浅谈烧结厂混料机筒体裂纹的焊接修复方法论文

1、浅谈烧结厂混料机筒体裂纹的焊接修复方法肖小峰 烧结厂是炼铁的前一道工序，混料机是烧结工艺三大主机之一，它起作对各种铁精粉以及各种辅料的混匀、制粒、传递作用。然而，生产中混料机筒体往往在使用12年后，各部位就会出现不同程度的开裂现象，若焊接修复不当短时间内还会出现重复返修，给生产连续性带来中断，同时，增加了生产维修成本。下面就烧结厂混料机筒体裂纹的焊接修复方法做下浅谈。 1、 焊接性分析 烧结厂混料机筒体材质为16Mn钢，厚度20，直径3000，化学成分为； C ：0.130.19 Si ：0.200.60 Mn ：1.201.60 Cr0.30 P0.030 S0.030 Ni0.30 Cu0

2、.25。 16Mn钢属于碳锰钢，碳的含量在0.16%左右，屈服点等于343MPa（强度级别属于343MPa级）。16Mn钢的合金含量较少，焊接性良好，焊前一般不必预热。但由于16Mn钢的淬硬倾向比低碳钢大，所以在大刚性、大厚度结构上焊接时，为防止出现冷裂纹，需采取预热措施。 不同板厚及不同环境温度下16Mn钢的预热温度： 焊件厚度 （mm） 不同气温下的预热温度计（）： 16以下 不低于10不预热,10以下预热100150； 1624 不低于5不预热,5以下预热100150； 2540 不低于0不预热,0以下预热100150； 40以上 均预热100150。2、 焊前准备 1、将混料机筒体裂纹

3、用碳弧气刨加工成X形坡口，（焊工站位在筒体上部或筒体内下部）2、 采用二氧化碳气体保护焊。3、 将坡口和靠近坡口上、下两侧15-20内的钢板上的油、锈、水分及其它污物打磨干净，直至露出金属光泽。4、 焊接工艺参数焊道位置焊丝直径（）伸出长度（）焊接电流（A）焊接电压（V）气体流量（L/min)打底焊1.220-2590-10018-1910-15填充焊1.220-25210-23023-2515-20盖面焊1.220-25220-24024-2515-203、 焊接工艺措施 1、 为减少焊工操作难度，保证焊接质量，采取低速传动转动筒体，使焊工始终处于筒体上部或筒体内下部，全程使用平焊操作。2、

4、 焊枪角度和指向位置采用左焊法，和单边三层三道焊法。（如下图所示）3、焊前仔细清理坡口，去油除锈，防止将环境中的水份带入焊缝中，并正确选择电源极性，焊后将焊件加热至250-350温度范围内，保温2-6小时后空冷，可控制氢对焊缝的危害。4、 焊接操作要点1、打底焊 调整好焊接工艺参数，然后在坡口左方一侧引然电弧，快速移至右端起焊，当坡口底部形成熔孔后，开始向左焊接，焊枪作小幅度横向摆动，在坡品两侧稍作停留，中间稍快，连续向左移动。焊接过程中，控制喷嘴的高度，始终保持电弧在离坡口根部2-3处燃烧，并控制打底层焊道厚度不超过4。2、 填充焊 焊前先将打底焊层的飞溅和熔渣清理干净，凸起不平的地方磨平，

5、控制两侧坡口的熔合，填充焊时，焊枪的横向摆动比较打底焊时可稍大些，保证两侧坡口有一定的熔深，焊道平整并有一定的下凹，填充焊时焊道高度低于母材约1.5-2，不能坡口两侧的棱边，以便盖面能够看清坡口。3、清根焊 在焊接焊道4时，必须将焊道1的焊渣清理干净，如发现焊道1有焊接缺陷时须采取补救措施，并在施焊过程中可略加大焊接电流以保证焊接质量。 4、盖面焊 焊前先将填充焊层的飞溅和熔渣清理干净，凸起不平的地方磨平，焊枪的摆动幅度可比填充焊大一些，摆动幅度要一致，速度均匀，注意观察坡口两边的熔化情况，保证熔池边缘超过坡口两侧的棱边并不大于2，避免咬边。收弧时，填满弧坑待电弧熄灭，熔池凝固后方能移开焊枪，

