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旋挖钻机钻杆用27SiMn合金钢的焊接方法
作者:上海聚晋实业有限公司     点击:2365     发布时间:2011-09-08

旋挖钻机在进行桩基施工时主要是通过钻杆和钻具来完成钻孔作业的。其中钻杆在工作中不仅受到钢丝绳的拉力,而且还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破坏现象。为避免或减少上述破坏现象的发生,在不改变结构尺寸的情况下,可以选用高强度的27SiMn无缝钢管。27SiMn无缝钢管具有良好的机械性能、内外表面质量光滑、壁厚均匀,不仅有较高的强度,而且有很好的韧性,但27SiMn钢的焊接性能比较差,如何保证其焊接质量,就成了旋挖钻机钻杆加工的关键问题。因此,开展对27SiMn钢焊接工艺的研究具有工程实用价值。一、焊接性分析影响焊接性能的主要因素是钢材的化学成分,旋挖钻机钻杆用27SiMn钢的化学成分为C:0.29 Mn:1.27 Si:1.32 S:0.008 P:0.018 Nb:0.054 Al:0.011 M:0.0026 Cu:0.017 Ni:0.013 Cr:0.033。27SiMn钢中含碳量对其焊接性的影响最为明显,通常把钢中合金元素含量对其焊接性的影响,按其作用换算成碳元素的相当含量,即用碳当量法评价金属材料的焊接性。27SiMn钢的碳当量为0.56%,表明母材的淬硬性比较大,因此采用试验条件比较苛刻的铁研试验法(斜Y型坡口焊接裂纹试验方法)来确定27SiMn钢的合理焊接工艺参数。二、焊接工艺参数的确定1、气体保护焊工艺参数的确定焊接方法采用公司常用的CO2气体保护焊,保护气体为Co(220%)+ Ar(80%),27SiMn钢的抗拉强度为980MPa,焊丝采用低一级的SLD-70,直径Φ1.2。2、氩弧焊工艺参数的确定为了保证焊接质量,采用Ar弧焊打底,单面焊双面工艺,焊丝采用OkTigrod13.12,直径Φ2.4mm。为了确定其焊接规范,进行铁研试验。采用Ar弧焊打底,单面焊双面成形工艺,焊接27SiMn时,需要预热100℃以上,才可以避免铁研试件产生冷裂纹。三、施焊方法对实际产品进行焊接时,先用氧乙炔焰对坡口两侧进行预热,达到预热温度100℃后进行氩弧焊打底,实际焊接时I=100A,U=22.2V。气保焊填充第一层焊缝采用了I=161A的电流,使第一道焊缝不会将打底焊缝熔透或烧穿,而后采用I=220A电流、U=22.2V 电压。焊接过程中控制焊道层间温度不超过200℃,焊后立即进行消氢处理。四、效果利用此工艺焊接的产品,通过超声波探伤,焊缝均能达到GB/T12469-1990 要求的二级焊缝,满足设计需求。采用上述工艺制造的旋挖钻机在施工现场运行1年,效果良好,未发现异常现象。实践证明上述27SiMn焊接工艺的确定是成功的。
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