鉆桿耐磨帶焊接缺陷的改進(jìn)方法

鉆桿耐磨帶焊接缺陷的改進(jìn)方法在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，帶有鍥形的4145H鋼在噴焊KB300耐磨帶焊絲后，耐磨帶上出現(xiàn)了大量不合格的裂紋。焊后耐磨帶機(jī)械性能不符合《北京固本科技有限公司KB300耐磨帶焊絲》焊接標(biāo)準(zhǔn)要求，需要對(duì)焊接工藝進(jìn)行改進(jìn)。一、耐磨帶焊接改進(jìn)后的結(jié)果及分析針對(duì)耐磨帶焊接出現(xiàn)裂紋問(wèn)題，北京固本對(duì)耐磨帶焊接工藝進(jìn)行改進(jìn)。在焊接前，將管體預(yù)熱溫度由原來(lái)的150r逐步提高到330r；焊后，對(duì)焊接部分進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間由原來(lái)的4h逐步提高到6h。1、焊接裂紋將焊接前預(yù)熱溫度逐步提高到330r，焊接后立即對(duì)焊接部分進(jìn)行保溫，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，裂紋逐步減少，等保溫時(shí)間達(dá)到6h時(shí)，裂紋消失，此時(shí)，焊接效果達(dá)到最佳形態(tài)。圖2工藝改進(jìn)后的焊接效果耐磨帶焊接裂紋消除。這主要是因?yàn)殡S著預(yù)熱溫度的提高，管體透熱深度增加，管體表面溫度接近于焊接時(shí)焊絲擴(kuò)散溫度，在焊接過(guò)程中減少了因管體內(nèi)外溫差造成的熱應(yīng)力，從而減少了焊接裂紋的形成。但預(yù)熱溫度太高，會(huì)導(dǎo)致噴焊帶流動(dòng)，造成焊接不合格。焊接后，立即進(jìn)行保溫，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，焊接應(yīng)力減小，裂紋逐步消除，但保溫時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)影響生產(chǎn)效率的提高。因此，選擇保溫6h為最佳工藝。2力學(xué)性能表1不同工藝焊接后的力學(xué)性能預(yù)熱溫度（C）150300330400標(biāo)準(zhǔn)保溫時(shí)間（h）4567456745674567常溫Rm(MPa)553560570570630640645655655660670671650658665668>540620C高溫瞬時(shí)Rm(MPa)335340340345365370380380380370366365370372372372硬度HRC46495050515355565455585953555656>50在保溫時(shí)間一定的情況下，隨著預(yù)熱溫度的提高抗拉強(qiáng)度逐步升高；在預(yù)熱溫度一致的情況下，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，抗拉強(qiáng)度逐步升高，但當(dāng)預(yù)熱溫度升高到400°c時(shí)，抗拉強(qiáng)

度開(kāi)始出現(xiàn)下降趨勢(shì)；硬度值的變化規(guī)律與抗拉強(qiáng)度一致。這主要是因?yàn)轭A(yù)熱溫度上升，基體表面溫度升高，溫差減小，有利于焊接時(shí)組織均勻化，提高抗拉強(qiáng)度，但當(dāng)溫度太高焊接層出現(xiàn)熔化現(xiàn)象，使組織破壞，強(qiáng)度下降；保溫時(shí)間延長(zhǎng)，有利于焊接組織均勻化，從而提高性能，但預(yù)熱溫度超過(guò)330r時(shí)，焊接部分開(kāi)始出現(xiàn)熔化現(xiàn)象.為此，預(yù)熱溫度選擇300r為佳：保溫時(shí)間達(dá)到6h后，抗拉強(qiáng)度幾乎不再變化，從生產(chǎn)效益方面考慮，選擇保溫6h為宜。3顯微組織圖3不同保溫時(shí)間F焊縫區(qū)的顯微組織3顯微組織圖3不同保溫時(shí)間F焊縫區(qū)的顯微組織500X(b)4h 測(cè)Bh圖4不同保溫時(shí)間下焊接接頭熔臺(tái)線附近的顯微組織500X焊接接頭經(jīng)不同保溫時(shí)間的顯微組織可知：①?gòu)暮笐B(tài)到保溫6h,其組織表現(xiàn)為從焊態(tài)的貝氏體向回火貝氏體轉(zhuǎn)變，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，第二相析出并增多，但隨著保溫時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng)第二相析出量逐漸減少，與此同時(shí)，微觀應(yīng)力釋放，防止裂紋生成；②由于焊接接頭從焊態(tài)冷卻的冷卻速度要高于基體正火時(shí)的冷卻速度，因而使貝茵鐵素體的不穩(wěn)定程度提高，在施以退火處理時(shí)，第二相析出的速度快，顯然在這種情況下，組織結(jié)構(gòu)調(diào)整至穩(wěn)定狀態(tài)所需的時(shí)間就會(huì)縮短，因此，同基體組織相比對(duì)保溫時(shí)間的要求可以減少：③從保溫時(shí)間、顯微組織、力學(xué)性能3者綜合考慮，當(dāng)保溫時(shí)間為6h時(shí)，強(qiáng)度、硬度達(dá)到了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，且有一定的裕度，組織也較為適宜，達(dá)到了焊后熱處理的效果。4殘余應(yīng)力圖5不同保溫時(shí)間下接頭殘余應(yīng)力變化曲線預(yù)熱溫度為330r時(shí)，不同保溫時(shí)間下接頭殘余應(yīng)力變化曲線可以看到：隨著保溫時(shí)間的增加，焊接接頭殘余應(yīng)力降低。從焊態(tài)到經(jīng)保溫時(shí)間為6h的熱處理，焊接殘余應(yīng)力的松弛速度較快，其后再增長(zhǎng)熱處理保溫時(shí)間則應(yīng)力松弛程度減弱。一般認(rèn)為經(jīng)焊后熱處理其焊接殘余應(yīng)力降低至70％就可滿足消除焊接殘余應(yīng)力的要求。綜合以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)及組織轉(zhuǎn)變結(jié)果，認(rèn)為對(duì)接頭的焊接熱處理保溫時(shí)間定為6h為佳。二、結(jié)論在焊接北京固本KB3