合金钢42CrMo与ZG270-500焊接工艺

张俊飞

（沈阳智谷建设发展有限公司，辽宁 沈阳 113122）

合金钢42CrMo与ZG270-500焊接工艺

张俊飞

（沈阳智谷建设发展有限公司，辽宁 沈阳 113122）

通过对合金钢42CrMo与ZG270-500的焊接性分析，确定焊前预热、焊后热处理及焊接过程中的温度及其他焊接工艺参数，严格控制焊接顺序和对淬硬层的清除，采用火焰加热的方法对焊缝进行保温，对焊接操作者及质量控制人员进行培训及技术交底，保证了焊接性较差的异种材料的焊接质量。

螺旋轴；焊接缺陷；混合气体保护焊；焊后热处理

0 前言

沈阳智谷建设发展公司研制的矿山机械设备中的螺旋轴采用42CrMo钢与ZG270-500钢的焊接结构，其中轴的材质为42CrMo，螺旋叶片的材质为ZG270-500。该螺旋轴用于研磨矿物，在工作过程中承受动载荷，要求焊接后具备良好的综合力学性能。这两种异种材料焊接性差，需要编制严谨的焊接工艺文件，并在焊接过程中严格执行，才能确保焊接质量。

1 42CrMo钢焊接性能

42CrMo与ZG270-500的化学成分如表1所示。

表1 材质化学成分 %

图1 螺旋轴结构

2 焊接方法选择及焊接工艺参数

根据对螺旋轴材质的焊接性分析，选用混合气体保护焊焊接，保护气体为φ（Ar）80%+φ（CO2）20%，焊丝型号ER50-6，焊丝直径1.2 mm，焊接工艺参数如表2所示。

表2 焊接工艺参数

3 焊接实施过程技术要求

（1）组对。按图纸尺寸要求将轴和叶片进行组对，轴和叶片的定位焊焊接前需对定位焊部位采用氧乙炔火焰局部预热150℃～200℃，定位焊焊缝长度10～15 mm，焊缝间隔150～200 mm。焊前对焊缝区域进行水、油、锈的全面清理。

（2）叶片焊前预热。将组对后的螺旋轴放入炉中进行加热，加热温度200℃～250℃。

（3）叶片焊接。由4名焊接工人同时焊接叶片与叶片之间的连接焊缝，焊接过程应保证焊缝两侧50 mm范围内温度不低于150℃，一旦开始焊接后，应连续不能停顿，如果必须停顿则需要重新预热。

（4）叶片与轴焊前预热。叶片之间的焊缝焊接完成后，将螺旋轴放入炉中再次加热，加热温度为350℃～400℃，保温4 h后取出。

（5）轴与叶片焊接。焊接应在封闭厂房中进行，焊件放置在远离出入门的位置，防止空气流通造成焊缝冷却速度非匀速变化，导致焊接缺陷。由4名焊接工人同时焊接轴与叶片之间的连接焊缝，焊接过程中保证轴及叶片的温度不低于300℃，一旦开始焊接后，应连续不能停顿，如果必须停顿需要重新预热，中途休息时要有焊工替换，如图2所示。

图2 螺旋轴焊接

（6）焊后热处理。轴与叶片焊接完成后，立即放入炉中（入炉时，炉温应大于350℃）加热到400℃～ 450℃，保温8 h，炉冷却至室温，如图3所示。

图3 焊后热处理

（7）叶片与叶片、轴与叶片焊接时，每一侧焊完3～4道后就要旋转180°焊接另一侧的焊缝，所有焊缝的焊接依次进行。

（8）开始焊接对面焊缝之前，需要用碳弧气刨清除焊根，并使用砂轮打磨以清除淬硬层。

（9）焊接轴与叶片的焊缝时，应先在轴上堆焊过渡层，然后逐步填充整个焊缝，每层焊缝焊完后，应采用风镐适度锤击焊道以消除焊接应力。

（10）使用氧乙炔加热方法加热已焊完的焊缝，保温缓冷直至进炉为止。

（11）对焊接操作人员及质量检验人员按上述实施过程技术要求及焊接工艺参数进行培训，对重点控制项进行强调及进一步解释说明。

4 质量检验

按照图纸技术要求，对焊缝进行外观检验及渗透探伤检验，焊缝质量符合相关要求，渗透探伤检验如图4所示。

图4 无损探伤检验

5 结论

通过分析制造螺旋轴的两种材料42CrMo钢与ZG270-500钢的焊接性，制定了合适的焊接工艺并严格执行，有效保证了焊接性较差的两异种钢的焊接质量。为防止焊缝裂纹的形成，焊前全面清理焊缝区域的水、油、锈，对焊缝根部进行碳弧气刨处理，严格控制焊前预热、层间温度和后热处理温度。

[1]陶福贵，张兵，陈晓涛，等.合金钢42CrMo在焊接件中的实际应用[J].科技创新导报，2010（18）：82-83.

[2]刘须收，吴建英，畅站东.中碳调质钢ZG42CrMo齿圈的冷焊焊接修复[J].现代焊接，2013（10）：46-47.

Welding procedure of alloy steel 42CrMo and ZG270-500

ZHANG Junfei
（Shenyang wisdom Construction Development Co.，Ltd.，Shenyang 113122，China）

Through dissimilar materials welding performance analysis of the alloy steel 42CrMo and ZG270-500，determine the preheating temperature，postweldheattreatmenttemperatureandotherweldingprocessparameters，strictlycontroltheweldingsequenceandtheremoval of hardening layer，the welding seam is insulated by the method of flame heating，and the training and technical disclosure of welding operator and quality control personnel are carried out to ensure the welding quality of dissimilar materials with poor weldability.

spiral shaft；welding defects；mixed gas shielded arc welding；post weld heat treatment

TG456.7

B

1001－2303（2017）08－0116-03

10.7512/j.issn.1001-2303.2017.08.23

2017-01-16；

2017-03-07

张俊飞（1980—），男，工程师，主要从事矿山冶金机械焊接技术研究、焊接工艺评定、材料性能测试等方面的工作。E-mail：zjf112255@163.com。