ER50—G與ER55—Ni1在不同溫度下的應用

■ 胡杰超

我公司承接了某風電公司設計3.0WM機組的底座，該部件是發電機組的重要受動載荷的關鍵部件，該部件因安裝地點不同，部件的生存溫度分別為-40℃及-50℃，可以直接選用-50℃的焊絲來焊接-40℃的產品，但成本太高。本文就先選-40℃的焊絲來焊接-50℃產品進行工藝評定試驗，最后成功確定了產品在不同溫度下不同焊材的應用。

焊接坡口及焊接順序

表1 母材力學性能試驗結果

1. 母材試驗

客戶指定產品母材為Q345E材料，GB/T1591中規定該材料-40℃沖擊吸收能量≥34J，而客戶要求材料在-40℃及-50℃沖擊吸收能量≥34J。因此針對母材進行材料復檢，在同一張鋼板上取樣，做拉伸、彎曲及-40℃、-50℃的低溫沖擊試驗，結果如表1所示。從表1的結果看，客戶選擇的母材可以滿足-40℃、-50℃低溫沖擊性能要求。

2. 焊接試驗

（1）焊接評定方案 本試驗要求按照NB/T47014—2011規定制作焊接試件。分別制作：按照GB/T228拉伸試樣2個；按照GB/T2653彎曲試樣4個（可用4個側彎）；沖擊試樣3套（熱影響區3套、焊縫區各3套），按GB/T229進行試驗。

（2）焊接方案一 選用林肯的ER50—G實芯焊絲，焊接方法采用CO2氣體保護焊。試板規格500mm×150mm×40mm兩塊，取樣時在該焊接接頭上同時取-40℃及-50℃沖擊試樣。試板的坡口及焊接順序如附圖所示，焊接參數如表2所示。

工藝措施：砂輪打磨焊接坡口及坡口周邊15～20mm內的切割熔渣及毛刺等影響焊接質量的雜質。控制層間溫度（150±30）℃，焊接時按照圖中的焊接順序采用正反交替焊來控制焊接變形。

表2 焊接參數

表3 試驗結果

表4 焊接參數

表5 試驗結果

焊后熱處理：升溫速度≤80℃/ h，保溫時間4h，降溫速度≤70℃/ h，100℃以下出爐。

試板熱處理完成后放置24h，按NB/T47013.3中I級UT探傷合格及按NB/T47013.4中I級MT探傷合格。力學性能試驗結果如表3所示。

從表3可以看出，同一焊接接頭分別取得的沖擊試樣在-40℃與-50℃沖擊值相差較大，-50℃焊縫區沖擊值有兩個＜34J,判定為不合格，因此該焊絲不能應用在-50℃的產品上使用。

（3）焊接方案二 選用林肯的ER55—Ni1實芯焊絲，焊接方法采用CO2氣體保護焊。試板規格500mm×150mm×40mm兩塊，取樣時在該焊接接頭上同時取-40℃及-50℃沖擊試樣。試板的坡口同方案一，焊接參數如表4所示。

工藝措施與焊后熱處理同方案一，試板熱處理完成后放置24h，按NB/T47013.3中I級UT探傷合格及按NB/T47013.4中I級MT探傷合格，力學性能試驗結果如表5所示。從表5可以看出，同一焊接接頭分別取得的沖擊試樣-40℃與-50℃沖擊值相差不大，該焊絲可以應用在-50℃的產品上使用。但使用在-40℃的產品成本太高。

3. 結語

從以上工藝評定的數據來看，-40℃的產品使用ER50—G焊絲，-50℃的產品使用ER55—Ni1焊絲是適宜的、經濟的。通過本試驗為我公司的產品在不同溫度下焊材的選擇提供了技術支撐。