焊接應(yīng)力消除

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

陳明6174

為防止42CrMo鋼的冷裂紋,，焊前應(yīng)進行預(yù)熱，控制好層間溫度和焊后熱處理是工藝的關(guān)鍵,。

- Q/ O/ l0 Z; v(1)焊前嚴(yán)格清除工件表面的油污,、鐵銹、水漬和毛刺,。
" x7 _  m  \! \  J(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,。     
8 U! m+ f9 S4 o: w8 t  m(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。
% |  h& S. J. U(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)在施焊過程中采用履帶式加熱器保溫,，由兩名焊工在兩側(cè)對稱施焊,，整個焊接過程連續(xù)進行，中途不得中斷,，并力求縮短各層(道)焊縫的焊接間隔時間,，選用靈敏度高、精度好的測量儀監(jiān)測溫度變化,，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、收弧處要錯開,，收弧時填滿弧坑,。對每層焊道進行認(rèn)真檢查，對已產(chǎn)生的氣孔,、裂紋等缺陷須徹底清除后,，再重新進行焊接。
(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。
(7)整個工件堆焊完畢后,，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,。
4 G% o. g* T2 K( J% D9 D* o(8)去應(yīng)力退火后,對堆焊表面進行磁粉探傷檢查,未發(fā)現(xiàn)裂紋等缺陷,機械加工后也未發(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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% ?/ y  g2 U) U4 v9 r8 i非常贊同“為防止42CrMo鋼的冷裂紋，焊前應(yīng)進行預(yù)熱，控制好層間溫度和焊后熱處理是工藝的關(guān)鍵”,。
, {, M) A8 W& g. q' p0 Q(1)焊前嚴(yán)格清除工件表面的油污,、鐵銹、水漬和毛刺,。
% g. x$ P; }! V! k/ W& x9 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,。
0 l0 x& r3 B9 ^# l/ ~0 K! Y (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。
(8)去應(yīng)力退火后,對堆焊表面進行磁粉探傷檢查,未發(fā)現(xiàn)裂紋等缺陷,機械加工后也未發(fā)現(xiàn)裂紋,。
' J' L2 n4 A! S9 z7 p（以上完全可以做到）

(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)加熱器對焊接區(qū)域局部加熱,，防止軸受400度高溫變形）
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2 k2 T0 j  g  R  k/ F( X(5)在施焊過程中采用履帶式加熱器保溫,，由兩名焊工在兩側(cè)對稱施焊，整個焊接過程連續(xù)進行,，中途不得中斷,，并力求縮短各層(道)焊縫的焊接間隔時間，選用靈敏度高,、精度好的測量儀監(jiān)測溫度變化,，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,、收弧處要錯開,，收弧時填滿弧坑。對每層焊道進行認(rèn)真檢查,，對已產(chǎn)生的氣孔,、裂紋等缺陷須徹底清除后，再重新進行焊接,。 （測溫儀有紅外線和接觸式,，正負(fù)20度的公差可以控制；“整個焊接過程連續(xù)，中途不得中斷”是指一個焊層中途不得中斷嗎,？）
: L4 }, `  U3 \) f" a1 Y(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）
(7)整個工件堆焊完畢后，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）
謝謝回復(fù),，希望繼續(xù)指導(dǎo)

zerowing

個人建議你焊接后增加一個應(yīng)力槽,。

陳明6174

642093071 發(fā)表于 2014-7-5 11:31
% J+ W$ R; Z7 L7 U1 q非常贊同“為防止42CrMo鋼的冷裂紋,，焊前應(yīng)進行預(yù)熱，控制好層間溫度和焊后熱處理是工藝的關(guān)鍵”,。
! g  i0 ]' I1 z( P7 g) K2 O$ ?1 [(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,，這里確實應(yīng)該只進行局部熱處理,，防止軸的變形。

(5)在施焊過程中采用履帶式加熱器保溫,，由兩名焊工在兩側(cè)對稱施焊,，整個焊接過程連續(xù)進行，中途不得中斷,，并力求縮短各層(道)焊縫的焊接間隔時間,，選用靈敏度高、精度好的測量儀監(jiān)測溫度變化,，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、收弧處要錯開，收弧時填滿弧坑,。對每層焊道進行認(rèn)真檢查,，對已產(chǎn)生的氣孔、裂紋等缺陷須徹底清除后,，再重新進行焊接,。 （測溫儀有紅外線和接觸式，正負(fù)20度的公差可以控制,；“整個焊接過程連續(xù),，中途不得中斷”是指一個焊層中途不得中斷嗎？） -->最好是層內(nèi)與層間都要連續(xù)起來焊補,�,？梢匝b夾在機床上或其他可使軸低速旋轉(zhuǎn)的分度頭上，連續(xù)焊補,。
* `# s1 f- C6 x2 F) y(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,。
2 A% r- O4 r; p" k( Y& k(7)整個工件堆焊完畢后,，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 ...

, d" C* Y7 I3 [$ ~" U0 M(7)整個工件堆焊完畢后，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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, ~  h  L3 X$ F& F5 n8 z- M5 x如果“豪克能”,，能達到消除應(yīng)力的目的,，是否可以不進行600度的回火處理。

陳明6174

642093071 發(fā)表于 2014-7-5 13:52
6 O/ X$ V2 O+ B, l3 l' M  C' L(7)整個工件堆焊完畢后,，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 ...

這里要分開說,，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,。這個回火處理主要是針對焊補后的加工性能來說的,，沒有這一道工序，怕是不好加工,。
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陳明6174 發(fā)表于 2014-7-5 14:45
這里要分開說,，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 ...

加工沒問題,，只要焊接區(qū)不產(chǎn)生應(yīng)力。

陳明6174

642093071 發(fā)表于 2014-7-5 16:59
加工沒問題,，只要焊接區(qū)不產(chǎn)生應(yīng)力,。

5 k+ [5 z' u# V9 n( ^OK，那就不需要了,。

zerowing

就是在你過盈配合的輪轂兩側(cè)開一個3-5mm寬的應(yīng)力槽,。槽底圓角過渡。這樣,，過盈配合后,，不會有你所謂的切應(yīng)力存在。其實,，我個人認(rèn)為是一個拉應(yīng)力,。
* ^, D' [+ K4 _3 |8 B你不做這樣的應(yīng)力槽，過盈安裝時就有一個拉應(yīng)力在邊沿處,，你再加上循環(huán)載荷,，很快就疲勞了,。