ER50—G與ER55—Ni1在不同溫度下的應(yīng)用

■ 胡杰超

我公司承接了某風(fēng)電公司設(shè)計(jì)3.0WM機(jī)組的底座，該部件是發(fā)電機(jī)組的重要受動(dòng)載荷的關(guān)鍵部件，該部件因安裝地點(diǎn)不同，部件的生存溫度分別為-40℃及-50℃，可以直接選用-50℃的焊絲來(lái)焊接-40℃的產(chǎn)品，但成本太高。本文就先選-40℃的焊絲來(lái)焊接-50℃產(chǎn)品進(jìn)行工藝評(píng)定試驗(yàn)，最后成功確定了產(chǎn)品在不同溫度下不同焊材的應(yīng)用。

焊接坡口及焊接順序

表1 母材力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果

1. 母材試驗(yàn)

客戶指定產(chǎn)品母材為Q345E材料，GB/T1591中規(guī)定該材料-40℃沖擊吸收能量≥34J，而客戶要求材料在-40℃及-50℃沖擊吸收能量≥34J。因此針對(duì)母材進(jìn)行材料復(fù)檢，在同一張鋼板上取樣，做拉伸、彎曲及-40℃、-50℃的低溫沖擊試驗(yàn)，結(jié)果如表1所示。從表1的結(jié)果看，客戶選擇的母材可以滿足-40℃、-50℃低溫沖擊性能要求。

2. 焊接試驗(yàn)

（1）焊接評(píng)定方案 本試驗(yàn)要求按照NB/T47014—2011規(guī)定制作焊接試件。分別制作：按照GB/T228拉伸試樣2個(gè)；按照GB/T2653彎曲試樣4個(gè)（可用4個(gè)側(cè)彎）；沖擊試樣3套（熱影響區(qū)3套、焊縫區(qū)各3套），按GB/T229進(jìn)行試驗(yàn)。

（2）焊接方案一 選用林肯的ER50—G實(shí)芯焊絲，焊接方法采用CO2氣體保護(hù)焊。試板規(guī)格500mm×150mm×40mm兩塊，取樣時(shí)在該焊接接頭上同時(shí)取-40℃及-50℃沖擊試樣。試板的坡口及焊接順序如附圖所示，焊接參數(shù)如表2所示。

工藝措施：砂輪打磨焊接坡口及坡口周邊15～20mm內(nèi)的切割熔渣及毛刺等影響焊接質(zhì)量的雜質(zhì)。控制層間溫度（150±30）℃，焊接時(shí)按照?qǐng)D中的焊接順序采用正反交替焊來(lái)控制焊接變形。

表2 焊接參數(shù)

表3 試驗(yàn)結(jié)果

表4 焊接參數(shù)

表5 試驗(yàn)結(jié)果

焊后熱處理：升溫速度≤80℃/ h，保溫時(shí)間4h，降溫速度≤70℃/ h，100℃以下出爐。

試板熱處理完成后放置24h，按NB/T47013.3中I級(jí)UT探傷合格及按NB/T47013.4中I級(jí)MT探傷合格。力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

從表3可以看出，同一焊接接頭分別取得的沖擊試樣在-40℃與-50℃沖擊值相差較大，-50℃焊縫區(qū)沖擊值有兩個(gè)＜34J,判定為不合格，因此該焊絲不能應(yīng)用在-50℃的產(chǎn)品上使用。

（3）焊接方案二 選用林肯的ER55—Ni1實(shí)芯焊絲，焊接方法采用CO2氣體保護(hù)焊。試板規(guī)格500mm×150mm×40mm兩塊，取樣時(shí)在該焊接接頭上同時(shí)取-40℃及-50℃沖擊試樣。試板的坡口同方案一，焊接參數(shù)如表4所示。

工藝措施與焊后熱處理同方案一，試板熱處理完成后放置24h，按NB/T47013.3中I級(jí)UT探傷合格及按NB/T47013.4中I級(jí)MT探傷合格，力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。從表5可以看出，同一焊接接頭分別取得的沖擊試樣-40℃與-50℃沖擊值相差不大，該焊絲可以應(yīng)用在-50℃的產(chǎn)品上使用。但使用在-40℃的產(chǎn)品成本太高。

3. 結(jié)語(yǔ)

從以上工藝評(píng)定的數(shù)據(jù)來(lái)看，-40℃的產(chǎn)品使用ER50—G焊絲，-50℃的產(chǎn)品使用ER55—Ni1焊絲是適宜的、經(jīng)濟(jì)的。通過(guò)本試驗(yàn)為我公司的產(chǎn)品在不同溫度下焊材的選擇提供了技術(shù)支撐。