磁極接頭焊接加熱并隨后冷印的工藝過程,必然形成一種與母材不相同的金屬組織并產(chǎn)生不同的應(yīng)力狀態(tài),因此,焊件容易產(chǎn)生變形和裂紋。
我們知道,選擇不同的焊接線能量可以得到不同的冷卻速度,使工件得到質(zhì)量優(yōu)良的焊接接頭。然而對于裂紋敏感的結(jié)構(gòu)件如空實(shí)心磁極的焊接,只采用加大線能量的方法來調(diào)節(jié)冷卻速度,往往只帶來金屬熔化劇烈的弊病,在這種場合下,必須采取但前丁件加熱或焊接過程中加熟的方法來調(diào)節(jié)冷卻速度,而線能量仍然不變。預(yù)熱可以降低焊接區(qū)域的冷卻速度,其目的是使冷卻過程中不產(chǎn)生對裂紋敏感的微觀組織,減少收縮應(yīng)力,并使高溫熔解在鋼水中的氫有較多的時間逸出。對于焊接件是否需要預(yù)熱、預(yù)熱溫度該多少,可.采用如下估算方法。
(l)碳當(dāng)量估算法,把所焊母材的化學(xué)成份按下式計算,如果碳當(dāng)量大于0.45-0.55,則應(yīng)考慮焊前加熱。
C當(dāng)=C%+Mn/6+(Cr%+V%)/5+(Mo/4)%+(Nil25)%+(Cr/l3)%+P/2(l)
(2)考慮厚度的碳當(dāng)量估算方法估算式如下:
C總=(1+0.005δ)(2)
式中 C當(dāng)——為(l)式中估算出的碳當(dāng)量
δ——板厚(基本)
(3)考慮化學(xué)成份和工件厚度的預(yù)熱溫度估算法估算式如下:
T預(yù)=350C總-0.25
式中 T預(yù)——預(yù)熱溫度,℃
C總——為(2)式中考慮厚度算出的碳當(dāng)量
(4)考慮工件厚度和擴(kuò)散氫含量的預(yù)熱溫度估算方法,對于強(qiáng)度等級在60-90kglmm范圍內(nèi)的低合金結(jié)構(gòu)鋼,不僅要考慮工件厚度對于預(yù)熱溫度的影響,還要考慮擴(kuò)散氫含量的影響,估算如下。
T預(yù)=120+120lg'(HD3.5)+5.0(h-20)+δ(δb-83) (4)
式中 T預(yù)——預(yù)熱溫度,℃
HD——焊縫金屬中擴(kuò)散含氫量,0.L-40mU100g
h——焊縫金屬的厚度,mm
δb——焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度,Mpa
選擇預(yù)熱溫度,除上述估算方法外,還有硬度試驗(yàn)法和縫隙式抗裂試驗(yàn)法等,這些方法模擬試件的厚度、變形情況、坡口形式等條件進(jìn)行焊接,焊后觀察是否存在過高硬度(HV>350),是否存在裂紋敏感的微觀組織及裂紋,。從而決定所需預(yù)熱溫度。
由于預(yù)熱或中間加熱降低了冷卻速度避免了淬硬組織的出現(xiàn),并且使焊接殘預(yù)應(yīng)力顯著下降,采用預(yù)熱,可以控制。件的 超量以的能整區(qū)在實(shí)際生產(chǎn)中,由于對預(yù)熱或中間加熱缺乏應(yīng)有的認(rèn)識而采取草率的態(tài)度,常常導(dǎo)致焊件變形,甚至造成嚴(yán)重的后果。例如用燒嘴對較厚的工件,只是表面短時間加熱幾分鐘就算完一了,或是在加熱裝置與焊接操作處相隔一定距離要搬運(yùn)的情況下,沒有考慮由于搬運(yùn)和等待吊車而造成的降溫。因此,采用預(yù)熱,特別是局部預(yù)熱時,·要把預(yù)熱溫度、預(yù)熱范圍(寬度,工件厚度的2-3倍)、檢測預(yù)熱溫度的位置和預(yù)熱的升溫速度都要在操作規(guī)程中具體規(guī)定并嚴(yán)格執(zhí)行。
經(jīng)過一年多來的嚴(yán)格按照工藝執(zhí)行,基本解決了空,實(shí)心磁極焊后的變形問題,調(diào)速電機(jī)的質(zhì)量明顯提高,達(dá)到了預(yù)期的效果。