27simn合金钢管与35CrMo的焊接工艺对比

龙川【摘要】 旋挖钻杆在地下施工过程中不仅受到钢丝绳的拉力,而且受到旋挖钻机上动力头的压力和扭矩,因此钻杆的工况受力非常复杂,施工现场经常出现钻杆扭曲或断杆等现象。为避免或减少以上现象的发生,旋挖钻杆在设计选材时考虑国内的27simn合金钢管和35CrMo两种高强度的无缝合金钢管,因此其焊接性是首要解决的难题。分析对比两种材料的焊接性及工艺参数。
针对两种钢淬硬倾向较大的特性，采用小的焊接线能量，能有效减少高温焊接停留时间，避免奥氏体晶粒过热，但同时会增加奥氏体不均匀性，导致奥氏体稳定性降低。27simn合金钢管坡口设计根据多层多道焊对坡口要求，同时为保证焊缝根部能充分熔合，设计的焊接坡口 所示。 坡口型式和焊接层数2.2预热和后热温度通过焊前预热、焊后消氢处理的工艺措施来避免马氏体的形成，以降低热影响区的淬硬性和加速焊接接头中氢的扩散逸出，有效防止了焊接冷裂纹的产生。采用Seferain法确定预热温度T0（27SiMn）=204℃，T0（35CrMo）=235℃，根据车间实际要求预热温度为：27simn合金钢管大于等于220℃，35CrMo大于等于250℃。根据公式Tp=455.5[Ceq]p-111.4计算焊后消氢处理温度TP（27SiMn）=235℃，TP（35CrMo）=263℃，考虑后热消氢温度必须小于母材本身的回火温度，车间实际使用履带加热器包裹焊缝进行消氢处理，升温30min，温度达到300℃时开始保温180min，保温结束后断电随履带板冷却，焊后消氢温控曲线如图3所示。

27simn合金钢管焊后消氢温控曲线2.3工艺参数通过斜Y型坡口焊接裂纹试验方法确定27simn合金钢管工艺参数为：I=230±10A，U=22±1V，层间温度120℃～220℃；35CrMo工艺参数：I=280±10A，U=24±1V，层间温度160℃～300℃。3应用效果通过上述分析对比，27SiMn的焊接性优于35CrMo。
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