ZG42CrMo托輪的焊接工藝研究

托輪是我公司主要的水泥件產品。托輪在回轉窯使用過程中起到支撐和轉動傳輸作用，要承受很大的高溫和交變載荷。由于托輪質量要求非常嚴格，所以鑄造后期的焊接修補就顯得極為重要。如果焊補質量不好，托輪運行過程中出現開裂甚至脫落，就會造成很大的經濟損失。

ZG42CrMo托輪的焊接性分析

托輪材質為ZG42CrMo，屬于低合金高強鋼。由于托輪截面厚大,且托輪材質淬硬性很強,所以在焊后很容易得到馬氏體組織，降低了焊接熱影響區部位的韌性和塑性,在焊接應力的作用下容易產生裂紋,給焊接帶來很大困難。

ZG42CrMo托輪屬于中碳調質鋼，焊接過程中容易產生熱裂紋、冷裂紋、熱影響區脆化和軟化。

在調質狀態下進行焊接時，主要問題是焊接裂紋和熱影響區的脆化和軟化。高碳馬氏體引起的熱影響區脆化和硬化，可以通過焊后回火來解決。而高溫回火區軟化引起的強度下降,在焊后不能進行調質處理的情況下是無法挽救的。因此,在制定焊接工藝時要注意防止裂紋和避免軟化。

焊后熱處理

為避免產生延遲裂紋，托輪在焊后需要立即進爐進行去應力處理，溫度以低于調質回火溫度30℃為宜，我公司選擇550?600T的回火工藝。

焊接工藝評定

參照上述工藝參數，以ZG42CrMn托輪相同材質作試件,進行焊接工藝評定試驗。試板尺寸 為 500 mm X 400 mm x 100 mm。焊接時預熱至350T.，焊后進行580T去應力處理待試件冷卻放置24h后，超聲檢測和磁粉檢測均未發現裂紋。力學性能方面：抗拉強度=710 MPa,?服強度 & = 620 MPa，延伸率 A = 22? 5%， 沖擊/t_KV>80J_D彎曲試驗結果顯示無開放性裂紋,焊層表面拋光后，測得硬度為213 HBW_n上述力學性能數據符合ZG42OM0材質的技術要求。

經過分析,隱針馬氏體是由于焊接時焊口冷卻速度過快而產生的。托輪直徑較大,預熱出 爐后表面溫度能夠達到工藝要求,但實際內部溫度不足,焊接時產生的熱量被內部快速吸走,導致影響區硬度值很高。是裂紋部位的顯微鏡檢測結果。焊接區域裂紋部位存在

焊口冷卻速度過快,從托輪焊縫處硬度值高于其他處也可以得到驗證。另外,2#缺陷處于冒口面,碳元素偏析會使焊口淬硬傾向加大,增加裂紋產生幾率。返修時應提高預熱溫度和該溫度下的保溫時間。

托輪返修:用砂輪去除2#缺陷裂紋,磁粉檢測顯示無缺陷后整體進爐預熱，出爐溫度為 400$，焊前打磨焊口處灰塵等雜物，焊后立即進爐進行回火處理。冷卻后磁粉和超聲檢測合格，金相組織為細小鐵素體和珠光體。

 參照以上檢測結果，我們改進了焊接工藝，根據不同尺寸的托輪適當提高預熱溫度和保溫時間。后續托輪焊后沒有出現裂紋等缺陷。最后得到以下結論：偏析會造成冒口面含碳量增加和淬硬性增強,焊接此處缺陷時應該選擇高預熱溫度和小焊接線能量。

托輪缺陷越小的部位焊后硬度值越高，焊后組織沖擊韌性越低。當托輪工作面出現小缺陷時，應提高預熱溫度，防止焊后出現低塑性組織，這樣可以避免托輪在使用過程中由于擠壓而造成焊口脫落。