焊接技术及自动化毕业设计---ZG270-500焊接性及裂纹修补

专科生毕业设计

题目：ZG270-500焊接性及裂纹修补专业年级： 08级焊接技术及自动化

完成时间：2011年5月25日

专科生毕业设计（论文）任务书

ZG270-500的焊接性及焊缝裂纹修补

摘要

ZG270-500的碳当量约为0.45%，从碳当量上看焊接性尚可。但由于其制作是通过铸造而来，其显微组织和性能有别于普通的碳素结构钢，铸锭的组织中存在裂纹、偏析等缺陷，使焊接过程比普通碳钢复杂一些，尤其是焊接裂纹和偏析在焊缝及热影响区中极易出现。本文针对ZG270-500焊接时长出现的缺陷，从其成分和显微组织进行分析，最后总结出一套完整的焊接参数和焊接工艺。另外真对已出现的裂纹根据前面焊接性的分析，整理出一套裂纹的修补工艺提。

关键词ZG270-500；焊接性；裂纹补焊

目录

摘要...... .................................................................................................... I 第1章绪论 .. (7)

1.1 课题背景 (7)

第2章ZG270-500的焊接性分析 (8)

2.1 ZG270-500成分与焊接性 (8)

2.1.1 ZG270-500和ZG275-485H的成分 (8)

2.1.2 ZG270-500、ZG275-485H及Q345的力学性能 (8)

2.1.3 ZG270-500焊接性分析 (8)

2.2 ZG270-500的组织与焊接性 (9)

2.2.1 铸锭的组织 (9)

2.2.2 ZG270-500的焊接性分析 (10)

第3章ZG270-500焊接接头的组成及缺陷 (11)

3.1 焊接接头的组成 (11)

3.2 ZG270-500的熔合区 (11)

3.3 ZG270-500的热影响区 (11)

3.4 焊接接头的常见裂纹 (12)

3.4.1 焊接热裂纹 (12)

3.4.2 焊接冷裂纹 (12)

第4章ZG270-500的焊接工艺 (13)

4.1 焊接方法的选择 (13)

4.2 焊接材料的选择及保存 (13)

4.3 焊接参数的选择 (13)

4.4 坡口清理 (14)

4.5 焊前预热 (14)

4.6 层间温度 (14)

4.7 焊接操作注意事项 (15)

4.8 焊后热处理 (15)

第5章ZG270-500焊接接头裂纹的修补 (16)

5.1 裂纹的确认 (16)

5.2 裂纹的清除 (16)

5.3 坡口的清理 (16)

5.4 焊接方法及焊接材料的选择 (16)

5.5 焊接操作 (17)

5.6 焊后热处理 (18)

5.7 对补焊的焊缝进行超声波检测 (18)

结论 (20)

参考文献 (21)

附录 (22)

第1章绪论

1.1课题背景

在生产中，铸钢是重要的金属结构材料，具有良好的综合机械性能和化学物理性能。与铸铁相比，铸钢具有较高的强度、韧性、塑性和良好的焊接性。与普通的碳钢相比，铸件是通过铸造工艺制作，可以制作外形比较复杂的工件，且制造的工艺比较简单，成本较低，在性能上没有锻件的各向异性。另外，在铸钢中加入某些合金元素，还可以获得特殊性能。因此在工业生产中应用十分的广泛。尤其是碳素铸钢，有良好的综合机械性能和铸造性能，且对原料的要求不高，合金元素消耗少，成本低，熔炼和铸造工艺容易掌握，在各部门应用很广。

在铸钢的铸造过程中，为保证其有足够的强度、塑性和韧性，含碳量在0.15%～0.60%间。由于铸钢的浇铸温度比钢锭的浇铸温度高，铸件的形状也比较复杂，其凝固条件的控制比钢锭困难的多，而且之后不经过锻压加工，一般情况下，铸钢件的结晶比较粗大，热节处和枝晶间的疏松难以避免，因此，铸钢的性能往往比成分相近的钢要差，在焊接性能上也是。焊接时极易出现裂纹和偏析等缺陷。

华东重工有限公司是专门生产大型数控机床的公司，机床的导轨要求较高的强度和冲击韧性，对于结构简单的工件可以使用16Mn 制作，但是对于结构复杂的导轨，使用铸铁无法满足其性能的要求，因此选用铸钢件，但是由于车间正处于起步阶段，对铸钢的焊接没有一套完整的焊接工艺指导焊接生产，致使焊件出现严重的缺陷，尤其以裂纹最常出现。如图1-1，图1-2所示。

图1-1工件端部裂纹图1-2 渗透探伤检测裂纹

第2章 ZG270-500的焊接性分析

由于铸钢需要较高的强度和韧性,同时又要具备较好流动性,所以其在制作的过程中,加入很多的合金元素,使其成分与性能相近的碳钢的成分相差很多,首先从其成分上分析其焊接性,并与ZG275-485H 和Q345进行比较。之后通过显微组织对其焊接性进行分析。

2.1 ZG270-500成分与焊接性

2.1.1 ZG270-500和ZG275-485H 的成分

ZG270-500、ZG275-485H 及Q345的成分如表2-1所示[3]

2.1.2 ZG270-500、ZG275-485H 及Q345的力学性能

ZG270-500、ZG275-485H 及Q345的力学性能如表2-2所示

2.1.3 ZG270-500焊接性分析

使用国际焊接学会（IIW ）推荐的碳当量计算公式：

ZG270-500的碳当量约为0.45%，ZG275-500的碳当量约为0.46%。一般情况下，当碳当量的值大于0.4%时，材料的冷裂敏感性增大，其焊接时主要问题是焊接热影响区易产生低塑性的淬硬组织，这种淬硬组织随着钢含碳量的增加而增大。另外，铸钢铸锭的冷却速度缓慢，结构复杂，成分不均匀，完成后又不经过压力加工过程，所以组织较粗大，存在严重的偏析和夹杂，使其塑性和韧性

(%)

1556Cu

Ni V Mo Cr Mn C E C ++++++=