焊接應(yīng)力消除

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      有直徑500長(zhǎng)2500的軸，兩端有滑動(dòng)軸承支承，材料為42CrMo。在使用中，軸的中部熱裝一個(gè)800寬的輪轂，輪彀的過(guò)盈量為0.85mm.使用中，通過(guò)輪轂使軸主要受交變彎應(yīng)力�，F(xiàn)有使用兩年八個(gè)月的軸，在更換輪轂時(shí)發(fā)現(xiàn)，在輪轂施力大的一側(cè)整個(gè)圓周出現(xiàn)裂紋。探傷裂紋的深度為20mm，裂紋在過(guò)盈配合區(qū)域，距輪彀端面30mm。
4 O5 ]5 e$ E) N  |. Z      希望把裂紋車除后再焊接。對(duì)42CrMo如何防止焊接裂紋，用振動(dòng)法消除焊接應(yīng)力是否可行（如采取熱時(shí)效，軸的直線度可能會(huì)產(chǎn)生誤差）各位有什么好的方法，請(qǐng)?jiān)敿?xì)談?wù)劇?/td>

陳明6174

為防止42CrMo鋼的冷裂紋，焊前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，控制好層間溫度和焊后熱處理是工藝的關(guān)鍵。
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7 O, Q5 F# a9 f7 e% `(1)焊前嚴(yán)格清除工件表面的油污、鐵銹、水漬和毛刺。
) C9 k3 `8 B5 ^9 y" c; i0 w! o(2)將工件整體裝入井式加熱爐中預(yù)熱，預(yù)熱溫度為400℃，升溫速度80℃/h，保溫4h。     
(3)焊條使用前經(jīng)350～400℃烘干，保溫2h，然后放入保溫筒內(nèi)，隨用隨取。
(4)采用直流反接(即工件接負(fù)極)，焊接電流180～220A，電流電壓23～25V，焊接速度180～190mm/min。
(5)在施焊過(guò)程中采用履帶式加熱器保溫，由兩名焊工在兩側(cè)對(duì)稱施焊，整個(gè)焊接過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，中途不得中斷，并力求縮短各層(道)焊縫的焊接間隔時(shí)間，選用靈敏度高、精度好的測(cè)量?jī)x監(jiān)測(cè)溫度變化，控制層間溫度在(350±20)℃的范圍內(nèi)。在不產(chǎn)生裂紋的情況下，每個(gè)焊層盡量簿，一般不大于焊條直徑，每條焊道的引弧、收弧處要錯(cuò)開(kāi)，收弧時(shí)填滿弧坑。對(duì)每層焊道進(jìn)行認(rèn)真檢查，對(duì)已產(chǎn)生的氣孔、裂紋等缺陷須徹底清除后，再重新進(jìn)行焊接。
(6)為了減小焊接應(yīng)力，用錘頭圓角為1.0～1.5mm的風(fēng)鏟逐層錘擊焊道表面，相鄰兩焊層間的錘擊方向要相反。
$ \/ Y1 f* G9 f/ [( z- O(7)整個(gè)工件堆焊完畢后，在工件冷卻至350℃以前置于400℃的井式爐中，升溫至600～650℃，保溫4h，隨爐冷卻至150℃后取出空冷。升溫速度為80℃/h。去應(yīng)力退火工藝如圖2所示。
% q( q+ r, K% c2 i; u: \(8)去應(yīng)力退火后,對(duì)堆焊表面進(jìn)行磁粉探傷檢查,未發(fā)現(xiàn)裂紋等缺陷,機(jī)械加工后也未發(fā)現(xiàn)裂紋。

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陳明6174 發(fā)表于 2014-7-5 10:47
為防止42CrMo鋼的冷裂紋，焊前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，控制好層間溫度和焊后熱處理是工藝的關(guān)鍵。

(1)焊前嚴(yán)格清除工 ...

