1、摘要40Cr是我國GB的標(biāo)準(zhǔn)鋼號，40Cr鋼是機(jī)械制造業(yè)使用最廣泛的鋼之一。調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學(xué)性能，良好的低溫沖擊韌性和低的缺口敏感性。鋼的淬透性良好，水淬時可淬透到2860mm,油淬時可淬透到1540mm。這種鋼除調(diào)質(zhì)處理外還適于氰化和高頻淬火處理。切削性能較好，當(dāng)硬度HB174229時，相對切削加工性為60%。該鋼適于制作中型塑料模具。本次課程設(shè)計的主要內(nèi)容包括：中碳調(diào)質(zhì)鋼的概述、40Cr化學(xué)成分及力學(xué)性能、40Cr碳當(dāng)量的計算、40Cr焊接性的具體分析等。編寫設(shè)計的說明書講述了所研究的、參數(shù)及熱處理；本次課程設(shè)計我所設(shè)計40Cr焊接性分析。根據(jù)40Cr材料的化學(xué)成分及力學(xué)性能分

2、析，計算出碳當(dāng)量值為0.64%，并通過碳當(dāng)量值分析出焊接性是否良好。經(jīng)過中碳調(diào)質(zhì)鋼40Cr的化學(xué)成分、力學(xué)性能和碳當(dāng)量值分析了結(jié)晶裂紋、冷裂紋和熱影響區(qū)的性能、焊接工藝特點(diǎn)等并作出了相應(yīng)的解決措施。解決了40Cr焊接時，出現(xiàn)的常見問題。目 錄第1章 緒論11.1 中碳調(diào)質(zhì)鋼簡介11.2材料介紹31.2.1材料的成分31.2.2材料的性能3第2章 碳當(dāng)量42.1碳當(dāng)量的介紹42.2 碳當(dāng)量的計算4第3章 金屬材料40Cr焊接性分析73.1 金屬材料焊接性簡介73.2 40Cr焊接性分析73.2.1 焊接中產(chǎn)生的問題及解決方案73.2.2中碳調(diào)質(zhì)鋼40Cr的焊接工藝特點(diǎn)9參考文獻(xiàn)13第1章 緒論1

3、.1 中碳調(diào)質(zhì)鋼簡介 中碳調(diào)質(zhì)鋼中的碳和其他合金元素含量較高，通過調(diào)質(zhì)處理（淬火+回火）可獲得較高的強(qiáng)度性能。中碳調(diào)質(zhì)鋼合金元素的加人主要是起保證淬透性和提高抗回火性能的作用，而其強(qiáng)度性能主要還是取決于含碳量。但隨著碳含童的提高，鋼的焊接性明顯變差，焊接難度增大。 中碳調(diào)質(zhì)鋼的屈服強(qiáng)度達(dá)880-1176MPa以上。鋼中的含碳量較高，并加人合金元素如MN、Si、Cr、V、B及Mo、W、V、Ti等），以保證鋼的淬透性，消除回火脆性，再通過調(diào)質(zhì)處理獲得綜合性能較好的高強(qiáng)鋼。中碳調(diào)質(zhì)鋼的主要特點(diǎn)是高的比蹋度和高硬度（例如可用作火箭外殼和裝甲鍋等），中碳調(diào)質(zhì)鋼的淬硬性比低碳調(diào)質(zhì)鋼高很多，熱處理后達(dá)到很高

4、的強(qiáng)度和硬度，但韌性相對較低，給焊接帶來了很大的困難。 中碳調(diào)質(zhì)鋼的合金系統(tǒng)可以歸納為以下幾種類型：（1）40Cr是一種廣泛應(yīng)用的含Cr中碳調(diào)質(zhì)鋼，鋼中加人Cr1.5%時能有效地提高鋼的淬透性，繼續(xù)增加Cr含量無實際意義。1%時對鋼的塑性、韌性略有提高，超過2%時對塑性影響不大，但略使沖擊韌性下降。Cr能增加低溫或高溫的回火穩(wěn)定性，但有回火脆性。40Cr鋼具有良好的綜合力學(xué)性能、較高的淬透性和較高的疲勞強(qiáng)度，可用于制造較重要的在交變載荷下工作的機(jī)器零件。如用于制造齒輪和軸類等。（2）35CrMoA和35CrMoVA屬于Cr-Mo系統(tǒng)，是在Cr鋼基礎(chǔ)上發(fā)展起來的中碳調(diào)質(zhì)鋼。加人少量Mn可以消除C

