙1 h，烘焙后的焊條應保存在100～150℃的恒溫箱內，焊條重復烘焙次數,不宜超過兩次，操作時，待用的焊條應放在接有電源的焊條保溫筒內隨用隨取。

（3）焊接設備。選用ZX7-500 型逆變直流焊機，應具有參數穩定、調節靈活和安全可靠，并滿足焊接電流調節的要求。

3 焊前準備

（1）焊前清理。焊前應將坡口表面和兩側至少10～20 mm 范圍內的水份、油污、毛剌、鐵銹、氧化皮及夾渣等清除干凈，并打磨露出金屬光澤。

（2）焊前清根。焊縫的背縫采用碳弧氣刨清根，并使清縫坡口盡量平整、光滑，根部形成便于施焊的“U”型，然后使用角磨機進行修磨，以除去熔渣和滲碳層。

（3）焊前預熱。焊前使用加熱板對零件預熱，預熱溫度為200～300℃，且在焊接過程中，嚴格控制層間溫度在200～300℃之間。

4 焊接工藝

首先用Φ 3.2 mm的焊條打底，之后使用Φ 4.0 mm的焊條施焊，并采用多層多道、薄層窄道焊接，每焊接一層完成后，打磨處理，再進行下道焊。

在焊接過程中，使用石棉對零件進行保溫，以控制零件的層間溫度在200～300℃之間。焊接完成后，立即進行消除應力處理，消除應力溫度在580～620℃之間，保溫時間不低于2 h，緩慢冷卻至常溫后，方可拆除加熱板，冷卻溫度控制在（30～50℃）/h 以內。

5 焊后檢查

（1）外觀檢查。焊縫均勻，無氣孔、夾渣、未熔合、飛濺和咬邊。

（2）探傷檢查。按照DL/T5018的標準，對焊縫進行了100%超聲波檢查、50%磁粉探傷，檢驗結果均滿足規范要求。

6 結束語

經過實踐證明，按上述焊接工藝進行施焊，焊縫均能滿足要求，保證產品品質。

[1]成大先.機械設計手冊［K］.北京：化學工業出版社，2008.