焊接裂纹、变形与应力的控制（一）

魔神

    

　　应力的存在，易使焊接区产牛裂纹，并影响机械加工精度和尺寸稳定性，对齿轮啮合质量和使用寿命是不利的。因此对精度要求高的齿轮构件降低焊接应力是十分重要的。焊接应力的消除应进行600℃高温回火，而轮缘先凋质后焊接的齿轮。焊后回火温度只能低于调质回火温度30～50℃。否则会影响材料性能下降，达不到强度和硬度要求。故减少应力的办法除焊后热处理外，重要的是从焊接工艺措施上设法将应力降低到最低值。工艺措施如下：

　　(1)预热和保温状态下焊接，可以防止因温差造成的焊接应力，焊后缓冷同样可达到减少应力效放果。

　　(2)固定齿轮的夹紧装置，刚度要适中.以减少焊接应力。

　　(3)采用埋弧焊和气体保护焊焊接方法，通过胎具化固定焊件及焊接机头，焊件由变位器带动旋转，在给定的焊丝对中位置，焊接电流、电弧电压和焊接速度的条件下，减少了引弧收弧停顿时间及可能引起的接头处焊缝缺陷.使整条环形焊逢均匀一致.减少由于焊缝不均匀造成的收缩应力，

　　(4)每焊完一道环缝要及时进行敲渣并锤击焊缝.以减少焊接应力。

　　(5)防止咬边及搭接焊缝之间存在沟槽、避免局部应力集中

　　二、异种钢相焊以及封闭焊缝所引起的应力轮缘与腹板及腹板与轮毂之间焊缝均为厚板封闭焊缝,且被焊双方材质的化学成分、力学性能及线胀系数存在差异，在刚性拘束条件下焊接，易产生应力，导致焊接区开裂。生产中常用的方法有：

　　(1)焊前将线胀系数小的金属(中碳合金钢)预热。

　　(2)加中间金属过渡层的措施

　　故在齿轮焊接生产中，轮缘与腹板的焊接根据轮缘材料的碳当量、焊接性、力学性能及产品结构的不同分别选择以下两种不同的接头型式:

　　a)在轮缘上堆焊过渡层，当轮缘材料含碳量较高，焊接性较差时，应先在轮缘上堆好一层与腹板材料性能接近的熔敷金属，这样便把性能相差较大的异种钢焊接改变为性能较为接近的两种材料焊接.从而消除了焊接应力。

　　具体做法是堆焊的对轮缘进行预热，预热温度参见表39及材料焊接性试验结果而定.堆焊材料选用J507、H 08M r2SiA、H 08MnA等，堆焊方法优先选用气体保护焊及埋弧焊。

　　堆焊完成后，进行磁粉探伤及中间热处理(该温度比轮缘回火温度低30℃～50℃，中间热处理后，通过圆周8个点的位置测定堆焊层内径是否有加工余量，确认无误后，对堆焊面进行机械加工，用砂轮打磨焊边及焊瘤，堆焊表面机械加工后进行超声波探伤及磁粉探伤检查。检查合格后的轮缘即可与腹板进行组装焊接。

　　b)在轮缘上不进行堆焊，当轮缘材料含碳量较低，焊接性较好时，可不设置堆焊层，直接与腹板组装焊接。

　　腹板与轮毂的焊接因其性能相差较小，故不必设置堆焊层，直接组焊即可。