5、r鋼的回火脆性，提高淬透性并使鋼具有較好的強(qiáng)度與韌性匹配，同時Mo還能提高鋼的高溫強(qiáng)度。V可以細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度、塑性和韌性，增加高溫回火穩(wěn)定性。這類鋼一般在動力設(shè)備中用于制造一些承受較高負(fù)荷、截面較大的重要零部件，如汽輪機(jī)葉輪、主軸和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等。這類鋼的含碳量較高，淬透性較大，因此焊接性較差，一般要求焊前預(yù)熱、焊后熱處理等。（3）30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A和40CrMnSiMoVA屬于Cr-Mn-Si系統(tǒng)，以及在該基礎(chǔ)上發(fā)展起來的含Ni鋼。30CrMnSiA是一種典型的Cr-Mn-Si系的中碳調(diào)質(zhì)鋼，不含Ni元素。這種鋼退火狀態(tài)下的組織是鐵素體和珠光體，調(diào)質(zhì)狀態(tài)下的組織為

6、回火索氏體。Cr-Mn-Si鋼具有回火脆性的缺點(diǎn)，在300-450出現(xiàn)第一類回火脆性，因此回火時必須避開該溫度范圍。這類鋼還具有第二類回火脆性，因此高溫回火時必須采取快冷的辦法，否則韌性會顯著降低。 這類鋼除了在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下應(yīng)用外，有時在損失一定韌性的情況下，為了提高鋼的強(qiáng)度，減輕結(jié)構(gòu)重量，采用200-250的低溫回火，以便得到具有很高強(qiáng)度的低溫回火馬氏體組織。當(dāng)工件厚度小于25mm時，可采用等溫淬火。得到下貝氏體組織，此時強(qiáng)度與塑性、韌性得到良好的配合。這種鋼在飛機(jī)制造中用得較為普遍。30CrMnSiNi2A鋼是在Cr-Mn-Si系基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。其特點(diǎn)主要是增加Ni。大大提高了鋼的淬透性。

7、與30CrMnSiA相比，調(diào)質(zhì)后的強(qiáng)度有較大提高，并保持了良好的韌性，但它的焊接性較差，具有較大的冷裂傾向。40CrMnSiMoVA屬于低Cr無Ni中碳調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼，其中加人了淬透性強(qiáng)的Mo元素，與30CrMnSiNi2A相比，因含碳量高且不含Ni，焊接性要差一些，可用來代替30CrMnSiNi2A制造飛機(jī)上的一些構(gòu)樣。（4）40CrNiMoA和34CrNi3MoA屬于Cr-Ni-Mo系的調(diào)質(zhì)鋼，由于加人了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的Ni和Mo，顯著地提高了淬透性和抗回火軟化的能力，對改善鋼的韌性也有好處，具有良好的綜合性能，如強(qiáng)度高、韌性好、淬透性大等優(yōu)點(diǎn)。主要用于高負(fù)荷、大截面的軸類以及承受沖擊載荷的構(gòu)

8、件，如汽輪機(jī)、噴氣渦輪機(jī)軸以及噴氣式客機(jī)的起落架和火箭發(fā)動機(jī)外殼等。 1.2材料介紹1.2.1材料的成分 此次所研究的材料為40Cr，材料的成分如下表1.1 40Cr的化學(xué)成分：表1.1 40Cr的化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）鋼號CSiMnCrNiPSCu40Cr0.350.440.170.370.500.800.801.100.0350.0350.0350.0301.2.2材料的性能 此次所涉及的材料為40Cr，材料的力學(xué)性能如下表1.240Cr的力學(xué)性能：表1.2 40Cr的力學(xué)性能鋼種熱處理HBW40Cr850油淬520回火（水或油）78598094547207第2章 40Cr的碳當(dāng)量分析計算

