對(duì)于托圈耳軸的焊接工藝分析

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1、維普資訊http://www.cqvip.com腳咖圜托圈耳軸的焊接工藝分析山東冶金機(jī)械廠(淄博255064)張廣英楊文奎近年來(lái)，我國(guó)鋼鐵行業(yè)發(fā)展迅速，已成為世界鋼鐵焊接接頭坡口形式為單邊u形坡口，鈍邊為2mm生產(chǎn)大國(guó)，其中轉(zhuǎn)爐煉鋼占了主導(dǎo)地位，對(duì)與之相配套(見(jiàn)圖2)。的轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備的要求也在不斷提高。在此形勢(shì)下，焊接式整體托圈的優(yōu)點(diǎn)也越顯突出，其中轉(zhuǎn)爐托圈耳軸由以前的螺栓緊固結(jié)構(gòu)改為了焊接結(jié)構(gòu)。我廠經(jīng)過(guò)多次焊接試驗(yàn)并不斷進(jìn)行工藝改進(jìn)，在這方面最終取得了較好0+-^的成績(jī)，所生產(chǎn)的各種規(guī)格的托圈經(jīng)過(guò)檢測(cè)各

2、項(xiàng)指標(biāo)均一8O一達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，從而掌握了這一結(jié)構(gòu)的焊接要領(lǐng)，在圖2軸頭鋼板坡口形式同行業(yè)內(nèi)達(dá)到領(lǐng)先水平。同時(shí)，使托圈設(shè)備的性能更優(yōu)二、材料的焊接性分析良，并且大大降低了制造成本和周期。耳軸材質(zhì)為20MnMoNb，托圈腹板的材質(zhì)為Q345一、焊接結(jié)構(gòu)介紹(16Mn)，厚度為80mm。傳統(tǒng)的托圈軸頭多為鑄鋼結(jié)構(gòu)，能夠承受較大的力(1)20MnMoNb的焊接性分析20MnMoNb屬于低矩，但構(gòu)件厚大笨重，制造成本較高。近年來(lái)，經(jīng)過(guò)工碳調(diào)質(zhì)鋼，具有高的屈服強(qiáng)度、良好的塑韌性及耐磨、藝改進(jìn)把原來(lái)的鑄鋼件(托圈軸頭

3、)改為了焊接結(jié)構(gòu)，www.bzfxw.com耐蝕性，所以一些重要的軸類結(jié)構(gòu)常選用此種材料。從而使托圈成為組合式焊接結(jié)構(gòu)。兩端耳軸塊為鍛鋼和20MnMoNb的焊接特點(diǎn)是：在焊接熱影響區(qū)，特別是焊低合金結(jié)構(gòu)鋼板焊接結(jié)構(gòu)，扇形體用焊接結(jié)構(gòu)鋼板焊接接熱影響區(qū)的粗晶區(qū)有產(chǎn)生冷裂紋和韌性下降的傾向。成形。改進(jìn)后的軸頭結(jié)構(gòu)(以某一規(guī)格托圈為例)如圖雖然淬硬傾向較大，但在焊接熱影響區(qū)形成的低碳馬氏1所示體可發(fā)生自回火，使得冷裂紋傾向比中碳調(diào)質(zhì)鋼小得多，有較好的焊接性。為更有效地防止冷裂紋的產(chǎn)生，還必須嚴(yán)格控制焊接時(shí)的氫源

4、并選擇合適的焊接方法和焊接參數(shù)。因鋼中的碳、硫含量都較低，含錳量及Mn／s較高，其熱裂紋傾向較小。另外，焊接時(shí)不宜采用過(guò)大的熱輸入和過(guò)高的預(yù)熱溫度，應(yīng)控制焊接冷卻速度不宜過(guò)慢。在過(guò)低的冷卻速度下，熱影響區(qū)的粗晶區(qū)將出現(xiàn)上貝氏體及M-A組元等組織而脆化。為保證焊接熱影托圈軸頭部分響區(qū)的韌性，要確定最大焊接熱輸入，也就是焊接接頭圖1托圈耳軸結(jié)構(gòu)允許的最低冷卻速度。參磊工熱加工堡塑曼堡星!曼塑_WWW．maohinfSt．Com．cn維普資訊http://www.cqvip.com(2)Q345焊接性分析Q34

