[发明专利]一种45钢表面堆焊H3Cr13的工艺方法

说明书

本发明提供一种45钢表面堆焊H3Cr13的工艺方法，属于焊接技术领域。包括工件预热处理，焊接，焊后热处理以及产品检验：所述工件预热处理为将150℃的45钢锻件装炉后随炉升温至200～250℃，保温4～6小时出炉；所述焊接为采用埋弧自动焊对45钢锻件进行堆焊，45钢初始堆焊温度为200℃；所述焊后热处理为将焊接后的45钢锻件放入热处理炉中进行焊接去应力退火，在热处理炉中，45钢锻件升温到250～300℃，保温4～6小时，保温后出炉空冷，快冷至室温；所述产品检验为对焊接后的产品硬度和缺陷进行监测。本工艺方法采用埋弧自动焊在主柱塞表面堆焊一种马氏体不锈钢，焊材选择H3Cr13，焊剂选择CHF260，经过热处理工艺和焊接工艺，最终实现主柱塞表面硬度达HRC45‑HRC55。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体为一种45钢表面堆焊H3Cr13的工艺方法。

背景技术

马氏体不锈钢属热处理可强化的钢，45钢表面堆焊H3Cr13，主柱塞表面可获得一种较高强度、较高耐磨性和较强抗腐蚀性能。3Cr13的含Cr量为12％～14％，3Cr13是一种焊接性非常差的材料，有很强的冷裂倾向，焊缝及热影响区焊后均为硬而脆的马氏体组织，钢中含碳量越高，冷裂倾向越大。工件焊接工艺过程控制复杂，工件初始焊接温度需要200℃，在环境温度5℃～10℃的情况下，工件出炉温度为250℃，热处理炉与焊接工位存在一定的转运距离，到焊接工位时，工件表层温度已经下降到88℃～95℃，焊接活动无法开展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种45钢表面堆焊H3Cr13的工艺方法，采用本发明工艺方法对本主柱塞表面进行堆焊，可以显著提高本主柱塞的硬度，经焊接后其表面厚度达到HRC45～HRC55。

本发明目的通过以下技术方案来实现：

一种45钢表面堆焊H3Cr13的工艺方法，包括工件预热处理，焊接，焊后热处理以及产品检验：

所述工件预热处理为将150℃的45钢锻件装炉后随炉升温至200～250℃，保温4～6小时出炉。工件预热处理能减缓焊后的冷却速度，有利于焊缝金属中扩散氢的逸出，避免产生氢致裂纹；也可减少焊接区域被焊工件之间的温度差，降低了焊接应变速率，有利于避免产生焊接裂纹。

所述焊接为采用埋弧自动焊对45钢锻件进行堆焊，45钢初始堆焊温度为200℃，其中，焊接参数为：焊接电流630A～680A，焊接电压35V～38V，焊接线速度980cm/min～1050cm/min，焊接层数3～5层，每层有效焊缝金属厚度2.2mm～2.7mm，每道焊缝有效宽度为10～11mm，每道焊缝压1/2焊缝原始宽度，层间温度控制在150℃～250℃。

所述焊后热处理为将焊接后的45钢锻件放入热处理炉中进行焊接去应力退火，在热处理炉中，45钢锻件升温到250～300℃，保温4～6小时，保温后出炉空冷，快冷至室温。焊后热处理目的在于加快焊缝及热影响区中氢的逸出，消除焊接应力，从而防止焊接裂纹的产生。

所述产品检验为对焊接后的产品硬度和缺陷进行监测，焊接后45钢锻件的硬度在HRC46～HRC50，且未发现任何超标缺陷。

作为本发明所述一种45钢表面堆焊H3Cr13的工艺方法的一个具体实施例，工件预热处理步骤中，所述45钢锻件出炉时用保温棉完全包扎工件。用保温棉完全包扎工件避免工件暴露在低温环境中散热过快。

作为本发明所述一种45钢表面堆焊H3Cr13的工艺方法的一个具体实施例，焊接步骤中，所述焊接选用的焊丝为H3Cr13，焊剂为CHF260。选用H3Cr13+CHF260，因其堆焊后硬度、耐腐蚀满足使用要求，且焊接综合性能更优，焊接开裂风险最小。

作为本发明所述一种45钢表面堆焊H3Cr13的工艺方法的一个具体实施例，焊接步骤中，所述焊接过程应保证焊接温度控制在200～250℃。其目的在于避免堆焊层晶粒粗大，机械性能指标降低；以及防止冷却速率大产生焊接裂纹。