9、2.1碳當(dāng)量的介紹碳當(dāng)量的定義：將鋼鐵中各種合金元素對共晶點(diǎn)實際碳量的影響折算成碳的增減，這樣算的的碳量稱為“碳當(dāng)量”，用C.E.標(biāo)識。碳素鋼中決定強(qiáng)度和可焊性的因素主要是含碳量。合金鋼(主要是低合金鋼)除碳以外各種合金元素對鋼材的強(qiáng)度與可焊性也起著重要作用。為便于表達(dá)這些材料的強(qiáng)度性能和焊接性能便通過大量試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計簡單地以碳當(dāng)量來表示。有許多碳當(dāng)量指標(biāo)，如拉伸強(qiáng)度碳當(dāng)量、屈服強(qiáng)度碳當(dāng)量、焊接碳當(dāng)量，還有裂紋敏感性指標(biāo)(實質(zhì)上也是碳當(dāng)量)。每一種元素的碳當(dāng)量以1/X表示，X一般為正整數(shù)，由統(tǒng)計數(shù)據(jù)決定。若干元素的碳當(dāng)量計算之和即各個1/X值之和。同一元素在不同的碳當(dāng)量計算法中其X值不同。不

10、同研究者得到的X值也不相同。通信設(shè)備降耗有助于降低碳排放。2.2 碳當(dāng)量的計算 由于焊接熱影響區(qū)的淬硬及冷裂紋傾向與鋼種的化學(xué)成分有密切關(guān)系，因此可以用化學(xué)成分間接地評估鋼材冷裂紋的敏感性。各種元素中，碳對冷裂紋敏感性的影響最顯著?？梢园唁撝泻辖鹪氐暮堪聪喈?dāng)于若干碳當(dāng)量折算并疊加起來，作為粗略評定冷裂紋傾向的參數(shù)指標(biāo)。 碳當(dāng)量的概念來源，及理論應(yīng)用都與鐵碳相圖密切相關(guān)。將CE與共晶點(diǎn)的碳含量相比，即可判斷具體成分鑄鐵偏離共晶點(diǎn)的方向和程度。即可輕易判斷其成分是過共晶、亞共晶還是共晶點(diǎn)。如圖2.1所示2。 圖2.1鐵碳相圖 由于世界各地各國研究單位采用的試驗方法和鋼材的合金體系不同，各自建立

11、了有一定范圍的碳當(dāng)量計算公式，如表2.1所示1。表2.1常用合金結(jié)構(gòu)鋼碳當(dāng)量公式序號碳當(dāng)量公式適用鋼種1國際焊接學(xué)會（IIW）推薦：含碳量較高（WC0.18% ）、強(qiáng)度級別（=500-900MPa）的非調(diào)質(zhì)低合金高強(qiáng)鋼2日本JIS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：強(qiáng)度級別：（=500-1000MPa)3美國焊接學(xué)會（AWS）推薦：碳鋼和低合金高強(qiáng)鋼 碳鋼中的元素除C外，主要是Mn和Si，它們的含量增加，焊接性變差，但其作用不及碳強(qiáng)烈。隨著碳當(dāng)量值的增加，鋼材的焊接性會變差。當(dāng)CE值大于0.4%0.6%時，冷裂紋的敏感性將增大，焊接時需要采取預(yù)熱、后熱及用低氫型焊接材料施焊等一系列工藝措施。由于所研究的材料為40Cr，

12、980Mpa，采用日本JIS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的碳當(dāng)量計算公式：.(公式1.11) 材料40Cr化學(xué)成分為，C=0.40、 Si=0.17 、Mn=0.5 、Cr=1.0,Ni=0.035%（最小值） 鋼中碳含量較高且碳當(dāng)量較大。當(dāng)碳當(dāng)量大于0.145%時,則熱影響區(qū)淬硬傾向性增大,使焊接接頭的熔合性能降低,且易產(chǎn)生冷裂紋。故焊接時需采用相應(yīng)的工藝措施。但該類工件結(jié)構(gòu)對稱,剛體拘束度小,則是焊接有利的一面。第3章 金屬材料40Cr焊接性分析3.1 金屬材料焊接性簡介 所謂金屬焊接性是金屬是否具有合適焊接加工而形成完整的，具有一定使用性能的焊接接頭的能力。換句話說，焊接性是材料對焊接加工的適應(yīng)性，指材料在

13、一定的焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度和該焊接接頭是否在使用條件下可靠運(yùn)行1。材料焊接性的概念有兩個方面的含義：一是材料在焊接加工中是否容易形成接頭和產(chǎn)生缺陷；二是焊接完成的接頭在一定的使用條件下可靠運(yùn)行的能力。也就是說，焊接性不僅包括結(jié)合能力，而且包括結(jié)合后的使用能力。 對焊接工作者來說，充分理解“焊接”和“焊接性”的含義十分重要?！昂附有浴笔菑挠⑽摹癢eldability”得來的，它的深刻含義把焊接、結(jié)構(gòu)材料本身的性能以及材料的發(fā)展結(jié)合在一起。從20世紀(jì)40年代初從“焊接”中派生出“焊接性”概念以來，“焊接性”的含義一直在不斷發(fā)展著，人們曾給它下了很多定義，這是由于理解角度的不同

