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渣盘车是针对钢厂转炉炼钢现场工作条件设计制造的。渣盘车工作环境恶劣，使用过程中车架要频繁地承受冲击载荷和温度应力的作用，必须保证足够的强度，因此车架选择了济钢自产的JG590 低合金高强度钢。为保证渣盘车的使用性能，我从分析JG590 钢焊接工艺性能入手，制定了车架的焊接工艺规程，包括焊接材料的选择、车架的组装、焊接工艺参数以及焊后热处理。下面结合制作情况进行分析说明。 1 JG590 钢焊接性分析 （1） JG590 钢板化学成分及力学性能见表1 和表2。 （2）使用表1 的JG590 钢化学成分，按照国际焊接学会（IIW） 推荐的碳当量（CE） 公式计算:0.40%≤ CE≤0.46%。 （3）冷裂纹敏感指数计算 式中：H 为熔敷金属扩散氢含量，按GB3965- 95《熔敷金属中扩散氢测定方法测定》，这里取H=5ml/100g；δ 为材料厚度/mm。计算得0.36%≤PC≤0.39%。根据计算结果可知，JG590 钢焊接性能一般，具有中等淬硬倾向，焊接时很难避免热影响区中马氏体的产生，冷裂纹敏感性较高。同时，氢致裂纹是低合金结构钢焊接接头最危险的缺陷，焊接时应选择低氢焊接材料和焊接工艺。 2 焊接工艺简介 （1）焊接材料的选用考虑到防止裂纹、改善工艺条件以及焊接区的韧性和 裂纹敏感性，低合金高强钢大多采用“等强匹配”。通过对国内外几种常用焊材的比较，我最终决定选用哈焊所生产的GFM- 60 焊丝。该种焊丝熔敷金属具有极高的纯净度，超低扩散氢含量（≤5ml/100g）。具体化学成分及机械性能见表3、表4。 （2）焊前预热及层间温度 预热是防止低合金高强度钢产生焊接裂纹的有效措施。按照防止冷裂纹所需要最低预热温度公式初步确定预热温度：T0（℃）：T0 =1440 PC - 392， 计算得：125℃≤T0≤175℃。考虑到车架钢结构板材较厚，结构的拘束应力较大，取预热温度为200℃。适度的层间温度也是获得优良焊缝金属韧性的必要条件， 结合生产情况， 选择层间温度200～225℃。 （3）坡口加工、车架组装及定位焊接 车架承受动载荷及温度应力的作用，焊接质量要求高，且结构强度高，因此钢板用数控火焰切割下料，下料后打磨切割口氧化渣。箱型结构立板须开坡口焊接，坡口加工要求高，用半自动切割车开坡口并打磨休整或机械加工坡口。组装时，坡口周围50mm 范围内应严格清除水、油污、铁锈等杂物。组装定位焊也必须预热，且预热温度要比正式焊接预热温度高30℃以上，可采用局部预热的方式进行。组装定位焊所用焊接材料性能应与正式焊接所用焊接材料性能相同。组装定位焊焊缝高度取正式焊缝高度的1/2， 但不得超过6mm，定位焊焊缝的单点长度在30～60mm 范围内，定位焊点间距为100～150mm，应保证位 焊后有足够的强度。正式焊接时，应检查定位焊缝是否有裂纹、气孔等焊接缺陷，若有缺陷须清除重新焊接。 （4）焊接工艺参数 为保证焊接质量，采用MAG（80%Ar+20%CO2）混合气体保护焊接，Φ1.2 实芯焊丝。焊接工艺参数符合表5 规定 （5）焊后热处理 焊接热处理的目的是为消除焊接应力，提高结构件的尺寸稳定性，改善接头组织及力学性能，确保渣盘车在恶劣工作条件下的使用性能及工作安全性。结合我厂实际情况，热处理温度选择为（590±10）℃，整体入炉加热，保温时间2h。当温度升至300℃以上，升温速度≤120℃/h。车架随炉冷至300℃以上，冷却速度50～80℃/h。冷却至300℃以下时，出炉冷却。热处理温度曲线如图6 所示： 3 结语 采用本文分析研究所得的合理焊接工艺参数和热处理方法生产的渣盘车，焊缝强度高，焊接质量好，满足了炼钢现场恶劣环境下的使用性能，受到用户好评。也为大型低合金高强钢结构件的生产制作积累了丰富的经验。 |
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