35CrMo材質傳動軸焊接工藝

陳恒峰 郭輝 盛會 劉宇 賈凱

摘要：針對35CrMo合金鋼材料的焊接工藝特點，研究該材料焊接熱影響區的組織轉變規律及不同焊接工藝參數對焊接性能的影響。試驗結果表明：35CrMo合金鋼有較大地淬硬傾向，焊接過程中應該采取防護措施，防止焊接冷裂紋的產生；預熱溫度必須大于120 ℃，并選用合理的焊接工藝。

關鍵詞：35CrMo；焊接工藝；傳動軸；焊接參數

中圖分類號：S220.31 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2016）07-0022-03

隨著農業自動化生產水平的不斷提高，大型農用機械的需求量不斷加大，對農業機械重要傳動受力部件所使用鋼材的綜合機械性能提出了新要求，常用的普通碳素結構鋼已無法滿足要求。中碳合金鋼具有優良的塑性、韌性及綜合機械性能，可滿足傳動受力部件的綜合機械性能要求。但中碳合金鋼的含碳量偏高，且含有各種不同的微量元素，導致其焊接性能不理想。為保證傳動受力部件焊接工藝，同時降低生產成本，對中碳合金鋼中的35CrMo焊接性能進行研究分析，總結焊接參數，優化焊接工藝。

1 焊接材料及試驗方法

焊接試驗用材料為中國山東萊鋼生產的35CrMoA熱軋圓鋼，交貨狀態為調質。圓鋼直徑140 mm，其化學成分見表1，機械性能見表2。

國際焊接協會的碳當量計算公式為：Ceq=C+1/6Mn+1/5（Cr+Mo+V）+1/15（Ni+Cu）。當Ceq>0.60%時，鋼材的硬傾向較強，可焊接性能較差，焊接過程中容易出現冷裂紋現象，需采取焊前高溫預熱和嚴格的焊接工藝措施。

根據公式計算得出，35CrMo鋼材的碳當量值Ceq=0.713%，焊接性能十分差，特別是在調質狀態下焊接時，熱影響區的冷裂紋傾向表現更為突出，所以要選擇合適的焊接材料、優化的焊接參數、合理可行的焊接工藝。

焊接材料為大西洋焊材公司CHE857Cr（J857Cr）低氫鈉型藥皮的低合金鋼高強度焊條焊條，其化學成分及機械性能分別見表3和表4。圓鋼對接焊的接頭加工形式及焊縫焊接順序見圖1。

焊接前，對接頭處進行煤油清理，保證焊接處無污染物，同時進行軸向固定，防止焊接變形。焊條直徑為3.2 mm，采用ZX7-315直流手工焊機，根據不同溫度下35CrMo的機械性能（圖2）與不同預熱溫度條件下35CrMo焊接裂紋試驗結果（表5），確定焊接母材預熱溫度達到120 ℃以上時，其抗拉強度可以達到實際產品值，同時焊接焊縫處表面與斷裂處無裂紋。按照焊接工藝優化試驗參數要求（表6）進行施工。 2 結果與分析

按照國家焊接標準CB2650-2655-89規定，分別對焊接式樣進行沖擊、彎曲、抗拉機械性能試驗，焊縫的機械性能如表7所示。對比國家標準焊接母材的抗拉、屈服、焊縫沖擊參數均滿足技術要求，且在彎頭直徑3倍樣本厚度，彎曲角度大于120°完好無損。

由表7中的數據可知，熱輸入量與層間溫度提升，焊縫的延伸率顯著提升；根據材料馬氏體與貝氏體相互轉換原理，貝氏體在焊縫中的比例增大時可以提高產品韌性；綜合考慮焊接的抗拉、屈服、焊縫沖擊整體參數，選擇序號3，4，7，8的焊接工藝參數對產品進行標準化生產。

實踐及試驗結果表明，此焊接方法可用于大型農用機械的35CrMo材質傳動軸焊接，滿足農業機械重要傳動受力部件所用鋼材的綜合機械性能指標，降低生產成本與采購成本，加快中國農業自動化的發展速度。

3 結論

35CrMo含碳當量過高，焊接時熱影響區易出現冷熱裂紋，焊接硬傾向性較大。為避免冷裂紋的產生，預熱溫度必須大于120 ℃。隨著35CrMo熱輸入量與層間溫度的提升，焊縫延伸率顯著提升，其原因為貝氏體在焊縫中比例增大。研究確定優化的焊接工藝參數，有利于保證產品的焊接質量，提升商品的品牌知名度。

參考文獻

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