[发明专利]一种45#钢主轴与45#钢法兰盘焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接方法，具体涉及一种45#钢主轴与45#钢法兰盘焊接方法。

背景技术

目前主轴与法兰盘的连接形式为整体锻打而成，由于法兰盘的直径较主轴的外径大得多，整体制造的成本会很大，采用焊接形式（主轴和法兰盘分体锻打后再组焊）可以极大降低制造成本。但是由于主轴和法兰盘为45#中碳钢，其碳当量较高，淬硬性较高，因此焊接性较差，在焊接过程中极易因为焊接工艺制定不当而产生热裂纹、密集性气孔等缺陷，目前行业内主轴与法兰盘连接仍采用整体锻打结构。当主轴与法兰盘组合装配时，形成的组焊件几何尺寸较大，因此具有非常大的刚性和约束，从而在焊接过程中产生较大的内应力，再加上整个焊接过程时间较长，在焊接热循环过程中，从高温冷却时极易产生淬硬的马氏体组织，因此在主轴与法兰盘焊接时必须采取严格的工艺措施。

如公开号为CN103521887A的发明专利申请，公开了一种45钢与35CrMo铸钢的焊接工艺，工艺采用如下步骤：a.预热，盘芯和盘片置退火炉内以40-60℃/h的升温速度预热到300℃，保温1h出炉组对，并用煤气继续加热保温，使焊接过程始终保持200-250℃的预热温度；b.焊接方式，采用H08Mn2SiA焊丝，80%Ar+20%CO2的富氩CO2气体保护焊；c.焊接参数，焊丝直径为1.2mm，焊接电流为190-240A，焊接电压为28-32V，层间温度200-250℃，气体流量，15-20L×min-1,采用多层多道焊，焊道彼此重叠，重叠焊缝不少于焊缝宽度的1/3，同时每焊完一层用风铲捶击焊缝以消除应力，焊后进炉作消除应力热处理，其可大大降低约束应力，从而有效地控制了裂纹的出现。但是该方法无法适用于坡口深度较大、碳当量较高的45钢主轴与法兰盘的焊接。

发明内容

为克服现有技术中存在的厚壁45钢法兰盘与实心主轴的焊接问题，本发明提供了一种45#钢主轴与45#钢法兰盘焊接方法。

本发明的技术方案为：一种45#钢主轴与45#钢法兰盘焊接方法，包括如下步骤：步骤一：法兰盘的待焊接的坡口为内凹的圆弧形，法兰盘坡口的根部与主轴的外壁之间留有间隙；

步骤二：将主轴置于辊轮上，法兰盘套设在主轴上，在法兰盘上套装有对开式加热器，对法兰盘及主轴预热处理，采用分段对称定位焊将法兰盘与主轴固定焊接；

步骤三：法兰盘与主轴焊接后，采用手工电弧焊对法兰盘的坡口进行封底焊接；

步骤四：采用二氧化碳气体保护焊对法兰盘的坡口进行填充焊和盖面焊，填充焊时焊接导电嘴处于爬坡焊位置，盖面焊时导电嘴处于下坡焊位置；

步骤五：焊接完成后对焊缝区域进行局部退火，缓冷至室温，完成焊接。

进一步地，所述步骤一中坡口处的切线与延伸线的夹角的角度为15°，钝边的厚度为3mm。

进一步地，所述步骤二中，对法兰盘及主轴预热处理，预热温度在200-250℃之间，升温梯度≤150℃。

进一步地，所述步骤二中，用对开式加热器对法兰盘的坡口及主轴的待焊区域进行加热，加热温度为300-400℃，保持加热时间在0.5-2h。

进一步地，所述步骤三中，对定位焊的起头和收尾处进行圆滑处理，定位焊起头和收尾之间长度为80-100mm。

进一步地，所述步骤三中，手工电弧焊时，先启动辊轮，使辊轮缓慢转动，确定焊接点位置使焊接接头呈微上坡状；焊接过程中采用摆动焊法，使熔敷金属与焊接坡口两侧边缘完全熔合，跳过最初的点固焊位置，保证整条焊缝的连贯与平滑，得到的焊缝表面呈内凹船形。

进一步地，所述步骤四中，进行二氧化碳气体保护之前，使焊接后的法兰盘的坡口的温度保持在200-250℃之间。

进一步地，所述步骤四中，进行二氧化碳气体保护焊时，焊丝位于焊接接头中心，起始焊时，进行单层一道焊接，随着层次的增加，同一层采用两道或多道焊焊接，并做好叠加顺序记号，当焊接接近坡口边缘时，焊丝应与坡口边缘保持一定距离，使焊缝与坡口边缘形成稍具凹形的圆滑过渡，焊层每增高20mm时作为停止点，对法兰盘与主轴的同心度检查；焊接过程中要及时清理残留药皮预防导致夹渣缺陷；熄弧时要适当延缓，将弧坑填满；在焊接过程中保持焊层的连续覆盖，随着焊层的增加，焊接电流和电弧电压应适当增大。

进一步地，所述步骤五，局部退火的方法：用对开式加热器对焊缝区进行加热，加热温度为600-700℃，升温速率不大于150℃/h，并保持温度在600-700℃条件下2-4h。