孙燕
（徐州美驰车桥有限公司Xuzhou Meritor Axle Co.,Ltd 221116）
Abstract: Need not to preheat and heat treatment ,complete welding technology of ZG270-500(35) and 40Cr.In the practice of the products running, the products run well and make our customers satisfaction.
摘要：本文介绍了中碳钢焊接时，无需焊前预热和焊后热处理的焊接工艺。就焊接结果进行了分析。通过试验和用户验证，所焊接的重型工程车桥运行正常。
Key words:carbon-steel, multilayer weld,preheat,welding quality
关键词：中碳钢 多层焊 预热 焊缝质量
1、引言
重型装载机（ZL50）中，焊接桥壳是重型工程车车桥的主体，根据强度要求，一般采用ZG270-500(35)正火处理与40Cr调质处理（270-320HBW）焊接在一起完成的。两种钢材都为中碳钢，用常规的工艺，当然需要焊前预热和焊后热处理来达到焊接性能的要求。下面介绍一种无需焊前预热和焊后热处理的焊接加工方法，也能达到设计焊接强度要求。
2、车桥焊接桥壳的结构
.jpg)
桥壳结构如图所示：
序号1为支承轴（40Cr）,序号2为桥壳体（ZG270-500）
3、焊接工艺
（1）、此焊接采用MAG焊，选择84％Ar+16％CO2混合气体；焊丝选用H08Mn2SiA(ER50-6)。气体流量为15-25L/min。MAG焊被广泛用于焊接碳钢及低合金钢。它既有Ar气的优点，如电弧稳定、飞溅小、很容易获得轴向喷射过渡等，又因为具有氧化性，克服了用单一Ar气保护焊接时的表面张力大，液体金属粘稠，易产生的阴极漂移现象及焊缝成形不良（如咬边）等问题。
Ar和CO2的比例，通常为70-85/30-15。这种比例既可用于喷射过渡电弧也可用于短路过渡电弧及脉冲过渡电弧。
采用Ar+CO2混合气体焊接碳钢和低合金钢，虽然成本较纯CO2高，但由于焊缝金属冲击韧性好及工艺效果好，特别是飞溅比纯CO2小得多，所以应用很普遍。为了防止CO气孔及减少飞溅，须使用含有脱氧剂的焊丝，如H08Mn2SiA等。
（2）、操作方法为单道多层焊。大家一提到中碳钢的焊接时，就想到通过焊前预热、焊后热处理等工艺措施来提高它的金属性能，实现焊接的目的。其实不然，在如图所示的尺寸下，桥壳（材质为ZG270-500）与支承轴（40Cr）的焊接,就是属于典型的中碳钢的焊接。在焊接时，我们可以不进行热处理，我们采用富Ar气体的熔化极气体保护焊，;运条方式——采用锯齿形。经过焊接试验结果及大量的焊接生产证明：在多层锯齿摆动焊时，热处理的工序可以取消。短段多道焊就是每道焊缝较短，在这种情况下，未等前层焊缝冷却到较低温度如（Ms）就开始焊接下一层焊缝。这样多层焊接实际是许多单层热循环相继作用，在相邻焊层之间彼此具有热处理的作用，因此，从提高焊接质量来看，短段多层焊对焊缝和热影响区HAZ（Heat afact zone）组织都有一定的改善作用，多层焊比单层焊更为优越。
焊接参数见表格1。由于是长时间不间断的焊接，为保证焊接的稳定性，一般采用专机焊接（或机器人）。焊缝坡口形式如下图1所示。
.jpg)
焊接专机参数表1
层数电流(A)电压(V)转速（rpm)摆幅（mm）摆动速度(M/m）焊枪的提升高度
左右左右
1280-290280-29029-3029-300.941.10
2290-310290-31029-3029-300.861.43
3290-310290-31029-3029-300.771.53
4290-310290-31029-3029-300.581.74
5290-310290-31029-3029-300.491.84
6290-310290-31029-3029-300.4101.93
7290-310290-31029-3029-300.31122
8310-320310-32029-3029-300.21422
焊缝坡口图1
（3）两种母材和焊接材料的化学成分见下表2。
材料元素含量表2
材料CMnSiCrSP
ZG270-500(35)标准0.40.90.5＼≤0.04≤0.04
实测0.390.810.44＼0.0380.036
40Cr标准0.37-0.450.5-0.80.2-0.40.80-1.10≤0.035≤0.035
实测0.40.640.2230.90.0160.012
ER50-6 (H08Mn2SiA)标准0.06-0.151.40-1.850.8-1.15≤0.035≤0.025
实测0.061.50.880.0160.025
（4）焊接质量
焊接完成后，从焊缝剖面各区域的硬度，就可以知道各区域的强度变化。由此可以知道焊缝强度与母材相当（表3，图2）；剖面外观及熔深尚好（图3）；同时，在试块的拉伸试验过程中，焊缝的抗拉强度≥500MPa,且大于ZG270-500的强度（见试验报告）。
表3
焊缝解剖面各区域强度变化 图2
铸钢桥壳焊接接头硬度检测结果
检测部位支承轴本体支承轴热影响区焊缝熔合区焊缝区焊缝中心焊缝区焊缝熔合区铸钢热影响区铸钢本体
硬度1（HV）227260211201188198205201173
硬度2（HV）232217215211207207221177172
硬度3（HV）215201198196201202209209191
焊缝横截面的解剖图 图3
试块抗拉强度试验值
金属拉伸测试报告
试验方案名：金属拉伸 执行标准GB/T228-2002
试验结论：试样断在ZG材料上，焊接头的强度大于铸钢材料
试样号抗拉强度Rm(MPa)最大力Fm(Kn)备注
1590.8236.32
2602.5241.00
3605.2242.09
4616.7246.68
平均603.8241.52
4、通过以上分析和产品的反馈可知，在工程车装载机的车桥制造中，ZG270-500与40Cr的焊接可免去焊后热处理这一工序。在焊接过程中，严格控制施焊工艺，同样能达到焊缝的使用要求。
参考文献:《焊接手册》