35CrMnSiA焊接工艺ppt课件
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18
3 焊前准备
先用中性金属清洗剂整体清洗工件内 外表面，清洗干净后立即去掉水分，再用 酒精擦拭坡口及其两侧大于100mm内外 表面，必须清除一切污物。
4 焊前预热
对坡口进行230～250℃进行预热处理, 预热应均匀和缓冷,严格控制层间温度.
19
5 坡口形式 TIG最常见的应用是板材焊接当焊接厚
8
五 焊接性分析
35CrMnSiA钢是一种典型的Cr-Mn-Si 系中碳调制钢，钢种碳含量较高，也属 于热处理强化钢。它的淬硬性比低碳钢 高的多，具有很高的硬度和强度，但韧 性相对较低，给焊接带来很大的困难。
35CrMnSiA焊接过程中存在的问题主 要是：热裂纹 冷裂纹 热影响区的软化和 脆化问题等
碳 C ：0.32～0.39 硅 Si：1.10～1.40 锰 Mn：0.80～1.10 硫 S ：允许残余含量≤0.025 磷 P ：允许残余含量≤0.025 铬 Cr：1.10～1.40 镍 Ni：允许残余含量≤0.030 铜 Cu：允许残余含量≤0.025[2]
7
四 力学性能
抗拉强度 σb (MPa)：≥1620(165) 屈服强度σs (MPa)：≥1275(130) 伸长率 δ5 (%)：≥9 断面收缩率 ψ (%)：≥40 冲击功Akv (J)：≥31 冲击韧性值 αkv (J/cm²)：≥39(4) 硬度 ：≤241HB
134 过热区的脆化由于含碳量较高和合金元素较多，有相 当大的淬硬性，因而在焊接热影响区的过热 区内很容易产生脆硬的高碳马氏体。冷却速 度越大，生成的高碳马氏体越多，脆化越严 重。
防治措施： 1）采用小的线能量 2）采取预热后热缓冷等措施
14
5 热影响区的软化
这类钢经常退火状态下进行焊接，焊后要经 过调制处理，因而在热影响区容易出现软化问 题。
度为3mm以下时，一般不需加工坡口和填 充焊丝。焊接6mm以上的厚板时通常需要 开坡口并填充焊丝。本次焊接板厚16mm所 以采用V形坡口，尺寸如图：
20
6 工艺参数
1）预热温度230～250，保温时间不低于2 小时。
2）装配：在装配夹具上直接定位焊，保证 焊件转动灵活，另外，还可避免人为造成的误 差及焊件太热伤害操作者。
3
二 应用
35CrMnSiA用于制造中速、重载、高强 度、高韧性的零件及高强度构件。多用于制 造高负荷、高速的各种重要零件，如齿轮、 轴、离合器、链轮、砂轮轴、轴套、螺栓、 螺母等，也用于制造耐磨、工作温度不高的 零件，变载荷的焊接构件，如高压鼓风机的 叶片、阀板以及非腐蚀性管道管子
4
5
6
三 化学成分
、
2）在焊接工艺上应注意保证填满弧坑和
良好的焊缝成形
11
3 冷裂纹
根据图形可知碳当 量越高冷裂敏感性 越大。35CrMnSiA 碳当量CE=0.76容 易产生冷裂纹
12
产生原因： 1）含碳量较高， 2）合金元素较多 3）淬火倾向大，Ms点较低， 低温下马氏体难以产生自回火效应
防治措施： 1）降低含H量 2）焊前预热 3）焊后进行及时回火处理
（4）焊接电流较小，热量比较集中。
17
2 焊接材料 焊丝：
HS-80φ1.2mm，H30CrMnSiAφ1.6mm HS-80用于封底焊接（为解决坡口根部焊接裂 纹，使用强度低的焊丝).H30CrMnSiA焊接及 盖面焊接（增强焊缝强度，采用等强匹配原 则，使用强度高的焊丝）
焊前清理焊丝表面的油污，铁锈等污物.
