16吨电动铁水包耳轴的焊接质量控制（铸造热处理专业）

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另外，焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程，焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩，冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除焊接应力，矫正焊接变形。

25CrMnSi需要采用CO?气体保护焊, 打底焊采用手工焊。而45钢焊接采用简易的手弧焊即可。因Q235较好的焊接性能我公司现采用的主要是手工焊+半自动焊，其中对于耳轴的焊接采用了手工电弧焊；而埋弧焊，焊接速度快，劳动强度低，焊接质量好，焊接缝隙是直缝，但是耳轴处于的工件体积太大，重量也大，工作时难以翻转，耳轴焊接需要环焊，点焊定位等，所以不能采用埋弧焊。因考虑其经济成本，与自动焊接相比，传统的焊接设备不复杂，工人对设备的熟练和操作也相对容易些，这些已经可以满足生产制造的需求。

2.4 焊接坡口的选择

2.4.1 选择坡口的原则

为获得高质量的焊接接头，应选择适当的坡口型式。坡口的选择，主要取决于母材厚度、焊接方法和工艺要求。选择时，应注意以下问题： (1)尽量减少填充金属量。 (2)坡口形状容易加工。 (3)便于焊工操作和清渣. (4)焊后应力和变形尽可能小

表3 V 、U 、X型坡口的比较 坡口形式 加工 V U X 方便 复杂 方便 比较条件 焊缝填充金属量 较多 少 较少 焊件翻转 不需要 不需要 需要 焊后变形 较大 小 较小 如上表，在三样形式的坡口中我们选择了加工最方便、填充金属量最少和焊接变形最小的X型坡口，而且如图1的电动铁水包液是比较适合翻转的，所以，X型坡口适合焊接耳轴的需要。

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2.4.2 X型焊接坡口的分析

原坡口型式如下图，内外两侧对称，因内腔空间很小，焊接难度大。现我技术员改为不对称的X 坡口，尽量减少内腔的焊接量，修改后的不同坡口的焊接量比较如下，可以看出焊接量略有减少，且操作上方便了许多。

图2 X型坡口改进前后角度和尺寸对比

表4 坡口修改前后焊接量比较

坡口角度（℃） 内 外 坡口深度（mm） 内 外 焊缝截面积 每米焊缝熔敷金属重量 修改前 60 60 8 8 165mm2 0.86kg 修改后 60 45 4 12 132mm2 0.81kg 2.5 焊条的选择

焊条的选用须在确保焊接结构安全、可靠使用的前提下，根据被焊材料的化学成分、力学性能、板厚及接头形式、焊接结构特点、受力状态、结构使用条件

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对焊缝性能的要求、焊接施工条件和技术经济效益等综合考查后，有针对性地选用焊条、必要时还需进行焊接性试验。

2.5.1 选择焊条的原则

2.5.1.1 考虑因素为焊件物理、化学性能和化学成分选择原则:

1.根据等强度观点,选择满足母材力学性能的焊条,或结合母材力学性能的焊条,或强合母材的可焊性,改用非强度而焊接性好的焊条,但考虑焊缝结构型式,以满足等强度等刚度要求

2.便其合金成分符合或接近母材

3.母材含碳、硫、磷有害杂质较高时，应选择抗裂性和抗气孔性能较好的焊条.建议选用氧化钛钙型,、钛铁矿型焊条.如果尚不能解决,可选用低氢型焊条 2.5.1.2 考虑因素为焊件的工作条件和使用性能时选择原则:

1.在承受动载荷和冲击载荷情况下,除保证强度外,对冲击韧性、延伸率匀有较高的要求,应依次选用低氢型、钛钙型和氧化铁型焊条

2.接触腐蚀介质的,必须根据介质种类、浓度、工作温度以及区分是一般腐蚀还是晶间腐蚀等,选择合适的不锈钢焊条。

3.在磨损条件下工作时,应区分是一般还是受冲击磨损,是常温还是高温下磨损。 4.非常温条件下工作时,应选择相应的保证低温或高温力学性能的焊条。 2.5.2 据焊条选择原则选焊条

2.5.2.1 45钢与Q235焊接使是属于同种钢焊接，同种钢材焊接时焊条选用要点：

（1）考虑焊缝金属力学性能和化学成分 对于普通结构钢，通常要求焊缝金属与母材等强度，应选用熔敷金属抗拉强度等于或稍高于母材的焊条。对于合金结构钢，有时还要求合金成分与母材相同或接近。在焊接结构刚性大、接头应力高、焊缝易产生裂纹的不利情况下，应考虑选用比母材强度低的焊条。当母材中碳、硫、磷等元素的含量偏高时，焊缝容易产生裂纹，应选用抗裂性能好的碱性低氢型焊条。

（2）考虑焊接构件使用性能和工作条件 对承受动载荷和冲击载荷的焊件，除满足强度要求外，主要应保证焊缝金属具有较高的冲击韧性和塑性，可选用塑、韧

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性指标较高的低氢型焊条。在高温、低温、耐磨或其他特殊条件下工作的焊接件，应选用相应的耐热钢、低温钢、堆焊或其他特殊用途焊条。

（3）考虑焊接结构特点及受力条件 对结构形状复杂、刚性大的厚大焊接件，由于焊接过程中产生很大的内应力、易使焊缝产生裂纹，应选用抗裂性能好的碱性低氢焊条。对受力不大、焊接部位难以清理干净的焊件，应选用对铁锈、氧化皮、油污不敏感的酸性焊条。对受条件限制不能翻转的焊件，应选用适于全位置焊接的焊条。

（4）考虑施工条件和经济效益 在满足产品使用性能要求的情况下，应选用工艺性好的酸性焊条。在狭小或通风条件差的场合，应选用酸性焊条或低尘焊条。对焊接工作量大的结构，有条件时应采用高效率焊条，如铁粉焊条、高效率重力焊条等，或选用底层焊条、立向下焊条之类专用焊条，以提高焊接生产率。

碳钢焊条的焊缝强度通常小于540Mpa（55kgf/mm2）,在我国的碳钢焊条国家标准GB/T5117～95中只有E43系列及E50系列的二种型号，即抗拉强度只有420Mpa(43KGF/MM2)和490Mpa(50kgf/mm2)两个强度级别。目前焊接中大量使用的是470Mpa级以下的焊条。焊接低碳钢（碳少于0.25%）时大多使用E43XX（J42X）系列的焊条，这一系列焊条有多种型号，产品牌号更多，可根据具体母材及使用条件、工作状况、焊件结构形状和钢板厚度加以选用。

焊接中碳钢（C=0.25%～0.60%）和高碳钢（C）0.60%）时，应选用杂质含量较低、且具有一定脱硫能力的碱性氢型焊条。在个别情况下，也可采用钛铁矿型或钛钙基焊条，但要有严格的工艺措施配合。中碳钢焊接，由于钢材含碳量较高，焊接裂纹倾向增大，可选用低氢型焊条或焊缝金属具有较高塑、韧性的焊条，而且大多数情况需要预热和缓冷处理。高碳钢焊接则必须采取严格的预热、后热措施，以防止产生焊接裂纹。

所以采用碱性的E5016焊条，45钢和Q235焊接液属于低碳钢和中碳素钢的焊接，焊接前必须预热到150～200℃左右，焊后必须回火处理。E5016是低氢钾型在承受动载荷和冲击载荷情况下,可保证强度外,对冲击韧性、延伸率匀有很好的效果。

2.5.2.2 25CrMnSi与Q235的焊接属于异种钢焊接，异种钢焊接时焊条选用要点：

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