45号钢液压缸MAG自动焊无预热焊接工艺-.pdf

生产应用 r缛掳 4 5号 钢 液 压 缸 MAG 自动 焊 无 预 热 焊 接 工 艺 机械科 学研究院 哈 尔滨焊接研究所 1 5 0 0 2 8 徐 州 徐 工 液 压 件 有 限 公 司 2 2 1 0 0 4 方乃文 齐万利 韦金钰 李连胜 杨子佳 周 阿芳 陈默 李苏珊 摘要液压缸筒是液压缸的关键零件 ， 由于其筒径大和筒壁厚， 采用传统的焊条电弧焊工艺很难达到其质量 及效率要求； 通过采用 MA G自动焊、 合理的焊接工艺规范进行焊接， 结果表明 4 5号钢焊接接头性能 良好、 焊缝金 相组织无缺陷， 焊缝区硬度分布均匀， 无需预热及焊后热处理即可获得高质量的焊接接头。 关键词 液压缸筒MA G 自动焊工艺参数4 5号钢 中图分类号 r G 4 4 4． 2 0前 言 近年来 ， 随着国内工程机械行业 的迅猛发展 ， 液压 机较传统机械压机具 有更 广泛的应 用 ， 由于其具有传 动功率范 围大 、 可靠性好 、 寿命长 、 噪音低 、 机械效率高 及安全性 能好 等 特点 ， 广 泛地 应用 于 冲制 大 型冲 压 件 ] 。对于液压机重要执行元件 的液压筒也提 出了较 高的技术要求 。由于其筒径大 、 筒壁厚 ， 增加 了焊接难 度。4 5号钢焊接 时通常采用预热 、 焊后热处理等工 艺 措施 以避免产生裂纹。试验证明， MA G自动焊在 4 5号 钢液压缸筒的焊接应 用 中， 通过采用适 当的焊接接 头 形式和焊接工艺 ， 不需进行焊前预热及焊后热处理 ， 不 但提高了焊接生产效率 ， 而且还保证 了焊接接头的优 良性能。 1 试验材料及方法 试验用钢管材料为 4 5号钢 ， 供货状态 为热轧 ， 规 格为 2 4 4 mm X 3 1 4 m m 2 4 m m， 其化学成分和力学性 能见表 1 。试验利用低强高配焊接工艺来 降低预热温 度 ， 焊接材料采用 E R 6 0一 G实心焊丝 ， 焊丝直径为 西 1 ． 2 m m， 焊丝的化学成分及力学性能见表 2 。由于 4 5号 钢氢致裂纹敏感性较强 ， 因此焊接材料采用氢含量较 低的焊丝， 其扩散氢含量见表 2 。 C O 气体保 护焊因其氧化性 太强 ， 无论是冶金 焊 表 1 试验 用 4 5号钢的钢管化学成分及力学性能 O． 0 9 0． 6 9 1 ． 71 0 ． 1 6 8 0 ． 1 0 5 0 ． 0 0 3 0 ． 0 0 8 0． 2 9 6 3 0 5 4 0 2 6 8 4 1 ． 2 9 收稿 日期 2 0 1 30 52 2 接性还是工业焊接性都不理想 ， 所 以 C O 气体保护焊 主要应用 于低碳 钢及强度 在 5 0 0 MP a以下的低合金 2 O l 3年第 7期 3 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 钢。而以纯 A r 保护的 MI G焊 ， 由于阴极斑点有 自动寻 找氧化膜 的倾 向， 阴极斑点漂移而引起电弧不稳 ， 最终 导致焊缝边缘不整 齐， 甚至得 到蛇形 焊道。因此采用 8 5 ％A r 1 5 ％C O 2 作为 MA G焊的保护气体。 试验用焊接设备采用 T r a n s P u l s S y n e r g i c 4 0 0 0 F r o ． n i u s 型数字化焊机 ， 配合焊接机器人及翻转 台使用。 2 焊接工艺试验 2 ． 1 坡 口及尺寸 焊接前对 U形坡 口及坡 口两侧 5 0 m m范围内的油 2 。 ／ 1 一_＼R 4 I 、L ， ／，／／／／ ／／ J l J 一1 2 罨。 8 l ／ ／／／／， ／ ． 1 5 2． a 左侧管坡 口形式 污 、 铁锈及其它杂物进行清理 ， 使其露 出金属光泽 。坡 口钝边为 1 mm， 其 目的是减少母材熔人焊缝金属 的比 例 ， 减少焊缝 中的含碳量 ， 防止裂纹 发生， 坡 口形式见 图 1 。 2 ． 2 焊接工艺参数 对接管定位采用小 电流均匀 点焊 4点 ， 点焊后立 即进行第 1道 、 第 2道焊接 ， 无 摆动。第 3道 填充加 1 ． 5 m m摆动 ， 第 4道 盖面加 2 ． 0 mm摆动 ， 频率 为 5 Hz 。层间温度控制在 2 0 0- 4- 1 0 ℃， 具体焊接参数见 表 3 。 2 。 R4 I 一 、 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， J l 』 J 宴 ， ， ， ， ， ， ， ， ， I j o L一 1 6 2 一 图 1 焊接坡 口形式 表 3 焊接工艺参数 b 右侧管坡 口形式 3试验结果及分析 3 ． 1 焊缝表面质量及探伤检验结果 焊接完成后对焊接 管表面观察发 现， 焊缝余 高 1 mm， 焊缝波纹均匀美观 ， 焊缝表面熔合完全 ， 焊接完成 2 4 h后焊缝表面无延迟裂纹。 焊接完成 2 4 h后 ， 按 J B ／ T 4 7 3 0 --2 0 0 5 承压设备 3 6 2 0 1 3年第 7期 无损检测 标准进行射线和超声波探伤检验， 均达到 I 级标准要求 。 3 ． 2 力学性能检验 焊后4 8 h按 G B ／ T 1 9 8 6 9 ． 1 0 0 5 钢、 镍及镍合 金的焊接工艺评 定试 验 标准规定 的钢管对接接头试 样的截取位置取样 。具体取样位置见 图 2 ， 1 处位置为 固定 端 ， 在 2和 4处位 置分别取 1个拉伸试 样、 2 个 弯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m