16
1 焊接方法：钨极氩弧焊 优点： （1）能够实现高品质的焊接，得到优良的焊
缝。由于惰性气体对熔池的保护，能有效地排 除N,H,O对焊接的影响。
（2）电极不熔化，能保持恒定的电弧长度， 不变的焊接电流，稳定的焊接过程，使焊缝美 观，平滑，均匀。
（3）可填丝，亦可不填丝，适于焊接薄板， 亦适于焊接稍后的中板。
防止措施：
1）加快加热和冷却的速度减少受热时间 2）采用较集中的焊接热源
15
六 焊接工艺
35CrMnSiA需要热量集中，高能量的焊接方法， 减小热影响区，在科研和生活中，需要高能热量 集中的焊接方法焊接的构件，普便采用钨极氩弧 焊，等离子弧焊，激光等焊接方法，经过分析结 合实际结构以及不同焊接方法的特点，通过相关 资料分析，确定使用钨极氩弧焊的焊接方法，因 为等离子弧焊接焊枪结构比较大，厚件大坡口， 焊枪很难达到坡口的根部，受到结构的限制，认 为不合适，激光焊设备比较昂贵，在焊接研究阶 段不具备条件。
3）钨极直径φ4.0mm，钨极端部磨成锥台 形，钨极伸长长度4～8mm，喷嘴到工件距离 4～6mm。
4)焊接工艺参数如下图
21
层数
焊接电流 （A）
焊接电压 （V）
焊接速度 送丝速度 气体流量 （cm/min）（cm/min）（L/min）
极性
一层
130～170 16～18 10～13 80～120 8～16
直流正接
二层
150～240 12～14 12～14 140～260 20～22 直流正接
三层
240～300 13～15 12～14 100～280 20～22 直流正接
22
7 焊后热处理
焊后进行不同的热处理，可以分别起到消除 扩散氢、降低和消除残余应力、改善组织或降低 硬度等作用。焊后常用的热处理制度有消氢处理、 消除应力退火、正火和淬火（或淬火+回火）
35CrMnSiA的焊接
1
1 35CrMnSiA的特性 2 应用 3 化学成分
4 力学性能 5 焊接性分析 6 焊接工艺
7 检验
2
一 35CrMnSiA的特性
35CrMnSiA是低合金超高强度钢，热处理 后具有良好的综合力学性能，高强度，足够的韧 性，淬透性、焊接性（焊前预热）、加工成形性 均较好，但耐蚀性和抗氧化性能低，一般是低温 回火或等温淬火后使用。高强度调质结构钢，具 有很高的强度和韧性，淬透性较高，冷变形塑性 中等，切削加工性能良好。有回火脆性倾向，横 向的冲击韧度差。焊接性能较好，但厚度大于 3mm时，应先预热到150℃，焊后需热处理。一 般调质后使用
9
1 碳当量
碳钢及合金结构钢的碳当量经验公式：
碳当量越高冷裂敏感性越大 评定焊接热裂纹倾向的碳当量公式：
10
2 焊缝中的热裂纹
35CrMnSiA含碳量及合金元素含量都较 高，因此液-固相区间较大，偏析严重，这就 促使具有较大的热裂纹倾向。
防治措施：
1）尽量选用含碳量低的，含S、P杂质少
的填充材料
3 焊前准备
先用中性金属清洗剂整体清洗工件内 外表面，清洗干净后立即去掉水分，再用 酒精擦拭坡口及其两侧大于100mm内外 表面，必须清除一切污物。
4 焊前预热
对坡口进行230～250℃进行预热处理, 预热应均匀和缓冷,严格控制层间温度.
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5 坡口形式 TIG最常见的应用是板材焊接当焊接厚
8
五 焊接性分析
35CrMnSiA钢是一种典型的Cr-Mn-Si 系中碳调制钢，钢种碳含量较高，也属 于热处理强化钢。它的淬硬性比低碳钢 高的多，具有很高的硬度和强度，但韧 性相对较低，给焊接带来很大的困难。
35CrMnSiA焊接过程中存在的问题主 要是：热裂纹 冷裂纹 热影响区的软化和 脆化问题等
碳 C ：0.32～0.39 硅 Si：1.10～1.40 锰 Mn：0.80～1.10 硫 S ：允许残余含量≤0.025 磷 P ：允许残余含量≤0.025 铬 Cr：1.10～1.40 镍 Ni：允许残余含量≤0.030 铜 Cu：允许残余含量≤0.025[2]
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四 力学性能
抗拉强度 σb (MPa)：≥1620(165) 屈服强度σs (MPa)：≥1275(130) 伸长率 δ5 (%)：≥9 断面收缩率 ψ (%)：≥40 冲击功Akv (J)：≥31 冲击韧性值 αkv (J/cm²)：≥39(4) 硬度 ：≤241HB
134 过热区的脆化由于含碳量较高和合金元素较多，有相 当大的淬硬性，因而在焊接热影响区的过热 区内很容易产生脆硬的高碳马氏体。冷却速 度越大，生成的高碳马氏体越多，脆化越严 重。
防治措施： 1）采用小的线能量 2）采取预热后热缓冷等措施
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5 热影响区的软化
这类钢经常退火状态下进行焊接，焊后要经 过调制处理，因而在热影响区容易出现软化问 题。
