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焊接工艺类有关论文范文,与ZG35Cr1Mo与Q345B异种钢的焊接工艺相关本科毕业论文范文
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摘 要：介绍了异种钢焊接技术在盾构机刀盘钢结构中的应用,通过对ZG35Cr1Mo与Q345B的焊接性分析,制定了ZG35Cr1Mo与Q345B异种钢的焊接工艺.
Abstract：Itintroducestheapplicationofdissimilarsteelintotheshieldmachinecuttersteelstructure,throughanalysisofweldabilityofZG35Cr1MoandQ345B,anddevelopstheweldingtechnologyofZG35Cr1MoandQ345B.
关 键 词：ZG35Cr1Mo；Q345B；异种钢；焊接工艺
Keywords：ZG35Cr1Mo；Q345B；dissimilarsteel；weldingtechnology
中图分类号：P755.1文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）13-0049-02
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作者简介：蒋艳（1972-）,女,四川资中人,1995年毕业于西南交通大学材料系焊接工艺及设备专业,工程师,从事教学工作；谢玥（1973-）,男,四川资阳人,1995年毕业于四川大学数学系应用数学专业,工程师,从事企业培训管理工作.
0引言
在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下,用盾构机施工更为经济合理,盾构技术在地下工程施工中所占比例逐渐增大,施工单位对盾构机的需求越来越大.刀盘钢结构是盾构机中最重要的钢结构之一,盾构机利用安装在刀盘上į
焊接工艺类有关论文范文
ZG35Cr1Mo与Q345B的焊接,属于α1+α2类型的异种钢焊接中最难的铸钢与低合金高强钢的焊接,所以其对焊接工艺和焊工的技术要求很高.图1为刀座芯体与刀座楔块装配模型.
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1ZG35Cr1Mo与Q345B的可焊性分析
1.1可焊性分析表1、表2为ZG35Cr1Mo与Q345B的化学成分及力学性能.
ZG35Cr1Mo是在Cr-Mo系统上发展起来的中碳调质钢,该钢种含碳量较高,并含有Cr,Mo主要合金元素,淬硬倾向比较明显,冷裂纹倾向很大[2].根据国际焊接学会推荐的碳当量公式Ceq等于[C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15]%等于（0.548～0.82）%.由于Ceq较大,焊接热影响区产生大量粗大的高碳马氏体,导致热影响区脆化.为减小热影响区脆化,减小淬硬性,需采取小热输入,同时采用预热、缓冷和后热等措施,随板厚增大预热温度也要相应提高.另外,由于C、Si含量较高,固-液相区间大,热裂纹倾向较大.刀座芯体ZG35Cr1Mo的热处理状态为调质,焊接时为了防止热影响区软化,需降低焊接热输入,不宜采用大直径的焊条或焊丝,宜采用多层多道焊,焊接时尽量采用窄焊道且不横向摆动的运条技术.
Q345B是在Q345（16Mn）基础上加入少量V、Ti、Nb等,利用V、Ti、Nb的碳化物和氮化物析出可提高钢的强度并细化晶粒的一种低合金高强钢[2].根据国际焊接学会推荐的碳当量公式Ceq等于[C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15]%等于（0.38～0.47）%,Ceq<0.5%,可以看出Q345B的淬硬倾向不太明显,其冷裂纹不太敏感,但由于含有V、Ti、Nb沉淀强化元素,Q345B有再热裂纹倾向.刀座楔块Q345B的热处理状态是正火,由于含有V、Ti、Nb合金元素,焊接时为防止沉淀相聚集长大引起晶粒长大,使热影响区脆化,宜选择小线能量兼预热的方法.
