４０Ｍｎ２钢的焊接范绍林，杨志刚山西省太原市中国十三冶十公司（０３０００８）空心球胎具下 模圈是制作大型空心球的关键部件之一，该部件对硬度及耐磨性均有较高的要求。为解决该部件所 需原材料货源短缺、难以采购等问题，我们利用相同材质的废铸钢件切割、焊接而成，其形状如图 １所示。在焊接过程中，克服了材料淬硬倾向大、易产生裂纹等困难，严格执行工艺措施，使焊接 工作顺利进行，一次焊接成功（该下模圈共制作了６个）。１下模圈的化学成分及可焊性分析４０ Ｍｎ２铸钢件的化学成分为：０．４３％Ｃ，０．３９％Ｓｉ，１．８５％Ｍｎ，０．０４０％Ｓ ，０．０４０％Ｐ，其余为Ｆｅ。由此可见，４０Ｍｎ２铸钢的含Ｍｎ量较高，使钢的淬硬倾向偏 大。根据国际焊接学会推荐的碳当量计算公式，计算出该钢的碳当量为０．７４％，可焊性较差。 下模圈属厚大钢板结构，焊缝金属填充量大，焊接过程产生的结构刚性拘束应力也较大，因此焊接 此类钢时必须采取合理的工艺措施，才能防止裂纹的产生。２焊接方法及焊接材料的选择根据母材 金属与焊接接头金属化学成分相近的原则，选用抗裂性能好、熔深大、效率高、焊接质量好的ＣＯ ＿２气体保护半自动焊方法焊接。焊接材料选用φ１．２ｍｍＨ０８Ｍｎ２ＳｉＡ焊丝。焊接设备 采用ＮＥＷ－５Ｏ０型ＣＯ＿２半自动焊机，直流反接。ＣＯ＿２气体纯度≥９９．５％，使用前 进行提纯处理。３
焊接工艺３．１坡口制备为减少焊缝金属填充量，采用Ｘ形坡口，其形状见图２ 。３．２严格清理焊件施焊前将已加工好的坡口及坡口两侧各６０ｍｍ范围内用砂轮打磨至露出金 属光泽，不得有锈蚀、氧化层、油污等。３．３预热焊前需预热，
预热温度２００℃，采用氧乙炔 焰加热坡口及其两侧各２００ｍｍ的区域。预热有利于减少淬硬组织，防止裂纹的产生。并可提高 接头的塑性。３．４焊接为控制焊接接头变形，采取合理的焊接顺序，进行对称、多层、多道焊， 焊接顺序见图３，焊接工艺规范参数见表１。施焊时，打底焊要保证焊透，焊丝作小月牙形摆动， 焊丝摆动到坡口边缘时稍停，以防形成边缘处夹角过深，造成夹渣、未焊透、熔合不良等缺陷。填 充、盖面焊时采用直线或小划圈形摆动，在保证坡口两侧充分熔合的前提下，焊接速度快些，使母 材尽量少熔化，以减少熔合比，有利于防止合金元素烧损及降低焊缝区域硬度。每焊完一层，用钢 丝刷仔细清理，检查确无夹渣、裂纹、气孔等缺陷后，再进行下一层的焊接，施焊过程应连续进行 ，保持层间温度不低于预热温度，焊后自然冷却。５结论焊后经硬度测试，焊缝硬度高于母材硬度 。经两年多连续压制空心球皮，至今未在焊缝区内发现裂纹及磨损。在母材淬硬倾向大及易产生裂 纹的情况下，采用ＣＯ＿２气体保护半自动焊方法焊接４０Ｍｎ２钢，取得满意的焊接效果，且该焊接方法成本低、效率高、工艺简单，易于推广。40Mn2钢的焊接@范绍林，杨志刚$山西省太原市中国十三冶十公司