度为3mm以下时，一般不需加工坡口和填 充焊丝。焊接6mm以上的厚板时通常需要 开坡口并填充焊丝。本次焊接板厚16mm所 以采用V形坡口，尺寸如图：
20
6 工艺参数
1）预热温度230～250，保温时间不低于2 小时。
2）装配：在装配夹具上直接定位焊，保证 焊件转动灵活，另外，还可避免人为造成的误 差及焊件太热伤害操作者。
3
二 应用
35CrMnSiA用于制造中速、重载、高强 度、高韧性的零件及高强度构件。多用于制 造高负荷、高速的各种重要零件，如齿轮、 轴、离合器、链轮、砂轮轴、轴套、螺栓、 螺母等，也用于制造耐磨、工作温度不高的 零件，变载荷的焊接构件，如高压鼓风机的 叶片、阀板以及非腐蚀性管道管子
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5
6
三 化学成分
、
2）在焊接工艺上应注意保证填满弧坑和
良好的焊缝成形
11
3 冷裂纹
根据图形可知碳当 量越高冷裂敏感性 越大。35CrMnSiA 碳当量CE=0.76容 易产生冷裂纹
12
产生原因： 1）含碳量较高， 2）合金元素较多 3）淬火倾向大，Ms点较低， 低温下马氏体难以产生自回火效应
防治措施： 1）降低含H量 2）焊前预热 3）焊后进行及时回火处理
（4）焊接电流较小，热量比较集中。
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2 焊接材料 焊丝：
HS-80φ1.2mm，H30CrMnSiAφ1.6mm HS-80用于封底焊接（为解决坡口根部焊接裂 纹，使用强度低的焊丝).H30CrMnSiA焊接及 盖面焊接（增强焊缝强度，采用等强匹配原 则，使用强度高的焊丝）
焊前清理焊丝表面的油污，铁锈等污物.
16
1 焊接方法：钨极氩弧焊 优点： （1）能够实现高品质的焊接，得到优良的焊
缝。由于惰性气体对熔池的保护，能有效地排 除N,H,O对焊接的影响。
（2）电极不熔化，能保持恒定的电弧长度， 不变的焊接电流，稳定的焊接过程，使焊缝美 观，平滑，均匀。
（3）可填丝，亦可不填丝，适于焊接薄板， 亦适于焊接稍后的中板。
防止措施：
1）加快加热和冷却的速度减少受热时间 2）采用较集中的焊接热源
15
六 焊接工艺
35CrMnSiA需要热量集中，高能量的焊接方法， 减小热影响区，在科研和生活中，需要高能热量 集中的焊接方法焊接的构件，普便采用钨极氩弧 焊，等离子弧焊，激光等焊接方法，经过分析结 合实际结构以及不同焊接方法的特点，通过相关 资料分析，确定使用钨极氩弧焊的焊接方法，因 为等离子弧焊接焊枪结构比较大，厚件大坡口， 焊枪很难达到坡口的根部，受到结构的限制，认 为不合适，激光焊设备比较昂贵，在焊接研究阶 段不具备条件。
3）钨极直径φ4.0mm，钨极端部磨成锥台 形，钨极伸长长度4～8mm，喷嘴到工件距离 4～6mm。
4)焊接工艺参数如下图
21
层数
焊接电流 （A）
焊接电压 （V）
焊接速度 送丝速度 气体流量 （cm/min）（cm/min）（L/min）
极性
一层
130～170 16～18 10～13 80～120 8～16
直流正接
二层
150～240 12～14 12～14 140～260 20～22 直流正接
三层
240～300 13～15 12～14 100～280 20～22 直流正接
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7 焊后热处理
焊后进行不同的热处理，可以分别起到消除 扩散氢、降低和消除残余应力、改善组织或降低 硬度等作用。焊后常用的热处理制度有消氢处理、 消除应力退火、正火和淬火（或淬火+回火）
35CrMnSiA的焊接
1
1 35CrMnSiA的特性 2 应用 3 化学成分
4 力学性能 5 焊接性分析 6 焊接工艺
7 检验
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一 35CrMnSiA的特性
35CrMnSiA是低合金超高强度钢，热处理 后具有良好的综合力学性能，高强度，足够的韧 性，淬透性、焊接性（焊前预热）、加工成形性 均较好，但耐蚀性和抗氧化性能低，一般是低温 回火或等温淬火后使用。高强度调质结构钢，具 有很高的强度和韧性，淬透性较高，冷变形塑性 中等，切削加工性能良好。有回火脆性倾向，横 向的冲击韧度差。焊接性能较好，但厚度大于 3mm时，应先预热到150℃，焊后需热处理。一 般调质后使用
9
1 碳当量
碳钢及合金结构钢的碳当量经验公式：
碳当量越高冷裂敏感性越大 评定焊接热裂纹倾向的碳当量公式：
10
2 焊缝中的热裂纹
35CrMnSiA含碳量及合金元素含量都较 高，因此液-固相区间较大，偏析严重，这就 促使具有较大的热裂纹倾向。
防治措施：
1）尽量选用含碳量低的，含S、P杂质少
的填充材料