Cr-Mo鍛鋼修補(bǔ)焊接工藝

武英海 張光偉 印英猛

我公司生產(chǎn)大型船用柴油機(jī)，在柴油機(jī)缸蓋（鑄鍛件）等耐熱鋼部件生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)由于鑄鍛、碰傷及機(jī)加工操作失誤等引起的缺陷，需對(duì)超標(biāo)缺陷及時(shí)進(jìn)行焊接修補(bǔ)。為了驗(yàn)證修補(bǔ)區(qū)的焊接性能，需根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范預(yù)先完成焊接工藝評(píng)定，并依此焊接工藝進(jìn)行補(bǔ)焊修復(fù)。

1. 試驗(yàn)準(zhǔn)備

挖補(bǔ)焊工藝評(píng)定試驗(yàn)除焊接試板不同于普通板材的焊接試板外，其他程序基本都一樣。預(yù)熱溫度為200~250℃，無(wú)焊后熱處理。試驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)劃如表1所示，焊接參數(shù)如表2所示。

2. 試板焊接

焊接時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：

第一，挖補(bǔ)工藝評(píng)定焊接過(guò)程是關(guān)鍵，焊接前需徹底清除試件表面油污、銹跡等，進(jìn)行定位焊預(yù)裝，按照要求留好間隙及反變形量，打試件編號(hào)鋼印和船級(jí)社見(jiàn)證鋼印，試件編號(hào)鋼印打在試件右下角，在距離試件焊縫兩側(cè)50~100mm處，而且為了焊后方便取樣，需密集打鋼印。

表1 試驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)劃

表2 焊接參數(shù)

第二，將試板整體放入退火爐里進(jìn)行加熱，加熱速度≤100℃/h，加熱到220℃保溫1h，打開(kāi)爐體取出試板，用保溫材料覆蓋，立即進(jìn)行焊接操作，焊縫形式如圖1所示。焊接電流保持在90~150A，實(shí)際打底用電流平均值100A，填充用電流平均值145A，蓋面用電流130A，焊接期間保證層間溫度 ≤300℃，焊后繼續(xù)用保溫材料覆蓋緩冷至室溫?，F(xiàn)場(chǎng)記錄焊接參數(shù)，并交相關(guān)船級(jí)社簽字確認(rèn)。

3. 試驗(yàn)結(jié)果與分析

焊后對(duì)焊接試板按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，在焊縫的兩端取宏觀和硬度試樣，按圖2標(biāo)定位置進(jìn)行硬度試驗(yàn)。沖擊試驗(yàn)取樣時(shí)，每個(gè)試樣上必須有船級(jí)社鋼印，如因加工原因不能保留船級(jí)社原始鋼印，需經(jīng)船級(jí)社允許轉(zhuǎn)移鋼印。

宏觀試樣如圖3所示，檢測(cè)結(jié)果如表3所示。由表3可知，試樣無(wú)任何缺陷，試板焊接質(zhì)量?jī)?yōu)良。

拉伸試驗(yàn)結(jié)果如表4所示，焊縫及熱影響區(qū)的強(qiáng)度及塑性均高于母材要求最小值，這表明焊接接頭的強(qiáng)度和塑性良好。

圖1

圖2

圖3

沖擊試驗(yàn)結(jié)果如表5所示，沖擊試驗(yàn)值遠(yuǎn)大于要求的41J，表明選用的焊材及工藝參數(shù)完全符合要求。

硬度試驗(yàn)結(jié)果如表6所示，接頭各區(qū)的硬度均＜380J，并且高低差別小，說(shuō)明接頭各區(qū)組織均勻，性能一致。

4. 結(jié)語(yǔ)

對(duì)以上試驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，并整理了各階段的試驗(yàn)記錄，編制了試驗(yàn)報(bào)告并附上相關(guān)的證明及記錄數(shù)據(jù)，報(bào)送相關(guān)船級(jí)社審核批準(zhǔn)，工藝人員根據(jù)船級(jí)社頒發(fā)的工藝評(píng)定資格證書批準(zhǔn)的范圍編寫了生產(chǎn)焊接工藝規(guī)程。根據(jù)此焊接工藝規(guī)程對(duì)生產(chǎn)中出現(xiàn)問(wèn)題的產(chǎn)品進(jìn)行了返修，應(yīng)用近三年時(shí)間里，均反映工藝性能良好，并且售后主機(jī)運(yùn)行也一切完好，未發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題。

表3 宏觀及微觀試驗(yàn)

表4 拉伸試驗(yàn)結(jié)果

表5 沖擊試驗(yàn)

表6 硬度試驗(yàn) （HV10）