ZG35CrMo回转窑轮带的焊接修复

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中国有色(沈阳)冶金机械有限公司铸造分公司制造的钢回转窑轮带 ，材质为 ZG35CrMo，尺寸如图 1所示。该轮带热处理调质后进行半精车加工，外圆留量 5 mm。在轮带半精车加工后 ，检查人 员进行检查，发现轮带部分近表面有几处缺陷，第-处缺陷为距轮带表面深 12 mm，长 3.5 mm的裂纹；第二处缺陷为距轮带表面深 7 mm，长 3 mm 的裂纹 ，第三处缺陷为距轮带表面深 11 mm，边长为 2 mm的人字形裂纹 ；另外距轮带表面 15～25 mm深处还有不明缺陷。为了保证轮带使用性能 ，决定采雀接方法对缺陷处进行补焊修复。

图 1 轮带 尺寸图2 焊接性分析为了制定合理的焊接修复工艺，保证焊接修复质量，在轮带焊接修复前，必须对其进行焊接性分析。

2.1 轮带化学成分和力学性能轮带材质为 ZG35GrMo，其化学成分和力学性能见表 1。

表 1 ZG35GrMo的化学成分和 力学 性能2.2 焊接性分析根据 ZG35GrMo的化学成分可 以判定它属 于中碳调质钢，制定焊接工艺时应注意以下两点 ：(1)焊接热影响区的脆化和软化由于 ZG35GrMo含碳量高、合金元素含量多，在焊接后快速冷却时，从奥氏体转变为马氏体 的起始温度 Ms点较低，焊后热影响区易产生硬度很高的马氏体，造成脆化。因为 ZG35GrMo钢在调质状态下施焊 ，而且焊接以后不再进行调质处理 ，其热影响区被加热到超过调质处理回火温度的区域易出现强度、硬度低于母材的软化区。该软化区可能成为降低结构强度的薄弱区。

(2)裂 纹按照国际焊接学会所推荐的碳当量(Ceq)计算公式(1)进行碳 当量计算：w(c) -i)1] (1)式中w(X)--该元素在钢中的质量分数( )。

通过计 算，得 出 ZG35GrMo钢的碳 当量 为 收稿 日期 ：2O12-12-25作者简介：卢胜奎(1976-)。男。工学学士学位，工程师，主要从事生产技术管理工作46 有 色 矿 冶 第 29卷0.8O，其焊接性很差，焊接时容易产生硬脆的马氏体，增加淬硬倾向和裂纹敏感倾向，冷裂纹的敏感性很大，因而焊接时要采用低氢焊接材料 ，焊前要进行预热，焊后进行及时热处理等措施来避免冷裂纹的产生。此外，ZG35GrMo含碳及合金元素都比较高，焊接熔池凝固时，固液相温度区间大，结晶偏析倾向大，因而焊接时具有较大的热裂纹倾向。为防止产生热裂纹，应采用低碳、低硫、磷的焊接材料。

3 焊接修复工艺的制定3.1 焊前准备(1)清除缺陷，加工坡口为了避免热切 割引起坡 口处产生淬火组织 ，采用机械加工方法(立铣)对缺陷进行清理。清理后进行着色渗透探伤检查，直至缺陷清除为止。然后将补焊处加工成 U型坡口，具体形式见图 2。

图 2 坡 口形式(2)补焊处清理干净，防止氢致裂纹的产生将坡口及其周围20 mm范围内的油污、水锈等杂质清除干净，确保补焊处坡口的清洁，防止氢致裂纹的产生。

3.2 焊接方法及焊接材料的选择考虑现场操作的方便，轮带补焊时的焊接方法采雀条电桓。

为保证焊缝金属有足够的强度 、良好的塑韧性及抗裂性，且要保证焊补处的硬度低于母材硬度，其中心地带的差值不大于母材硬度的 10 ，焊条选用J607、 3.2 mm。补焊时的焊接电流为 90～1lO A，焊接电压为 2224 V。补焊前，焊条须经 350℃烘焙 1 h[2]，然后放置于保温筒内，随用随龋3.3 预 热为了防止氢致冷裂纹的产生，轮带 ZG35GrMo钢焊接前还需进行预热。预热温度按经验公式(2)进行计算，得出最低预热温度约为300℃，又因为施工时采用履带加热器覆盖待修部位，进行局部预热，热量损失较快，故预热温度最终定为 350℃。预热时保证缓慢升温，待达到预热温度后，保温 2 h，热透均温。测温位置距坡口边缘 100 mm处。

预热温度计算经验公式：T- C 。× 360 (2)式中C -碳当量， 。

3.4 施焊过程在焊接过程中，要随时用远红外线测温仪进行测温，要保证层间温度不得低于300℃，如果低于此温度，则停止施焊，再重新加热到 350℃之后，再进行焊接 。

大热输入将产生宽的、组织粗大的热影响区，增大脆化的倾向；大热输入也增大焊缝及热影响区产生热裂纹的可能性 ；对在调质状态下的焊接 ，且焊后不再进行调质处理的构件 ，大热输入增大热影响区软化的程度。所以施焊时，必须采用窄焊道、多层多道焊的焊接形式。

补焊时在第-道焊缝焊到坡口端部处后，再进行第二道焊接，焊条不应作过大的横向摆动，焊道间的重叠量是焊道宽度的 1/3左右，每焊完-层 ，用平圆头风铲对焊缝表面进行适度敲击，以消除焊接应力，并随时用钢丝刷对焊缝表面的残渣进行清理。

在焊接过程 中，若再发现有裂纹气孔等缺陷 ，应及时用角向磨光机修磨掉。

3.5 焊后热处理焊接完成后，马上利用履带加热器对已经补焊的部位进行局部退火，加热温度为550℃，保温6 h，以消除焊接应力。待冷却至室温后，对补焊处进行表面修磨处理 ，保证表面光洁 、平整。

3.6 检 验最后，对已修复部位再次进行超声波探伤检查，满足标准 GB7233-1987要求。焊补处硬度饮合要求。

4 结 论采用 此 修 复 工 艺 成 功 地 完 成 了 对 轮 带ZG35GrMo钢的焊接修复，为今后处理同类问题积累了实践经验，提供了借鉴。