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1、預熱溫度經過對45鋼焊接性的分析,其焊接性相對低碳鋼較差,一般球磨機大齒輪在焊前需預熱及保證層間溫度,以降低焊縫和熱影響區的冷卻速度,從而防止產生馬氏體。預熱溫度取決于母材厚度、結構剛性、焊條類型和工藝方法,綜合球磨機大齒輪的厚度及其剛性等,最終確定預熱溫度≥250V。
2、球磨機大齒輪的焊接材料的選擇選用焊條時,要根據等強原則選用強度級別相同的焊條;對于焊縫性能(塑韌性)要求高的重要結構,或容易產生裂紋的鋼材和結構(厚度大、鋼性性大、施焊環境溫度低等)焊接時,應選用堿性焊條,甚至超低氫焊條。一般中碳鋼應盡量選用低氫型焊接材料,它們有一定脫硫能力,熔敷金屬塑性和韌性良好,擴散氫含量又少,所以無論對熱裂紋或氫致冷裂紋來說,抗裂性都高。
由于45鋼含碳量較高,且大齒輪的厚度大,形狀復雜,易產生裂紋,因此綜合考慮選擇J506焊條( 3.2mm)其焊縫金屬化學成分及力學性能如下表所示。焊條焊前需經350℃烘干2h,烘干的焊條應放在保溫筒內,隨用隨取(1~4h內)。
3、焊接工藝
焊接熱輸入不僅影響焊接熱影響區的性能,也影響焊縫金屬的性能,為了獲得焊接接頭的綜合強韌性,就要避免采用過大的熱輸入。要采用低弧、多層窄道焊縫,不允許橫向擺動焊接,以保證使焊接熱影響區和焊縫金屬有較好的韌性,最大程度上減少焊接變形。
球磨機大齒輪具體焊接工藝如下:
第一、球磨機大齒輪焊前將坡口及周圍20mm范圍內的油污、雜質等清除干凈。
第二、在待焊部位及坡口處覆蓋履帶加熱器,進行預熱,且≥250℃ 。
第三、采用焊接電流為90~130A,電弧電壓為21~24V進行焊接,在焊接過程中,要保證層問溫度不低于預熱溫度,如果低于此溫度,則停止施焊,重新加熱到預熱溫度后,再進行焊接;焊槍不應作過大的橫向擺動,要控制好適宜的焊接速度,每焊完一層,要用圓頭風鏟或小手錘對焊縫表面進行輕度敲擊,以消除焊接應力,且用鋼絲刷將焊縫表面清理干凈后,再繼續焊接。
4、焊后熱處理
齒輪焊接后要立即進行焊后熱處理,避免焊縫及熱影響區產生淬硬組織,改善接頭組織的韌性。
焊后熱處理有兩個目的: ①改善焊接接頭的組織性能和應力狀態, 降低焊縫和近縫區的含氫量,從而有效地提高焊縫抗裂紋性能。② 由于齒輪在焊接后要進行精加工,通過焊后熱處理消除和減少焊接應力,以保證結構尺寸的穩定性。
45鋼在焊接球磨機大齒輪的過程中采用了焊前預熱、焊后熱處理等合理的焊接工藝,因此在焊接過程中有效地防止了裂紋的產生。
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