27simn合金鋼管與35CrMo的焊接工藝對比

龍川【摘要】 旋挖鉆桿在地下施工過程中不僅受到鋼絲繩的拉力,而且受到旋挖鉆機上動力頭的壓力和扭矩,因此鉆桿的工況受力非常復雜,施工現(xiàn)場經(jīng)常出現(xiàn)鉆桿扭曲或斷桿等現(xiàn)象。為避免或減少以上現(xiàn)象的發(fā)生,旋挖鉆桿在設計選材時考慮國內(nèi)的27simn合金鋼管和35CrMo兩種高強度的無縫合金鋼管,因此其焊接性是首要解決的難題。分析對比兩種材料的焊接性及工藝參數(shù)。
針對兩種鋼淬硬傾向較大的特性，采用小的焊接線能量，能有效減少高溫焊接停留時間，避免奧氏體晶粒過熱，但同時會增加奧氏體不均勻性，導致奧氏體穩(wěn)定性降低。27simn合金鋼管坡口設計根據(jù)多層多道焊對坡口要求，同時為保證焊縫根部能充分熔合，設計的焊接坡口 所示。 坡口型式和焊接層數(shù)2.2預熱和后熱溫度通過焊前預熱、焊后消氫處理的工藝措施來避免馬氏體的形成，以降低熱影響區(qū)的淬硬性和加速焊接接頭中氫的擴散逸出，有效防止了焊接冷裂紋的產(chǎn)生。采用Seferain法確定預熱溫度T0（27SiMn）=204℃，T0（35CrMo）=235℃，根據(jù)車間實際要求預熱溫度為：27simn合金鋼管大于等于220℃，35CrMo大于等于250℃。根據(jù)公式Tp=455.5[Ceq]p-111.4計算焊后消氫處理溫度TP（27SiMn）=235℃，TP（35CrMo）=263℃，考慮后熱消氫溫度必須小于母材本身的回火溫度，車間實際使用履帶加熱器包裹焊縫進行消氫處理，升溫30min，溫度達到300℃時開始保溫180min，保溫結束后斷電隨履帶板冷卻，焊后消氫溫控曲線如圖3所示。

27simn合金鋼管焊后消氫溫控曲線2.3工藝參數(shù)通過斜Y型坡口焊接裂紋試驗方法確定27simn合金鋼管工藝參數(shù)為：I=230±10A，U=22±1V，層間溫度120℃～220℃；35CrMo工藝參數(shù)：I=280±10A，U=24±1V，層間溫度160℃～300℃。3應用效果通過上述分析對比，27SiMn的焊接性優(yōu)于35CrMo。
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