机车安全链链环的焊接工艺分析

摘 要本文主要通过对机车安全链的链环的35CrMo材质的焊接性分析，采用焊条电弧焊，通过焊接工艺试验，制定出合理的焊接工艺和选择合适的焊接工艺参数。

关键词链环；35CrMo；焊接性分析；工艺试验；焊接工艺

中图分类号TG文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)072-0155-01

一直以来，安全链的断裂时有发生，而安全链主要是由链环通过焊接连接的，因此，为了保证链环的焊接质量，必须制定出合理的焊接工艺。链环的材质为35CrMo，为中碳调质钢，是一种新型焊接材料，本文将对其焊接性进行分析，采用焊条电弧焊，进行焊接工艺试验，制定出合理的焊接工艺和选择合适的焊接工艺参数。

135CrMo的焊接性分析

35CrMo为中碳调质钢，其化学成分和力学性能分别见表1和表2.

由于35CrMo的含碳量高、合金元素含量多，在快速冷却时，从奥氏体转变为马氏体的起始温度Ms点较低，焊后热影响区会产生硬度很高的马氏体，易造成脆化。而高硬度的马氏体，其韧性必然很低， 35CrMo又是在调质状态下施焊，如果焊接以后不再进行调质处理，其热影响区被加热到超过调质处理回火温度的区域，将出现强度、硬度都低于母材的软化区，此处可能成为降低接头强度的薄弱区，因此，焊后最好进行调质处理。由于35CrMo焊接热影响区极易产生硬脆的马氏体，对氢致冷裂纹的敏感性很大，为了防止氢致冷裂纹的产生，除了尽量采用低氢或低氢焊接材料和焊接工艺外，通常应采用焊前预热和焊后及时热处理。由于35CrMo的碳及合金元素含量高，焊接熔池凝固时，固液相温度区间大，结晶偏析倾向大，因而焊接时具有较大的热裂纹倾向，为了防止产生热裂纹，要求采用低碳，低硫、磷的焊接材料。

2焊接材料的选择

根据35CrMo焊接性的分析，采用焊条电弧焊时，为保证焊缝金属有足够的强度、良好的韧性及抗裂性，选用的焊条应具备以下几点：①低氢或超低氢焊条；②低碳和含适量的合金；③低硫、磷等杂质；④合金成分与母材相近。因此，我们初步选用的焊条为：J107Cr，其化学成分和力学性能分别见表3和表4。

3焊接工艺试验

3.1焊接工艺

焊接方法：焊条电弧焊 ；

母材材质、规格：35CrMo24×150×400；

接头型式：板状对接；

坡口型式：带钝边双面V型坡口，坡口角度60°，钝边3mm；

焊接设备：ZX-500S逆变式弧焊机

焊接材料：J107Cr，φ2.5，φ3.2；

焊前准备：焊条需经350～400℃烘焙1小时，在组装前将接缝

        附近20mm范围内用风吵轮打磨至露出金属光泽，并将

        接缝及附近100mm～200mm范围内的油污和一切杂质清

       理干净；

焊前预热：150～250℃；后热温度：200～350℃，焊后保温缓冷；

焊接电流：打底层 :70～90A ；填充、盖面层: 105～125A。

焊件组装见图1，组装时进行反变形，反面焊前需清根。

3.2工艺试验

焊完后焊缝表面无咬边、气孔、裂纹等外观缺陷，射线探伤达到GB3323-87Ⅰ级要求。将试件进行调质处理（850℃淬火（油），550℃回火）后，进行焊接接头力学性能测试，结果见表5。

由表5可以看出，焊后接头的机械性能可以满足要求，断口位置在母材，说明焊缝综合性能优于母材，证明所选工艺规范是合适的。

4机车安全链链环的焊接工艺

链环的结构、尺寸如图1所示。

1）焊接前的准备。①焊条需经350～400℃烘焙1小时。②焊件的表面需清除污垢、氧化皮、锈层。③清扫平台，检查来料。④在组装前将接缝附近20mm范围内用风吵轮打磨至露出金属光泽。⑤将接缝及附近100mm～200mm范围内的油污和一切杂质清理干净。⑥焊接前对链环进行预热：用氧-乙炔焰将待焊部位及其周围100～150mm范围内加热到150～250℃。

2）焊接规范。焊接规范同工艺试验时的焊接规范。

3）焊接工艺操作。采用焊条电弧焊，焊接设备用ZX-500S逆变式弧焊机，焊接材料为J107Cr（用φ2.5焊条打底，用φ3.2焊条填充、盖面）的焊条。链环组装时保证组装间隙2～3mm。采用多层多道焊接，每条焊道与焊道之间须覆盖1/3～1/2。每道焊缝（打底焊除外）焊完后用多头风枪清理焊缝，用多头风枪对焊缝进行200%覆盖率的降低应力处理。每一道焊缝焊完后，都应及时将焊缝表面及施焊部位附近的焊接飞溅等异物清除干净，保证符合焊接要求，同时必须检查焊缝是否有缺陷，如有缺陷，需刨除补焊后再进行后一道焊接，不允许用后一道焊缝盖前一道焊缝的缺陷。每焊完一道焊缝必须进行清理找缺陷、除应力等工作。焊接时，要求填满弧坑，焊道间温度为200～250℃。后热温度：200～350℃，焊后保温缓冷。

4）焊接检验。焊完后链环的焊缝表面不允许有咬边、气孔、裂纹等外观缺陷，射线探伤均达到GB3323-87Ⅰ级要求。为降低热影响区的软化，最后进行调质处理（850℃淬火（油），550℃回火）。

5结论

通过以上工艺试验、实际焊接操作情况以及探伤结果表明：采用焊条电弧焊，焊接材质为35CrMo链环，制定出了合理的焊接工艺，选择出了合适的焊接工艺参数，使机车安全链的链环的焊接质量得到了保证，为以后进行相关材料、相关结构的焊接提供了宝贵的经验。

参考文献

[1]中国机械工程学会焊接学会编 焊接手册(第2版),北京:机械工业出版社,2001.

作者简介

段江丽（1982—），学历：本科，2004毕业于天津大学，助理工程师，现在郑州锅炉有限责任公司技术中心，主要从事焊接工艺的工作。

邢红云（1981—)，学历：本科，2005年毕业于河南科技大学，现在今创集团有限公司工程部，主要从事焊接工艺的工作。

王玉莲（1975—），学历：本科，2003年毕业于河南财经学院，助理工程师，现在郑州锅炉有限责任公司技术中心，主要从事技术管理的工作。

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