唐洪偉 楊玉明 王嘵曦 李良柱

沖擊輪是風(fēng)扇磨煤煤機(jī)中一個(gè)重要部件，沖擊輪輪轂是由后盤和輪轂體焊接而成，后盤是鍛件9NiMn5，輪轂體是鑄鋼ZG20MnV。構(gòu)件尺寸為φ3 550mm、毛坯質(zhì)量8t。對接形式，全熔透焊縫，毛坯深度90mm。焊縫力學(xué)性能不能低于母材的力學(xué)性能。

由于焊接母材的差異，給焊接生產(chǎn)制造帶來很大的困難，而且沖擊輪在高速旋轉(zhuǎn)下工作，對焊縫的強(qiáng)度和韌性要求很高，因此對所要選用的焊接材料必須進(jìn)行研究和試驗(yàn)，檢測焊縫的力學(xué)性能。

1. 焊接工藝試驗(yàn)

為了保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)進(jìn)度，用試板先進(jìn)行試驗(yàn)。試板母材為9NiMn5和ZG 20MnV對接焊縫。坡口形式如附圖所示。

坡口形式

（1）母材 母材的化學(xué)成分及力學(xué)性能如表1、表2所示，經(jīng)過復(fù)檢，符合規(guī)定。

（2）焊接材料的選擇 根據(jù)母材的特點(diǎn)，為使焊縫力學(xué)性能達(dá)到母材性能，焊接材料選用熔敷金屬含氫量低、抗裂性好的焊材。根據(jù)多次反復(fù)焊接試驗(yàn)，最終確定了需要的兩種焊接材料：一種用于打底過渡焊的低氫型AT—Ni317焊條，另一種是耐磨耐熱的YC—YA309LMo藥芯焊絲和CO2氣體保護(hù)焊填充組合。這樣既能滿足設(shè)計(jì)要求又能降低制造成本，其化學(xué)成分及力學(xué)性能如表3、表4所示。

（3）焊接方法的選擇 根據(jù)工件的特點(diǎn)，我們選擇了焊條電弧焊打底過渡，藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊進(jìn)行填充蓋面焊接。

（4）焊接參數(shù)的選擇 焊件為雙面焊，焊接位置為平焊，直流反接，多層多道焊，工件焊前預(yù)熱150~200℃，控制層間溫度150~250℃，焊后進(jìn)行熱處理。焊接參數(shù)如表5所示。

2. 試驗(yàn)結(jié)果

焊后分別在常溫、20℃、200℃、300℃、350℃的工作狀態(tài)下，對焊縫力學(xué)性能進(jìn)行檢測。試驗(yàn)結(jié)果表明，用這兩種材料所焊焊縫的力學(xué)性能均好于母材，力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

表1 試驗(yàn)用鋼的化學(xué)成分

表2 設(shè)計(jì)要求母材的力學(xué)性能（常溫）

表3 焊接材料的化學(xué)成分

表4 焊接材料的力學(xué)性能

表5 焊接參數(shù)

表6 焊縫的力學(xué)性能 （常溫）

3. 編制焊接工藝方案

（1）焊前焊條必須在干燥箱中經(jīng)300~350℃烘培并保溫1h，烘干取出后置焊條保溫筒中，隨用隨取，焊條取出后保溫筒蓋及時(shí)蓋好。

（2）組對和焊接都必須使用直流焊機(jī)，直流反接。

（3）工件焊接過程中要制定消除焊接應(yīng)力的方法及熱處理次數(shù)，以及焊接過程中和焊后的保溫方法。

（4）超聲波探傷檢查。

（5）對高溫高熱情況下安全防范措施等都作了詳細(xì)的要求和規(guī)定。

4. 結(jié)語

通過沖擊輪的焊接，針對該件選用的焊接工藝方法、焊接材料、焊接設(shè)備及焊接參數(shù)的選擇是完全可行的。其工藝合理可靠，可將其作為一個(gè)典型工藝推廣到相關(guān)產(chǎn)品中去，不僅提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，而且為我單位制作大型鑄鍛結(jié)構(gòu)件積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，市場推廣前景很好。