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45钢焊接工艺研究 一 45钢 标准 GB13237-91 TQ/ANSC-1R206003 主要特性 高强度中碳调质钢，具有一定的塑性和韧性，较高的强度、切削性能良好，采用调质处理，可获得很好的综合力学性能，淬透性较差，水淬易产生裂纹。中小型零件后可得到较好的韧性及较高的强度。大型零件以采用正火处理为宜。但45钢的焊接性能较低，虽可焊接但焊接前进行预热，且焊后进行退火处理。以消除焊接应力。 用途举例 适用于制造较高的运动零件，如空压机、活塞、蒸汽机平机的叶轮、重型及通用机械中轧制轴、连杆、锅杆齿条等。 生产品种 扁钢、热轧厚钢板、热轧宽钢带、热轧和冷轧的薄厚钢板和钢带。 化学成分 含碳（C）量是0.42~0.50%，Si含量为0.17~0.37%，Mn含量0.50~0.80%，Cr含量≤0.25%，Ni含量≤0.30%。， Cu含量≤0.25% 主要性能 拉力强度mpa=600 屈服点mpa=385 伸长率%=16 断面收缩率ψ（%）≥40 冲击功αkv（J/cm2）≥39 硬度（HB）≤229 二 45钢焊前分析 45钢的碳当量含碳较高(0.42~0.50%)，淬透性大，焊接性较差，焊接工艺复杂，焊接过程中易产生焊接冷裂纹，为了提高抗裂性应采用低氢型焊丝（条），并采用焊前预热和焊后及时热处理；由于含碳量高，含合金元素，焊缝凝固结晶时，结晶温度区间大，偏析倾向也大，因而焊接时具有较大的热裂纹敏感性，为了防止产生热裂纹，要求采用低碳焊丝(条)，在焊接工艺上注意填満弧坑；低合金超强钢还具有应力开裂敏感性，这种应力开裂常发生在水或高湿度空气等弱腐蚀介质中，为了降低焊接接头的应力腐蚀开裂，应用采用热量集中的焊接方法和小的焊接线能量，并注意避免焊件表面的焊接缺陷和划伤。 三 45钢焊接工艺的选择 3.1试验件的选择 根据常用材料的焊接所以用Φ45×8的45钢管进行焊接 3.2焊接方法和线能量的选择 大部分焊接方法都可以用于异种钢的焊接，在选择焊接方法时既要考虑满足异种钢接的质量要求，又要尽可能考虑效率和经济效益。在一般生产条件下，手工电弧焊使用最方便，由为焊条和种类多便于选择，适应性强，可以根据不同的异种钢组合，确定适用的焊条。采用小的线能量焊接有利于减少晶粒淬火区的高温停留时间，降低奥氏体的过热长晶和稳定性，从而降低淬火区的脆化程度，采用小线能量还有利于缩小软化区，降低软化程度。在焊接的同时采用焊前预热合焊后热处理还能提高焊接接头的抗冷裂性能，改善淬火区的组织性能。 3.3焊接材料的选择 正确选择焊接材料是异种钢焊接的关键，接头质量和性能与焊接材料关系十分密切，异种钢焊接时焊缝和熔合区由于合金材料被稀释和碳迁移等因素的影响存在着一个过渡区段，这里不但化字成分和金相组织不均匀，而且物理性性能也发生了变化，为确保焊缝金属的韧性、塑性和强度，提高焊缝的抗裂性，应采用低氢低碳合金焊接材料，要保证不产生冷裂纹、热裂纹、尽量降低焊缝硫、磷等杂质的含量，对于焊后热处理的构件，焊缝金属中的合金成分应与基本金属相近。还应用根据焊缝受力情况，对焊缝性能的要求及焊后的处理等情况选择焊接合适的材料。 3.4工艺参数的确定 为降低熔合比，焊接时采用小直径焊条，在可能的情况下，应尽量使用低电流、高电压和快速焊接。 四 试验条件及焊接工艺 4.1试验条件 焊机：ZX-5直流焊机 焊接材料： φ3.2 J507(E5015)焊条，（焊前烘干350－400 ℃ ） 焊件材料：45钢＋40Cr钢。 焊件尺寸及坡口型式：φ45×8，坡口角度70度，钝边1mm，间隙2mm，如图一 图一 焊件尺寸及坡口型式 4.2焊接工艺 采用大坡口，细焊丝，小电流、快速度、多层焊工艺。采用手工电弧焊；焊接材料：E5015（J507）；预热温度：不预热，焊接后不回火，具体的焊接见焊接工艺参数表三。 表三 焊接工艺参数 焊层 填充材料 焊接电流 电弧电压 （V） 焊接速度 (cm/min) 牌号 直径(mm) 极性 电流（A） 1层 E5015 3.2 直流 110－130 23-25 5 2层 E5015 3.2 直流 120－140 23-25 5 3层 E5015 3.2 直流 120－140 23-25 5 五 焊后试件试验结果 5.1焊接试验结果及分析 X射线探伤，焊缝为Ⅰ级 5.2.机械性能合格要求：对于异种钢焊接，焊接接头的抗拉强度不低于两种母材中抗拉强度较低材料的最低值允许值，背弯、面弯弯头直径为4倍板厚，弯曲180度，无裂纹或小于长度小于3mm的微裂纹为合格。通过机械性能试验试件的机械性能合格。