ZG42CrMo托轮的焊接工艺研究

2021-10-12 10:35:49 zxhcl 2

托轮是我公司主要的水泥件产品。托轮在回转窑使用过程中起到支撑和转动传输作用,要承受很大的高温和交变载荷。由于托轮质量要求非常严格,所以铸造后期的焊接修补就显得极为重要。如果焊补质量不好,托轮运行过程中出现开裂甚至脱落,就会造成很大的经济损失。

ZG42CrMo托轮的焊接性分析

托轮材质为ZG42CrMo属于低合金高强钢。由于托轮截面厚大,且托轮材质淬硬性很强,所以在焊后很容易得到马氏体组织降低了焊接热影响区部位的韧性和塑性,在焊接应力的作用下容易产生裂纹,给焊接带来很大困难。

ZG42CrMo托轮属于中碳调质钢焊接过程中容易产生热裂纹、冷裂纹、热影响区脆化和软化。

在调质状态下进行焊接时,主要问题是焊接裂纹和热影响区的脆化和软化。高碳马氏体引起的热影响区脆化和硬化,可以通过焊后回火来解决。而高温回火区软化引起的强度下降,在焊后不能进行调质处理的情况下是无法挽救的。因此,在制定焊接工艺时要注意防止裂纹和避免软化。

车轮锻件 (66).jpg


焊后热处理

为避免产生延迟裂纹,托轮在焊后需要立即进炉进行去应力处理温度以低于调质回火温度30℃为宜,我公司选择550〜600T的回火工艺。

焊接工艺评定

参照上述工艺参数,以ZG42CrMn托轮相同材质作试件,进行焊接工艺评定试验。试板尺寸  500 mm X 400 mm x 100 mm。焊接时预热至350T.,焊后进行580T去应力处理待试件冷却放置24h后,超声检测和磁粉检测均未发现裂纹。力学性能方面:抗拉强度=710 MPa服强度 & = 620 MPa,延伸率 A = 225% 冲击/tKV>80JD弯曲试验结果显示无开放性裂,焊层表面抛光后,测得硬度为213 HBWn上述力学性能数据符合ZG42OM0材质的技术要求。

经过分析,隐针马氏体是由于焊接时焊口冷却速度过快而产生的。托轮直径较大,预热出 炉后表面温度能够达到工艺要求,但实际内部温度不足,焊接时产生的热量被内部快速吸走,导致影响区硬度值很高。是裂纹部位的显微镜检测结果。焊接区域裂纹部位存在

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焊口冷却速度过快,从托轮焊缝处硬度值高于其他处也可以得到验证。另外,2#缺陷处于冒口面,碳元素偏析会使焊口淬硬倾向加大,增加裂纹产生几率。返修时应提高预热温度和该温度下的保温时间。

托轮返修:用砂轮去除2#缺陷裂纹,磁粉检测显示无缺陷后整体进炉预热出炉温度为 400$,焊前打磨焊口处灰尘等杂物,焊后立即进炉进行回火处理。冷却后磁粉和超声检测合格金相组织为细小铁素体和珠光体。

 参照以上检测结果,我们改进了焊接工艺,根据不同尺寸的托轮适当提高预热温度和保温时间。后续托轮焊后没有出现裂纹等缺陷。最后得到以下结论:偏析会造成冒口面含碳量增加和淬硬性增强,焊接此处缺陷时应该选择高预热温度和小焊接线能量。

托轮缺陷越小的部位焊后硬度值越高,焊后组织冲击韧性越低。当托轮工作面出现小缺陷时,应提高预热温度,防止焊后出现低塑性组织,这样可以避免托轮在使用过程中由于挤压而造成焊口脱落。