5、5是以Mn、Si為主要構(gòu)，直徑較大，焊接量相對(duì)較大，形式上屬于雙層法蘭合金元素的鋼種，屬于熱軋鋼，其屈服強(qiáng)度大于結(jié)構(gòu)，環(huán)形焊縫本身受到的約束度是比較大的。從結(jié)構(gòu)343MPa，是應(yīng)用很廣的低合金鋼，一般都以熱軋、正火上看，主要受凝縮應(yīng)力的作用，對(duì)于厚板結(jié)構(gòu)的焊縫，狀態(tài)供貨。Q345的主要化學(xué)成分為：=0．12％一不可避免地受三向應(yīng)力影響較大，而這種應(yīng)力結(jié)構(gòu)對(duì)焊0．20％、=0．20％～0．6％、M=1．20％一1．60％，縫結(jié)構(gòu)的影響最大，所以在制定焊接工藝時(shí)，應(yīng)引起足可以計(jì)算出其碳量取最大值為0．49，從

6、而可以算出相夠的重視，制定相應(yīng)的焊接方案。應(yīng)的裂紋敏感系數(shù)最大值為0．30。從Q345的化學(xué)成分①來(lái)看，含碳量低而含Mn量較高，Mn／S能達(dá)到焊接要求，具有較好的抗熱性能，正常情況下焊接時(shí)不會(huì)出現(xiàn)熱裂紋。從材料本身考慮，冷裂紋是焊接Q345鋼板易出現(xiàn)的主要問(wèn)題，淬硬組織是引起冷裂紋的決定性因素。因此焊接過(guò)程中能否形成由氫致裂紋及敏感的淬硬組織是⑤評(píng)定Q345鋼板焊接性的一個(gè)重要指標(biāo)，所以在制定焊圖3接T藝時(shí)，府充分考慮氰的因素。為防止出現(xiàn)冷裂紋，①一⑧為焊接順序需采取預(yù)熱措施。由于Q345不含強(qiáng)碳化物形成

7、元素，四、焊接工藝的制定及焊接過(guò)程控制所以對(duì)再熱裂紋小敏感。Q345的熱影響區(qū)性能變化與1．焊前準(zhǔn)備合金元素含量等有很大關(guān)系，主要表現(xiàn)為熱區(qū)的脆化問(wèn)(1)將加工好的耳軸和托圈按圖樣要求裝配好，并題。Q345俐過(guò)熱解理應(yīng)力和低溫?cái)嗔呀档偷母驹M(jìn)行點(diǎn)焊固定，對(duì)焊縫兩側(cè)50mm范圍內(nèi)的水、鐵銹、因是氏體、鐵素體加M—A組元素?cái)?shù)量的增加，以及油污及其他雜物清理干凈。M—A組元素寬度的增加。過(guò)熱區(qū)的韌性除了與熱輸入有(2)根據(jù)低匹配原則和母材特點(diǎn)，選用低氫E5016很火關(guān)系外，與其化學(xué)成分也有著密切的關(guān)系。隨著熱

8、焊條，定位焊也選用同類型焊條。定位焊前用氧炔焰局輸入的增大，鐵素體的纖維硬度和材料的脆性顯著提高，部加熱至150℃并立即施焊，長(zhǎng)度50ram，間距200ram。因此采用小熱輸入是避免Q345過(guò)熱區(qū)的可靠措施。定位焊縫不得有裂紋、夾渣及氣孔，否則應(yīng)清除重焊，并焊接這類鋼，要采取措施防止近縫區(qū)裂紋，注意防保證焊縫兩端便于接弧，以保證焊透，否則應(yīng)予以修整。止或減輕由于化學(xué)成分不，特別是碳及碳化物形成元(3)焊條使用前進(jìn)行烘干，烘干溫