6、避免出现弧坑断纹和气孔。五、消出焊接应力： 焊后处理：可采用履带式加热器进行焊缝退火处理，消除焊接应力。但实际工作中，一般采用加热保温法进行焊缝退火处理和机械震动法，消除焊接应力。在混合机筒体制造过程中，由于存在过量的冷卷、冷矫形等冷加工引起的冷作硬化。加之焊接引起的焊缝区组织和性能的变化，焊接产生残余应力以及由此而导致的应力腐蚀裂纹的产生和发展。焊接时，当母材相邻区域产生一温差大于100度的急剧温度梯度时，在铁素体钢或相当的其他材料中引起不均匀的塑性应变，而在随后的冷却过程中，将产生一个峰值应力达到屈服点的残余应力场。因此，筒体在加工完成的最终产品中将留下残余弹性应变场，并承受相应的弹性残余

7、应力。残余应力的存在，将影响混料机筒体的使用性能。为了消除焊接区峰值应变，达到内应变均匀分布这一目的，可以采取多种方法，如机械震动法、焊后加热法等。然而，由于压力容器中许多潜在的问题主要来自焊缝区的冶金损伤，所以，采用机械方法以降低内应变的手段已经不足以预防日后运行过程中可能出现的诸多问题。另外，金属的氢脆现象已经比较为人们所关注。氢进入钢以后，机械性能会发生明显的变坏。强度和塑性明显降低，溶解于金属晶格中的氢，使钢在缓慢变形时发生脆性破坏。金属材料中的氢可以是在金属材料生产工艺过程中吸收的，如金属在焊接时液态金属吸收的氢保留在焊缝中，也可能是材料在氢环境中服役吸收的氢。对于焊缝中吸收的氢，比

8、较有效的消除方法就是进行焊后热处理，它既可以达到松弛和缓和焊接残余应力，改善因焊接而被硬化及脆化的焊接热影响区，提高焊缝金属的延性和断裂韧性，也可以使焊接区及附近的氢等有害气体扩散逸出。焊后热处理的目的有：1.松弛焊接参与应力2.稳定结构的形状和尺寸，减少畸变。3.改善母材、焊接区的性能，包括a.提高焊缝金属的塑性。b.降低热影响区硬度。c.提高断裂韧性。d.改善疲劳强度。e.恢复或提高冷成型中降低的屈服强度。4.提高抗应力腐蚀的能力。5.进一步释放焊缝金属中的有害气体，尤其是氢，防止延迟裂纹的发生。 为了消除焊后的残余应力，650度的回火对钢制焊接混合机筒体能产生良好的影响。同时认为，如果在

9、焊后不进行适当的热处理，就始终不能得到耐腐蚀的焊接接头。 一般认为，消除应力热处理属于焊接工件被加热到500-650度而后再缓慢冷却的过程。应力的降低起因于高温下的蠕变，在碳钢中从450度开始出现；在含钼的钢中，从550度开始出现。温度越高，应力越易于消除。但是一旦超过钢材的原始回火温度，钢的强度便要降低。所以消除应力的热处理一定要掌握好温度和时间两个要素，缺一不可。 消除内应力的焊后热处理温度越高，钢材软化程度越大，通常加热到钢材的再结晶温度，内应力就可消除，再结晶温度与熔化温度有密切关系。一般地，再结晶温度K=0.4X熔化温度(K)。热处理温度越接近再结晶温度，消除残余应力越有效。六、结论 烧结厂混料机筒体裂纹的焊接，难点在于此16Mn焊接淬硬倾向大，氢对焊缝的危害，以及来自组织应力，刚性约束，和工作载荷引起的应力生成冷裂纹。因此，