42CrMo合金鋼的焊接性分析

42CrMo具有較強(qiáng)的淬硬傾向，其化學(xué)成分及力學(xué)性能。根據(jù)表中的化學(xué)成分，按碳當(dāng)量公式計(jì)算得出42CrMo的碳當(dāng)量Ce =0. 90%，焊接性很差。

合金鋼焊接的主要問(wèn)題是產(chǎn)生冷裂紋。依據(jù)焊接裂紋的產(chǎn)生機(jī)理：主要是焊縫金屬中氫的含量，焊接接頭中的殘余應(yīng)力和焊接缺陷的存在及鋼材淬硬傾向。42CrMo的淬硬傾向較大，在焊接熱影響區(qū)容易產(chǎn)生淬硬組織，另外輥筒結(jié)構(gòu)拘束應(yīng)力也較大， 所以必須采取合理的焊接工藝，避免產(chǎn)生淬硬組織，增強(qiáng)接頭及焊接熱影響區(qū)的韌性；減少焊接應(yīng)力，防止產(chǎn)生焊接冷裂紋。

齒輪的焊接工藝

(1) 預(yù)熱溫度由于42CrMo的淬硬傾向，焊縫熱影響區(qū)容易產(chǎn)生淬硬組織，而焊縫的熱影響區(qū)的硬度與冷卻速度成正比，所以為避免焊縫及熱影響區(qū)產(chǎn)生淬硬組織，減緩焊縫的冷卻速度，防止裂紋的產(chǎn)生，采取焊前預(yù)熱是非常重要的。

根據(jù)綜合碳當(dāng)量C_T公式，計(jì)算出焊接預(yù)熱溫度。

計(jì)算得出C_T = 1.125 25；預(yù)熱溫度：T„ = 327. 0°C。

考慮輥筒結(jié)構(gòu)拘束應(yīng)力較大，最終確定42CrMo 與Q345焊接的預(yù)熱溫度為350℃。焊接材料根據(jù)材料的力學(xué)性能要求，結(jié)合合金鋼產(chǎn)生冷裂紋的傾向較大的特點(diǎn)，焊接過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制焊接材料中氫的來(lái)源，并采用低匹配的焊接材料-選用低氫型焊條J507,焊前350T烘干2h,烘干后的焊條必須放在保溫筒里，隨用隨取，并在1 ~4h內(nèi)使用。

(2) 焊接工藝焊接熱輸人不僅影響焊接熱影響區(qū)的性能，也影響焊縫金屬的性能，而焊接技術(shù)則影響著焊縫的質(zhì)量和焊接變形。為了獲得焊接接頭的綜合強(qiáng)鋪性，避免過(guò)大的焊接熱輸人，采取小3. 2mm的焊條封底焊接，要采用低弧、多層窄道焊縫，不允許橫向擺動(dòng)焊接，并保證層間溫度不低于預(yù)熱溫度，以保證使焊接熱影響區(qū)和焊縫金屬有較好的韌性，防止產(chǎn)生焊接裂紋。

(3) 焊后熱處理輥筒接后要立即進(jìn)行焊后熱處理，避免焊縫及熱影響區(qū)產(chǎn)生淬硬組織，改善接頭組織的韌性。

焊后熱處理有兩個(gè)目的：①改善焊接接頭的組 織性能和應(yīng)力狀態(tài)，降低焊縫和近縫區(qū)的含氫量，從而有效地提高焊縫抗裂紋性能。②由于輥筒在焊接后要進(jìn)行精加工，通過(guò)焊后熱處理減少和消除焊接應(yīng)力，以保證結(jié)構(gòu)尺寸的穩(wěn)定性。

由于采用了合理的焊接丁藝，在42CrMo合金鋼輥筒焊接過(guò)程中，有效地防止了裂紋的產(chǎn)生。

42CrMo合金鋼輥筒的焊接，必須選擇合適的預(yù)熱溫度，控制焊接過(guò)程中的層間溫度，選用低氫型焊條，嚴(yán)格控制焊接材料中氫的含量，正確運(yùn)用焊接技術(shù)，采取焊后熱處理，可以提高焊接接頭的綜合強(qiáng)韌性，防止產(chǎn)生焊接裂紋。