1.2异种钢焊接中接头性能突变由于ZG35Cr1Mo的含碳量较高,Q345B的含碳量低,焊接时存在碳浓度梯度,焊缝在熔合附近会形成碳迁移扩散层,即在熔合区靠近ZG35Cr1Mo侧形成脱碳层,在Q345B侧形成增碳层.脱碳层的出现,引起靠近熔合区的ZG35Cr1Mo侧发生软化,增碳层则使靠近熔合区的Q345B侧形成马氏体淬硬层而发生脆化.
碳迁移扩散层的形成对持久强度影响较大,且断裂大部分发生在熔合区脱碳层上,随碳扩散的发展,接头在熔合区发生脆性断裂倾向增大.正是由于碳迁移扩散层的形成,才引起熔合区材料性能发生突变,为保证焊接接头性能圆滑过渡,焊接时要正确选择填充材料.对于盾构机刀盘这种长期工作的钢结构,只有控制刀座芯体与刀座楔块异种钢焊接中碳迁移扩散层,才能保证刀盘的持久耐用.
2ZG35Cr1Mo与Q345B的焊接工艺
2.1焊前准备用风动砂轮打磨刀座与刀座楔块坡口及其附近50～100mm内氧化皮、铁锈,至露出原始金属光泽.
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2.2焊接方法采用CO2气体保护焊.
2.3设备KR-500CO2/MAG焊机,氧乙炔火焰,碳弧气刨,风动砂轮,风铲.
2.4焊接材料的选择由于填充金属强度不低于Q345B,选择选择成分及熔敷强度与Q345B相近的实芯焊丝ER50-6填充材料,其化学成分见表3,规格为?准1.2mm,CO2气体纯度≥99.5%.
2.5坡口形式刀座芯体与刀座楔块焊接的坡口形式为单V型坡口,具体如图2所示.
2.6预热预热可以减小温差,降低冷却速度,是防止冷裂纹的有效措施,但提高预热温度,会使焊接操作者的工作环境变差.结合AWSMEIX推荐值：最低预热温度为149℃,最高层间温度为316℃[3].实际生产采用的预热温度为150～200℃,层间温度控制在160～200℃.
2.7焊接定位焊长度为50～100mm,焊接工艺与正式焊接相同.为了减小焊接变形,降低热影响区晶粒粗化引起的不利影响,降低母材有害成分对焊缝质量的的影响,需要减小焊接热输入,因此采用多层多道焊工艺.为降低ZG35Cr1Mo中有害元素对焊缝质量的不利影响,需从Q345B侧引弧.多层多道焊要求焊接时焊枪不能摆动,并且每一道厚度不超过5mm.另外,多层多道焊中,上一层对下一层起晶粒细化作用,相当于正火,能够改善焊缝组织性能.多层多道焊过程中,每一道焊完之后,需用风铲严格清理焊道两侧焊渣,防止产生夹渣,并且可以起消除应力作用.打底焊之后不能用风铲锤击,防止根部焊道出现裂纹.为了获得良好的焊缝外观质量,盖面之后不能用风铲清理焊缝表面.根据实际生产,具体焊接参数见表4.
2.8后热处理后热去氢处理时防止冷裂纹的有效措施,氢在珠光体中的扩散速度较慢,一般焊后加热到250℃以上,保温一定时间,可以促使氢加速逸出,降低冷裂纹敏感性.实际生产中,焊后立即用氧乙炔火焰对焊缝及其附近200mm范围内进行加热,温度为280～300℃,然后用石棉进行保温缓冷至室温.
3结语
冷却至室温之后对焊缝进行磁粉探伤,有90%以上的焊缝质量等级符合JB/T6061-1992II级要求,这表明“预热+小线能量+后热”的焊接工艺能够满足ZG35Cr1Mo与Q345B异种钢焊接要求.
参考文献：
[1]曾正明.机械工程材料手册.金属材料,北京：2003,1.
[2]李亚江.焊接冶金学—材料焊接性.北京：机械工业出版社,2006.
[3]张庆锋,李生智.大型电动机35CrMoA辐板轴焊接工艺.金属热加工,2009,2：32-33.
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