14、、分析目的不同和由于焊接技術(shù)本身不斷發(fā)展而引起。 分析和研究焊接性的目的，在于查明一定材料在制定焊接工藝條件下可能出現(xiàn)的問題，以確定焊接工藝的合理性或材料的改進(jìn)方向。因此，必須對整體焊接過程中的材料和焊接接頭區(qū)的成分、組織和性能，包括工藝參數(shù)的影響和焊后接頭的使用性能等，進(jìn)行系統(tǒng)地研究。3.2 40Cr焊接性分析3.2.1 焊接中產(chǎn)生的問題及解決方案 1.焊縫中的熱裂紋中碳調(diào)質(zhì)鋼40Cr含碳量及合金元素含量較高，焊縫凝固結(jié)晶時，固一液相溫度區(qū)間大，結(jié)晶偏析傾向嚴(yán)重，焊接時易產(chǎn)生結(jié)晶裂紋，具有較大的熱裂紋敏感性。例如40Cr由于C 、Si含量較高，因此熱裂傾向較大。為了防止產(chǎn)生熱裂紋，要求采用低

15、碳低硅焊絲（焊絲中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)限制在0.15%以下，最高不超過0.25%），嚴(yán)格限制母材及焊絲中的S、P含量，對于重要產(chǎn)品的鋼材和焊絲，要求采用真空熔煉或電渣精煉，將S和P總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)限制在0.025%以下。焊接中碳調(diào)質(zhì)鋼40Cr時，應(yīng)考慮到可能出現(xiàn)熱裂紋問題，盡可能選用碳含量低以及含S、P雜質(zhì)少的焊接材料。在焊接工藝上應(yīng)注意填滿弧坑和保證良好的焊縫成形。因為熱裂紋容易出現(xiàn)在未填滿的弧坑處，特別是在多層焊時第一層焊道的弧坑中以及焊縫的凹陷部位。2.淬硬性和冷裂紋中碳調(diào)質(zhì)鋼40Cr的淬硬傾向十分明顯，焊接熱影響區(qū)容易出現(xiàn)硬脆的馬氏體組織，增大了焊接接頭區(qū)的冷裂紋傾向。母材含碳量越高，淬硬性越大，

16、焊接冷裂紋傾向也越大。中碳調(diào)質(zhì)鋼40Cr對冷裂紋的敏感性之所以比低碳調(diào)質(zhì)鋼大，除了淬硬傾向大外，還由于Ms點(diǎn)較低，在低溫下形成的馬氏體難以產(chǎn)生“自回火”效應(yīng)。由于馬氏體中的碳含量較高，有很大的過飽和度，點(diǎn)陣畸變更嚴(yán)重，因而硬度和脆性更大，冷裂紋敏感性也更突出。屈服強(qiáng)度590-980MPa的低、中碳調(diào)質(zhì)鋼40Cr的碳當(dāng)量一般都超過了0.5%，多數(shù)超過了0.6%，屬于高淬硬傾向的鋼。從碳當(dāng)量來看，中碳調(diào)質(zhì)鋼與低碳調(diào)質(zhì)鋼的差別不很顯著。二者的焊接性卻差別很大。因此，中碳調(diào)質(zhì)鋼40Cr的冷裂傾向比低碳調(diào)質(zhì)鋼更為嚴(yán)重的原因主要在馬氏體的類型和性能上。低碳馬氏體有，自回火”作用，所以冷裂紋傾向較小。分析各

17、種鋼的冷裂敏感性時，不僅要看焊接區(qū)的馬氏體形成的傾向，還必須考慮到馬氏體的類型和性能。焊接中碳調(diào)質(zhì)鋼40Cr時，為了防止冷裂紋，應(yīng)盡量降低焊接接頭的含氫量，除了采取焊前預(yù)熱措施外，焊后須及時進(jìn)行回火處理。此外，中碳調(diào)質(zhì)超高強(qiáng)鋼還具有應(yīng)力腐蝕開裂敏感性。這種應(yīng)力腐蝕開裂常發(fā)生在水或高濕度空氣等弱腐蝕性介質(zhì)中。為了降低焊接接頭的應(yīng)力腐蝕開裂傾向，應(yīng)采用熱量集中的焊接方法和較小的焊接熱輸人，避免焊件表面的焊接缺陷和劃傷。3.熱影響區(qū)的脆化和軟化（1）熱影響區(qū)脆化 中碳調(diào)質(zhì)鋼40Cr由于碳含最較高，合金元素較多，有相當(dāng)大的淬硬傾向，馬氏體轉(zhuǎn)變溫度（Ms）低，無“自回火”過程，因而在焊接熱影響區(qū)容易產(chǎn)生

