45Mn2混凝土送料管的焊接与热处理工艺优化
混凝土送料管是混凝土工程机械上用量最多的易损件,常
用中碳合金钢无缝管毛坯组对焊接. 毛坯管与连接法兰相焊.
焊后再进行热处理以达到设计使用要求。怎样提高质量和使用
寿命、保障安全可靠性,其焊接工艺与焊后热处理是关键因
素。下面针对材质为45mn2的耐磨送料管的焊接与热处理工艺
予以分析并进行工艺优化。
l 性能要求和材质分析
送料管通常在管内带有一定压力下将混凝土从输送泵送往
高处.工作时经常处于带压负荷加频繁振动状态.从而要求管
壁有足够的厚度与强度,但管壁叉不能太厚.以满足质量轻而
又具有耐磨和耐冲击性能的要求。对常用壁厚4~8 mm的热轧
或者正火状态(非调质状态)45mn2无缝管,需焊后进行适当
的调质处理方可达到性能要求。45mn2化学成分见表1,热处
理与力学性能见表2。合金元素mn的主要作用是增加钢的淬透
性、强化铁素体,提高回火稳定性,防止回火脆性。这类钢韧
性往往不是最主要的,淬透性比较大,焊接性比较差。焊接工
艺复杂,焊后必须通过调质处理才能保证接头的性能。这类钢
的纯度对焊接性的影响特别重要,钢中s,p不得大于o.o4%。
表1 45mn2化学成分【质■分数) (% )
c l si l mn i p l s cr l ni
0.42—0.49 i 0.20加.40 l 1.40—1.80 l≤0.o40 i≤0.o40 ≤0.035 l≤0.035
表2 45ma2的热处理工艺与力学性能
热处理 力学性能
淬火温度 冷却 回火温度 冷却 odmpa tr~mpa (%) (%) ad(j·cⅡ产)
/oc
840 油冷 550 水、油冷 ≥900 ≥750 ≥10 ≥45 ≥60
2 焊接性分析
(1)裂纹45mn2含碳量及合金元素含量都较高,具有较
大的热裂纹倾向。为了提高焊缝金属的抗热裂能力。只能采用
低碳低硅、含s,p杂质少的填充材料。在焊接工艺上应注意
收稿日期:2oo7—03—23
保证填满弧坑和保证良好的焊接成形, 因为热裂纹容易出现在
未填满的弧坑处。另外,较高的含碳量和合金元素使钢淬硬倾
向大,冷裂倾向较为严重。主要原因是在550℃以下温度区间
过冷奥氏体的稳定性和较低的ms点所致,在低温下形成马氏
体一般难以产生“自回火” 效应,并且由于马氏体中的含碳量
较高,有很大的过饱和度,硬度和脆性更大,对冷裂纹的敏感
性大。
(2)过热区的脆化 在焊接热影响区的过热区内很容易产
生硬脆的高碳马氏体。冷却速度大.生成的高碳马氏体越多,
脆化也就越严重。为减少过热区脆化,从减少淬硬倾向出发,
采用大的焊接热输入有利,但由于这种钢的淬硬倾向很大,仅
通过加大热输入往往还难以避免马氏体的形成,却反而增大了
奥氏体的过热和提高了奥氏体的稳定性.促使形成粗大的马氏
体,使过热区的脆化更为严重。因此。一般倾向于采用小的热
输入,而同时采取预热、缓冷和后热等措施。
3 焊接工艺分析
45mn2钢管焊前所处的状态很重要.它决定了焊接时出现
问题的性质和所需采取的工艺措施。对于热轧与正火状态的钢
管。采用先焊接再进行整体调质。焊接时的主要问题是裂纹,
热影响区的性能可通过焊后的调质处理来保证,焊接工艺方法
没有限制。大批量生产一般采用co 焊进行焊接。选取焊丝
用中碳合金钢无缝管毛坯组对焊接. 毛坯管与连接法兰相焊.
焊后再进行热处理以达到设计使用要求。怎样提高质量和使用
寿命、保障安全可靠性,其焊接工艺与焊后热处理是关键因
素。下面针对材质为45mn2的耐磨送料管的焊接与热处理工艺
予以分析并进行工艺优化。
l 性能要求和材质分析
送料管通常在管内带有一定压力下将混凝土从输送泵送往
高处.工作时经常处于带压负荷加频繁振动状态.从而要求管
壁有足够的厚度与强度,但管壁叉不能太厚.以满足质量轻而
又具有耐磨和耐冲击性能的要求。对常用壁厚4~8 mm的热轧
或者正火状态(非调质状态)45mn2无缝管,需焊后进行适当
的调质处理方可达到性能要求。45mn2化学成分见表1,热处
理与力学性能见表2。合金元素mn的主要作用是增加钢的淬透
性、强化铁素体,提高回火稳定性,防止回火脆性。这类钢韧
性往往不是最主要的,淬透性比较大,焊接性比较差。焊接工
艺复杂,焊后必须通过调质处理才能保证接头的性能。这类钢
的纯度对焊接性的影响特别重要,钢中s,p不得大于o.o4%。
表1 45mn2化学成分【质■分数) (% )
c l si l mn i p l s cr l ni
0.42—0.49 i 0.20加.40 l 1.40—1.80 l≤0.o40 i≤0.o40 ≤0.035 l≤0.035
表2 45ma2的热处理工艺与力学性能
热处理 力学性能
淬火温度 冷却 回火温度 冷却 odmpa tr~mpa (%) (%) ad(j·cⅡ产)
/oc
840 油冷 550 水、油冷 ≥900 ≥750 ≥10 ≥45 ≥60
2 焊接性分析
(1)裂纹45mn2含碳量及合金元素含量都较高,具有较
大的热裂纹倾向。为了提高焊缝金属的抗热裂能力。只能采用
低碳低硅、含s,p杂质少的填充材料。在焊接工艺上应注意
收稿日期:2oo7—03—23
保证填满弧坑和保证良好的焊接成形, 因为热裂纹容易出现在
未填满的弧坑处。另外,较高的含碳量和合金元素使钢淬硬倾
向大,冷裂倾向较为严重。主要原因是在550℃以下温度区间
过冷奥氏体的稳定性和较低的ms点所致,在低温下形成马氏
体一般难以产生“自回火” 效应,并且由于马氏体中的含碳量
较高,有很大的过饱和度,硬度和脆性更大,对冷裂纹的敏感
性大。
(2)过热区的脆化 在焊接热影响区的过热区内很容易产
生硬脆的高碳马氏体。冷却速度大.生成的高碳马氏体越多,
脆化也就越严重。为减少过热区脆化,从减少淬硬倾向出发,
采用大的焊接热输入有利,但由于这种钢的淬硬倾向很大,仅
通过加大热输入往往还难以避免马氏体的形成,却反而增大了
奥氏体的过热和提高了奥氏体的稳定性.促使形成粗大的马氏
体,使过热区的脆化更为严重。因此。一般倾向于采用小的热
输入,而同时采取预热、缓冷和后热等措施。
3 焊接工艺分析
45mn2钢管焊前所处的状态很重要.它决定了焊接时出现
问题的性质和所需采取的工艺措施。对于热轧与正火状态的钢
管。采用先焊接再进行整体调质。焊接时的主要问题是裂纹,
热影响区的性能可通过焊后的调质处理来保证,焊接工艺方法
没有限制。大批量生产一般采用co 焊进行焊接。选取焊丝
45Mn2混凝土送料管的焊接与热处理工艺优化
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本文2009-05-12 11:02:06发表“工矿企业”栏目。
本文链接:https://www.wenmi123.com/article/121782.html
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