外花键精密钢管埋弧堆焊要点

本文以1000t水压机工作缸柱塞为例，简明地说明了外花键精密钢管堆焊材料的选择和外花键精密钢管埋弧堆焊工艺要点。一千吨液压机油缸工作缸活塞采用45钢。埋弧堆焊处为整个工作缸体的表面。针对此类工件工作面的耐磨、耐蚀要求，可选用马氏体不锈钢(2Cr13、3Cr13)焊丝进行表面堆焊。在2Cr13、3Cr13马氏体不锈钢中，除碳含量较高外，还含有较高的碳素。

随含碳量的增加，外花键精密钢管的耐蚀性降低，但在空气、水、蒸汽介质中的耐蚀性明显优于45钢；钢中碳r含量的增加，使工件在氧化介质(如大气、硝酸等)中迅速形成Cr2O3氧化薄膜，防止腐蚀。同时增加碳、碳含量，堆焊层金属具有良好的综合性能，外花键精密钢管工件表面具有良好的耐磨性和抗腐蚀能力。

试验表明，与原45钢相比，马氏体不锈钢表面堆焊后的液压机工作缸体柱塞使用寿命提高3~5倍。需要指出的是，马氏体不锈钢异形精密花键光亮无缝钢管有硬化倾向，且碳含量越高，硬化倾向越强，从而导致冷裂纹的产生。碳碳含量是影响马氏体不锈钢焊接冶金性能的主要因素。

一般调质热处理的马氏体不锈钢外花键精密钢管的微观组织为马氏体。焊缝和热影响区的焊接组织表现出明显的淬硬倾向，焊后组织多为硬而脆的马氏体组织。预防马氏体不锈钢外花键精密钢管焊接冷裂纹的方法如下。焊接前先加热。预加热是防止焊道硬脆和产生冷裂纹的有效措施。

热处理温度可以根据外花键精密钢管工件的厚度和刚度来确定，一般200~400℃时，含碳量越高，热处理温度越高。采用较大的焊接电流，减慢冷却速度，以增加输入热量；三、外花键精密钢管焊后热处理。在焊接温度不超过150~200℃时，可进行焊后热处理，以消除焊接残余应力，去除异形花键精密无缝管精拔接头中的扩散氢，同时可改善堆焊区域的组织和性能。

为解决2Cr13、3Cr13马氏体不锈钢外花键精密钢管焊接性能差的问题，在堆焊时，除对异形花键精密无缝管表面进行除锈、去油清理外，堆焊时还必须进行高温预热，并始终保持一定的预热温度。堆焊时，工件预热温度一般控制在300℃左右。

对于外圆内花键精密光亮管堆焊参数的控制，采用了“低电流、低电压、薄层多道”的工艺方案。而2Cr13、3Cr13马氏体不锈钢导热性差，焊接后易产生较大内应力。因此，外花键精密钢管堆焊过程中需要特别注意工件堆焊后的缓冷问题，最好在热砂或预热炉中进行缓冷。