5 b: |7 Q1 n9 I1 Z非常贊同“為防止42CrMo鋼的冷裂紋，焊前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，控制好層間溫度和焊后熱處理是工藝的關(guān)鍵”。
" v5 f9 y( ~' H/ o6 a(1)焊前嚴(yán)格清除工件表面的油污、鐵銹、水漬和毛刺。
9 y0 T5 y; v3 w(3)焊條使用前經(jīng)350～400℃烘干，保溫2h，然后放入保溫筒內(nèi)，隨用隨取。
* e* g2 a# N- [# A% C1 F (4)采用直流反接(即工件接負(fù)極)，焊接電流180～220A，電流電壓23～25V，焊接速度180～190mm/min。
, Y5 Q5 K/ l1 Z3 q(8)去應(yīng)力退火后,對(duì)堆焊表面進(jìn)行磁粉探傷檢查,未發(fā)現(xiàn)裂紋等缺陷,機(jī)械加工后也未發(fā)現(xiàn)裂紋。
- s9 Y: x  E8 ^$ ]' n1 v5 Y1 q（以上完全可以做到）
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(2)將工件整體裝入井式加熱爐中預(yù)熱，預(yù)熱溫度為400℃，升溫速度80℃/h，保溫4h。（可否采用電磁感應(yīng)加熱器對(duì)焊接區(qū)域局部加熱，防止軸受400度高溫變形）

% C( ^- ^7 J, V% {(5)在施焊過(guò)程中采用履帶式加熱器保溫，由兩名焊工在兩側(cè)對(duì)稱施焊，整個(gè)焊接過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，中途不得中斷，并力求縮短各層(道)焊縫的焊接間隔時(shí)間，選用靈敏度高、精度好的測(cè)量?jī)x監(jiān)測(cè)溫度變化，控制層間溫度在(350±20)℃的范圍內(nèi)。在不產(chǎn)生裂紋的情況下，每個(gè)焊層盡量簿，一般不大于焊條直徑，每條焊道的引弧、收弧處要錯(cuò)開(kāi)，收弧時(shí)填滿弧坑。對(duì)每層焊道進(jìn)行認(rèn)真檢查，對(duì)已產(chǎn)生的氣孔、裂紋等缺陷須徹底清除后，再重新進(jìn)行焊接。 （測(cè)溫儀有紅外線和接觸式，正負(fù)20度的公差可以控制；“整個(gè)焊接過(guò)程連續(xù)，中途不得中斷”是指一個(gè)焊層中途不得中斷嗎？）
  ?8 l. Q$ B+ `# N(6)為了減小焊接應(yīng)力，用錘頭圓角為1.0～1.5mm的風(fēng)鏟逐層錘擊焊道表面，相鄰兩焊層間的錘擊方向要相反。（是風(fēng)鏟效果好，還是如“豪克能”效果好）
2 f" x$ _) M* o8 r(7)整個(gè)工件堆焊完畢后，在工件冷卻至350℃以前置于400℃的井式爐中，升溫至600～650℃，保溫4h，隨爐冷卻至150℃后取出空冷。升溫速度為80℃/h。去應(yīng)力退火工藝如圖2所示。（還是怕變形和精加工表面氧化）
4 i0 F! z2 \2 q謝謝回復(fù)，希望繼續(xù)指導(dǎo)

zerowing

個(gè)人建議你焊接后增加一個(gè)應(yīng)力槽。

陳明6174

642093071 發(fā)表于 2014-7-5 11:31
非常贊同“為防止42CrMo鋼的冷裂紋，焊前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，控制好層間溫度和焊后熱處理是工藝的關(guān)鍵”。
& T6 L  c: X% R(1)焊 ...

