厚大型35CrMo筒的焊接

发布时间：2021-07-13 人气：

35CrMo属于中碳调质钢，碳含量高，合金含量多，在焊接过程中没有自回火现象，对焊接提出了更高的要求。
公司生产的防喷器调试支座产品，均采用35CrMo锻件，之前为整体锻造，制造成本很髙，如果能够制造，则锻造成本将大为降低，但焊接厚度为98mm,能否焊接成功， ***为关键的工序，法兰和接头型式。
焊接热影响区的脆化和软化
由于含碳量高，合金含量多，焊接性较差，在快速冷却时，焊缝热影响区产生的马氏体组织没有自回火现象，产生硬度很高，容易造成热影响区的脆化和软化。
再热裂纹
由于中碳调质钢碳和合金元素含量高，焊接熔池凝固时，固液温度区间大，结晶偏析倾向大，因而焊接时具有较大的再热裂纹倾向。
焊接控制措施，人员的控制
根据结构型式可以看出，内径为346mm，并且组对后高度约430mm，如果焊接出现缺陷，从内部是无法返修的，只能从外部进行返修，如果产生返修，98mm的厚度，是需要铲除很长的焊缝，才可能返修到缺陷位置，并且返修位置可能因为焊接应力等的作用，造成更大的缺陷，甚至报废；因此要尽量控制好人员因素而带来的不利影响。
参照TSG Z6002-2010《特种设备焊接操作人员考核细则》考核的办法，选取1名GTAW焊工打底，6名SMAW焊工填充焊、盖面焊，首***行理论培训加实际的操作培训后，锻打出400mm x 130mm x 20mm的锻件，按照焊接工艺规程（经过评定的工艺），参照现实工作的焊接位置焊接并进行无险检测，7名焊工领悟了焊艘求，并经考核合格后，确定为此产品的正式焊工。

机器的控制
选择性能稳定的设备，并且各仪表均经过检验，并且在有效区内方可使用。
焊接方法：焊接中碳调质钢的焊接方法有GTAW、SMAW、GMAW、SAW。
GTAW焊接时焊缝含氢量低，产生的焊接应力小，是焊接中碳调质钢的好方法，但焊接厚大的工件是不可能的，只能用于产品的打底焊接。
SMAW是通用的焊接方法，焊接灵活，产生的应力介于GTAW和SAW之间，氢含量比GTAW高，不过选用低氢的焊接材料，可以降低氢的含量。
GMAW焊接时含氢量低，并且焊接速度快，热量集中，为焊接此厚大件的好方法。
SAW热影响区宽，并且线能量大，容易使中碳钢热影响区产生软化，不利于中碳钢的焊接。
根据公司情况，先前考虑用公司的自动GMAW 焊机，由于没有合适的GM-AW焊接工装，则放弃此焊接方法；而考虑半自动GMAW焊接’气孔不好控制，则也放弃。所以采用了 GTAW+SMAW焊接。
工艺方法
为了防止产生热影响区的脆化和软化，充分考虑焊接方法，并采用小的线能量焊接，降低热影响区宽度，并细化其焊缝的晶粒；但小的线能量容易产生硬的组织，所以采用合适的预热加小的线能量来实现减少热影响区脆化和软化程度。
冷裂纹控制措施：采取焊前预热，降低其冷却速度，降低接头的淬硬组织，并在焊后立刻热处理的工艺方案；焊接时选用低氢型焊接材料，并设计成图示的坡口型式，减少应力。
再热裂纹控制：根据设计要求，选用达到母材强度，而塑性和韧性强于母材的焊接材料，严格控制焊材和母材的S/P含量。
焊后变形的处理
因炉盖表面积较大，厚度较薄，焊缝较多，焊后还有一定的变形量,但在可控范围内。因此焊后拆开，采用局部火焰校正法或用锤击焊缝法来进行独立校正，校正后的各扇水盖及中间圆水盖预组装，经实测，炉盖的局部凹凸度均小于10mm，两连接法兰的间隙正负3mm,完全满足了设计规范要求，达到了预期的效果在焊接时采用刚性固定法来控制焊接变形，刚性间定法会使得焊接接头中产生较大的焊接内应力，所以***后再采用振动时效法来消除焊缝的残余内应力，使焊接接头质量达到设计和使用要求。

该水冷炉盖由于通过采用合理的焊接方法，焊接顺序，焊接工艺参数及行之有效的防变形措施，使炉盖的焊接质量及整体变形量得到了有效控制，水冷炉盖的拼接焊缝按JB/T4730-2005 《承压设备无损检测》进行了100%超声探伤，全部达II级以上合格，对密封角焊缝进行了100%磁粉或着色探伤，达Ⅱ级以上合格，炉盖整体按压力0.5MPa进行水压试验，保压30min无渗漏，完全符合《承压设备无损检测》质量要求，水冷炉盖整体质量满足了安装及使用要求，这种刚性同定法的成功应用，为以后大型组装焊接提供了借鉴。

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