18、大量脆硬的馬氏體組織（尤其是高碳、粗大的馬氏體），導(dǎo)致熱影響區(qū)脆化。生成的高碳馬氏體越多，脆化越嚴(yán)重。為了減少熱影響區(qū)脆化，從減小淬硬傾向出發(fā)，本應(yīng)采用大熱輸人才有利，但由于這種鋼的淬硬性強(qiáng)，僅通過增大熱輸人還難以避免馬氏體的形成，柑反卻增大了奧氏體的過熱，促使形成粗大的馬氏體，反而使熱影響區(qū)過熱區(qū)的脆化更為嚴(yán)重。因此，防止熱影響區(qū)脆化的工藝措施主要是采用小熱輸入，同時采取預(yù)熱、緩冷和后熱等措施。因為采用小熱輸人減少了高溫停留時間，避免奧氏體晶粒的過熱，同時采取預(yù)熱和緩冷等措施來降低冷卻速度，這對改善熱影響區(qū)的性能是有利的。（2）熱影響區(qū)軟化 焊前為調(diào)質(zhì)狀態(tài)的鋼材焊接時，被加熱到該鋼調(diào)質(zhì)處理的

19、回火溫度以上時，焊接熱影響區(qū)將出現(xiàn)強(qiáng)度、硬度低于母材的軟化區(qū)。如果焊后不再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，該軟化民可能成為降低接頭區(qū)強(qiáng)度的薄弱區(qū)。中碳調(diào)質(zhì)鋼40Cr的強(qiáng)度級別越高時，軟化問題越突出。因此，在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接時應(yīng)考慮熱影響區(qū)的軟化問題。母材焊前所處的熱處理狀態(tài)不同，軟化區(qū)的溫度范圍和軟化程度有很大差別。低溫回火的鋼材，熱影響區(qū)軟化區(qū)的溫度范圍越大，相對于母材的軟化程度也越大。從韌性方面出發(fā)，過熱區(qū)是接頭中最薄弱的環(huán)節(jié)；而從強(qiáng)度方面考慮，軟化區(qū)是接頭中最薄弱的環(huán)節(jié)。中碳調(diào)質(zhì)鋼熱影響區(qū)軟化最明顯的部位，是溫度處于Ac1Ac3，之間的區(qū)段，這與該區(qū)段的不完全悴火過程有密切關(guān)系。因為不完全淬火區(qū)的奧氏體成分

20、遠(yuǎn)未達(dá)到平衡濃度，鐵素體和碳化物均未充分溶解，冷卻時奧氏體易發(fā)生分解。造成這個區(qū)段的組織強(qiáng)度和硬度都較低。熱影響區(qū)軟化程度和軟化區(qū)的寬度與焊接熱輸入、焊接方法等有很大關(guān)系。焊接熱輸人越小，加熱和冷卻速度越快，軟化程度越小，軟化區(qū)的寬度越窄。30CrMnSi鋼經(jīng)氣焊后，熱影響區(qū)軟化區(qū)的抗拉強(qiáng)度降為590-685MPa；而采用焊條電弧焊時，軟化區(qū)的抗拉強(qiáng)度為880 -1030MPa。氣焊時的熱影響區(qū)軟化區(qū)此電弧焊時寬得多因此焊接熱源越集中，對減少軟化越有利。3.2.2中碳調(diào)質(zhì)鋼40Cr的焊接工藝特點(diǎn)中碳調(diào)質(zhì)鋼40Cr的淬透性很大，因此焊接性較差，焊后的淬火組織是硬脆的高碳馬氏體，不僅冷裂紋敏感性大

