ZG42CrMo托轮的焊接工艺研究

托轮是我公司主要的水泥件产品。托轮在回转窑使用过程中起到支撑和转动传输作用，要承受很大的高温和交变载荷。由于托轮质量要求非常严格，所以铸造后期的焊接修补就显得极为重要。如果焊补质量不好，托轮运行过程中出现开裂甚至脱落，就会造成很大的经济损失。

ZG42CrMo托轮的焊接性分析

托轮材质为ZG42CrMo，属于低合金高强钢。由于托轮截面厚大,且托轮材质淬硬性很强,所以在焊后很容易得到马氏体组织，降低了焊接热影响区部位的韧性和塑性,在焊接应力的作用下容易产生裂纹,给焊接带来很大困难。

ZG42CrMo托轮属于中碳调质钢，焊接过程中容易产生热裂纹、冷裂纹、热影响区脆化和软化。

在调质状态下进行焊接时，主要问题是焊接裂纹和热影响区的脆化和软化。高碳马氏体引起的热影响区脆化和硬化，可以通过焊后回火来解决。而高温回火区软化引起的强度下降,在焊后不能进行调质处理的情况下是无法挽救的。因此,在制定焊接工艺时要注意防止裂纹和避免软化。

焊后热处理

为避免产生延迟裂纹，托轮在焊后需要立即进炉进行去应力处理，温度以低于调质回火温度30℃为宜，我公司选择550〜600T的回火工艺。

焊接工艺评定

参照上述工艺参数，以ZG42CrMn托轮相同材质作试件,进行焊接工艺评定试验。试板尺寸 为 500 mm X 400 mm x 100 mm。焊接时预热至350T.，焊后进行580T去应力处理待试件冷却放置24h后，超声检测和磁粉检测均未发现裂纹。力学性能方面：抗拉强度=710 MPa,®服强度 & = 620 MPa，延伸率 A = 22• 5%， 冲击/t_KV>80J_D弯曲试验结果显示无开放性裂纹,焊层表面抛光后，测得硬度为213 HBW_n上述力学性能数据符合ZG42OM0材质的技术要求。

经过分析,隐针马氏体是由于焊接时焊口冷却速度过快而产生的。托轮直径较大,预热出 炉后表面温度能够达到工艺要求,但实际内部温度不足,焊接时产生的热量被内部快速吸走,导致影响区硬度值很高。是裂纹部位的显微镜检测结果。焊接区域裂纹部位存在

焊口冷却速度过快,从托轮焊缝处硬度值高于其他处也可以得到验证。另外,2#缺陷处于冒口面,碳元素偏析会使焊口淬硬倾向加大,增加裂纹产生几率。返修时应提高预热温度和该温度下的保温时间。

托轮返修:用砂轮去除2#缺陷裂纹,磁粉检测显示无缺陷后整体进炉预热，出炉温度为 400$，焊前打磨焊口处灰尘等杂物，焊后立即进炉进行回火处理。冷却后磁粉和超声检测合格，金相组织为细小铁素体和珠光体。

 参照以上检测结果，我们改进了焊接工艺，根据不同尺寸的托轮适当提高预热温度和保温时间。后续托轮焊后没有出现裂纹等缺陷。最后得到以下结论：偏析会造成冒口面含碳量增加和淬硬性增强,焊接此处缺陷时应该选择高预热温度和小焊接线能量。

托轮缺陷越小的部位焊后硬度值越高，焊后组织冲击韧性越低。当托轮工作面出现小缺陷时，应提高预热温度，防止焊后出现低塑性组织，这样可以避免托轮在使用过程中由于挤压而造成焊口脱落。