某抽水蓄能机组磁轭拉紧螺杆点焊裂纹分析

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某抽水蓄能机组在安装过程,发现有部分磁轭拉紧螺杆点焊同现裂纹现象。由于磁轭拉紧螺杆的材质是42crMo4+QT,属于中碳调质高强钢(σS≥950MPa),钢材的淬硬倾向十分明显,焊接性差。其化学成分(%)为:C~0.45、Si~0.35、Mn~0.72、Cr~1.0、Mo~0.22、Ni~0.30、P≤0.04、S≤0.04。

按照碳当量Ceq经验公式:Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15,42crMo4+QT 的Ceq值高达0.834%,而一般当Ceq>0.4%时,,焊接接头淬硬倾向大,冷裂敏感性大易产生冷裂纹。正是由于焊接性能差,在使用J507焊条(一般用于焊接Q295、Q345、16Mn、16MnR等)点焊材质42crMo4+QT螺杆时,又未采取相应的预、后热处理措施,产生裂纹是难以避免的。

为了防止螺杆裂纹在机组长期高速运转中继续延伸所可能造成的风险,建议对已发现裂纹进行打磨后予以补焊处理。但必需选用合适的焊条并实施切合实际的预、后热处理温度和严格的工艺措施。

1.焊条的使用

根据相关资料,42crMo4+QT 钢的焊接宜选用J907Cr或Jl07Cr焊条:

1)J907Cr(E9015-G)焊条适用于焊接抗拉强度相当于880Mpa左右的低合金高强度钢受压容器和其它结构的焊接,如14CrMnMoVB、30CrMo、35CrMo钢等;      

2)J107(E10015-G)焊条适用于焊接抗拉强度相当于980Mpa左右的低合金高强度钢结构,也包括 42crMo4+QT;    

3)J807焊条在强度上有些不足,但当应用于低匹配施焊时对降低焊接接头冷裂倾向也还是有利的;

4)要求焊条使用前在400±10℃条件下烘烤2h,随后放入100~150℃的焊条保温筒内,随用随取,以减少焊缝金属的含氢量,从而降低裂纹倾向。

2.预、后热处理

1)焊前预热温度宜选300℃;

2)建议焊后立即将工件进行消氢处理,即将工件加热至250~350℃,保温2~6h后空冷。

3.其他工艺措施

1) 焊前严格清除坡口及其附近的油、铁锈、水渍和毛刺;

2)采用直流反接;

3)焊接电流160~180A,电弧电压23~25V。

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