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为什么拉丝机卷筒会有裂纹呢?

发布时间:2020-03-25 16:33:02 星期三
摘要:

从金属熔焊原理分析,金属构件按产生裂纹的本质来看,可分为热裂纹、再热裂纹、冷裂纹和层状裂纹等。金属制品行业的常 […]

从金属熔焊原理分析,金属构件按产生裂纹的本质来看,可分为热裂纹、再热裂纹、冷裂纹和层状裂纹等。金属制品行业的常用设备拉丝机,其卷筒裂纹产生有多方面因素引起。

 

1 卷筒产生裂纹的原因

在生产过程中,卷筒在热喷涂后,小部分立即出现裂纹,多数是在焊后一段时间才出现,开始少,逐渐增多,这些现象都是典型的延迟裂纹特征。延迟裂纹由于不是在焊后立即可以发现,需要延迟一段时间,甚至在使用过程中才发现,因此它的危害性就更加严重。

 

大量的生产实践和理论研究证明,高强钢焊接时产生延迟裂纹的原因主要有钢种的淬硬倾向;焊接接头的含氢量及其分布;焊接接头的拘束应力3个方面。具体针对卷筒热喷涂时裂纹的产生,主要有以下几方面原因。

 

1.1卷筒材质与焊接

卷筒材料采用45钢,淬硬倾向大,焊接接头易得到脆硬的马氏体组织和较多的晶格缺陷。马氏体在一定应力条件下将发生脆性断裂(或称解理断裂),裂纹因此易于形成和扩展。

1.2 氢的影响

焊接接头(即热喷涂区)含氢量较大;而氢是引起高强钢焊接时延迟裂纹产生的重要因素,并且具有延迟的特征。

1.3 卷筒结构

卷筒大而壁厚,刚性大,焊接接头残余应力大。

1.4 焊接工艺

焊接工艺选择不当,造成卷筒内部应力分布不均,使焊接接头淬硬处拉裂,这些应力主要有3种:⑴焊缝和热影响区在不均匀加热和冷却过程中产生的热应力,主要与母材和焊粉的热物理性质有关,同时也与被焊件的刚度有关;⑵焊件金属相变时由于体积的变化而产生的组织应力,如奥氏体分解时析出铁素体、珠光体、马氏体等都会引起组织膨胀,而膨胀时受到周围金属的拘束,同时由于焊接时的不均匀加热和冷却,造成组织转变也不均匀,结果产生应力;⑶结构自身拘束条件所造成的应力,包括结构的形式、焊缝的位置、施焊的顺序、部件的自重、冷却过程中其他受热部位的收缩以及夹持部件的松紧程度等都会使焊接接头承受不同的应力。

 

2 卷筒裂纹的预防措施

针对以上的原因分析,在生产过程中采取了以下几种预防措施:(1)选用优质的低氢热喷涂焊粉并仔细烘干,清理热喷涂区附近的锈、油和水分,严格控制氢的来源;(2)采用合理的工艺措施,包括正确地选择热喷涂规范;喷涂前将卷筒基体预热至适合温度;喷涂时在喷枪对面用氧-乙炔割枪对卷筒加温,降低喷熔层冷却速度;热喷涂后缓慢冷却卷筒;焊后采用合适的热处理消除卷筒的内部应力;(3)改进卷筒设计,降低卷筒内部拘束应力;(4)降低卷筒热喷涂区的残余应力,在满足喷涂区强度的基本要求下,尽量减少喷涂时喷粉的用量。

实践证明,经过以上处理措施,在卷筒生产中取得了良好的效果,卷筒热喷涂合格率达到99%以上,避免了卷筒报废的损失。