(2)將工件整體裝入井式加熱爐中預(yù)熱，預(yù)熱溫度為400℃，升溫速度80℃/h，保溫4h。（可否采用電磁感應(yīng)加熱器對(duì)焊接區(qū)域局部加熱，防止軸受400度高溫變形） -->是的，這里確實(shí)應(yīng)該只進(jìn)行局部熱處理，防止軸的變形。
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(5)在施焊過(guò)程中采用履帶式加熱器保溫，由兩名焊工在兩側(cè)對(duì)稱施焊，整個(gè)焊接過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，中途不得中斷，并力求縮短各層(道)焊縫的焊接間隔時(shí)間，選用靈敏度高、精度好的測(cè)量?jī)x監(jiān)測(cè)溫度變化，控制層間溫度在(350±20)℃的范圍內(nèi)。在不產(chǎn)生裂紋的情況下，每個(gè)焊層盡量簿，一般不大于焊條直徑，每條焊道的引弧、收弧處要錯(cuò)開(kāi)，收弧時(shí)填滿弧坑。對(duì)每層焊道進(jìn)行認(rèn)真檢查，對(duì)已產(chǎn)生的氣孔、裂紋等缺陷須徹底清除后，再重新進(jìn)行焊接。 （測(cè)溫儀有紅外線和接觸式，正負(fù)20度的公差可以控制；“整個(gè)焊接過(guò)程連續(xù)，中途不得中斷”是指一個(gè)焊層中途不得中斷嗎？） -->最好是層內(nèi)與層間都要連續(xù)起來(lái)焊補(bǔ)�？梢匝b夾在機(jī)床上或其他可使軸低速旋轉(zhuǎn)的分度頭上，連續(xù)焊補(bǔ)。
3 P  C1 J" a' N. z- u0 R(6)為了減小焊接應(yīng)力，用錘頭圓角為1.0～1.5mm的風(fēng)鏟逐層錘擊焊道表面，相鄰兩焊層間的錘擊方向要相反。（是風(fēng)鏟效果好，還是如“豪克能”效果好） -->有條件的話當(dāng)然還是豪克能的效果好，高頻高效。
(7)整個(gè)工件堆焊完畢后，在工件冷卻至350℃以前置于400℃的井式爐中，升溫至600～650℃，保溫4h，隨爐冷卻至150℃后取出空冷。升溫速度為80℃/h。（還是怕變形和精加工表面氧化）-->這里作用類似于回火處理，也有利于焊后再加工。
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陳明6174 發(fā)表于 2014-7-5 13:02
(2)將工件整體裝入井式加熱爐中預(yù)熱，預(yù)熱溫度為400℃，升溫速度80℃/h，保溫4h。（可否采用電磁感應(yīng)加 ...

(7)整個(gè)工件堆焊完畢后，在工件冷卻至350℃以前置于400℃的井式爐中，升溫至600～650℃，保溫4h，隨爐冷卻至150℃后取出空冷。升溫速度為80℃/h。（還是怕變形和精加工表面氧化）-->這里作用類似于回火處理，也有利于焊后再加工。

  O; l( F( c; [% B1 |3 |如果“豪克能”，能達(dá)到消除應(yīng)力的目的，是否可以不進(jìn)行600度的回火處理。

陳明6174

642093071 發(fā)表于 2014-7-5 13:52
(7)整個(gè)工件堆焊完畢后，在工件冷卻至350℃以前置于400℃的井式爐中，升溫至600～650℃，保溫4h，隨爐冷卻 ...

2 k( F* O/ }1 w這里要分開(kāi)說(shuō)，1“豪克能”消除應(yīng)力是最徹底消除焊接應(yīng)力的方法，2“豪克能”金屬表面鏡面加工，是用普通刀具將工件尺寸加工到基本到位后，再用豪克能金屬表面加工設(shè)備的豪克能刀具代替原普通刀具再加工一遍，是精加工功能了吧。這個(gè)回火處理主要是針對(duì)焊補(bǔ)后的加工性能來(lái)說(shuō)的，沒(méi)有這一道工序，怕是不好加工。

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陳明6174 發(fā)表于 2014-7-5 14:45
: S5 Z. ^' U4 p+ h$ s3 N這里要分開(kāi)說(shuō)，1“豪克能”消除應(yīng)力是最徹底消除焊接應(yīng)力的方法，2“豪克能”金屬表面鏡面加工，是用普通 ...

  q, a* i' p/ J# j* u$ I加工沒(méi)問(wèn)題，只要焊接區(qū)不產(chǎn)生應(yīng)力。
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陳明6174

642093071 發(fā)表于 2014-7-5 16:59
+ F! Y# ^- f2 I$ r, f# ~加工沒(méi)問(wèn)題，只要焊接區(qū)不產(chǎn)生應(yīng)力。

OK，那就不需要了。

zerowing

就是在你過(guò)盈配合的輪轂兩側(cè)開(kāi)一個(gè)3-5mm寬的應(yīng)力槽。槽底圓角過(guò)渡。這樣，過(guò)盈配合后，不會(huì)有你所謂的切應(yīng)力存在。其實(shí)，我個(gè)人認(rèn)為是一個(gè)拉應(yīng)力。
8 l5 o+ q1 o. y( x9 c你不做這樣的應(yīng)力槽，過(guò)盈安裝時(shí)就有一個(gè)拉應(yīng)力在邊沿處，你再加上循環(huán)載荷，很快就疲勞了。