21、，而且焊后若不經(jīng)熱處理時，熱影響區(qū)性能達(dá)不到原來基體金屬的性能。中碳調(diào)質(zhì)鋼40Cr焊前母材所處的狀態(tài)非常重要，它決定了焊接時出現(xiàn)的問題性質(zhì)和應(yīng)采取的工藝措施，而且對焊接工藝的要求和工藝參數(shù)的控制非常嚴(yán)格。1.退火或正火狀態(tài)下焊接3中碳調(diào)質(zhì)鋼40Cr最好在退火（或正火）狀態(tài)下焊接，焊后通過整體調(diào)質(zhì)處理獲得性能滿足要求的焊接接頭，這是焊接中碳調(diào)質(zhì)鋼40Cr的一種比較合理的工藝方案。這時焊接中所要解決的主要是裂紋問題，熱影響區(qū)和焊縫的性能通過焊后的調(diào)質(zhì)處理來保證。選擇焊接材料的要求是不產(chǎn)生冷、熱裂紋，而且要求焊縫金屬與母材在同一熱處理工藝下調(diào)質(zhì)處理，能獲得相同性能的焊接接頭。這種情況下對選擇焊接方法

22、幾乎沒有限制，常用的一些焊接方法（焊條電弧焊、埋弧焊、TIG和MIG，等離子弧焊等）都能采用。在選擇焊接材料時，除了要求保證不產(chǎn)生冷、熱裂紋外，還有一些特殊要求，即焊縫金屬的調(diào)質(zhì)處理規(guī)范應(yīng)與母材的一致，以保證調(diào)質(zhì)后的接頭性能也與母材相同。因此，焊縫金屬的主要合金組成應(yīng)與母材相似，對能引起焊縫熱裂傾向和促使金屬脆化的元素（如C、 Si、S、P等）應(yīng)加以嚴(yán)格控制。在焊后調(diào)質(zhì)的情況下，焊接參數(shù)的確定主要是保證在調(diào)質(zhì)處理之前不出現(xiàn)裂紋，接頭性能由焊后熱處理來保證。因此可采用很高的預(yù)熱溫度（200-350）和層間溫度。另外，在很多情況下焊后往往來不及立即進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，為了保證焊接接頭冷卻到室溫后在調(diào)質(zhì)處

23、理前不致產(chǎn)生延遲裂紋，還須在焊后及時進(jìn)行一次中間熱處理。這種熱處理一般是在焊后等于或高于預(yù)熱溫度下保持一段時間，目的是為了從兩方面來防止延遲裂紋：一是起到擴(kuò)散除氫的作用；二是使組織轉(zhuǎn)變?yōu)閷淞鸭y敏感性低的組織。當(dāng)焊后處理溫度高時，還有消除應(yīng)力的作用。采用局部預(yù)熱時，預(yù)熱的溫度范圍離焊縫兩側(cè)應(yīng)不小于100mm，焊后若不能及時調(diào)質(zhì)處理應(yīng)進(jìn)行680回火處理。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜和有許多條焊縫時，焊完一定數(shù)量的焊縫后應(yīng)及時進(jìn)行中間回火處理，這樣就能避免等到最后處理時，先焊接的部位已經(jīng)出現(xiàn)延遲裂紋的問題。中間回火的次數(shù)，要根據(jù)焊縫的多少和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度來決定。2.調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接如果必須在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接，而且

24、焊后不能再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理的焊接結(jié)構(gòu)件，這時的主要問題是防止焊接裂紋和避免熱影響區(qū)軟化。除了裂紋外，熱影響區(qū)的主要問題是：高碳馬氏體引起的硬化和脆化，以及高溫回火區(qū)軟化引起的強(qiáng)度降低。高碳馬氏體引起的硬化和脆化可以通過焊后的回火處理來解決。但高溫回火區(qū)軟化引起的強(qiáng)度下降，在焊后不能調(diào)質(zhì)處理的情況下是無法彌補(bǔ)的。由于焊后不再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，焊縫金屬成分可與母材有差別。為了防止焊接冷裂紋，也可以選用塑韌性好的奧氏體焊條。 為了消除熱影響區(qū)的淬硬組織和防止延遲裂紋的產(chǎn)生，必須適當(dāng)采用預(yù)熱、層間溫度控制、中間熱處理，并應(yīng)焊后及時進(jìn)行回火處理。上述工藝過程的溫度控制應(yīng)比母材淬火后的回火溫度至少低50。為了減少

25、熱影響區(qū)的軟化。從焊接方法考慮，應(yīng)該是采用熱量越集中、能量密度越大的方法越有利，而且焊接熱輸入越小越好。這一點(diǎn)與低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接是一致的。因此氣焊在這種情況下是最不合適的，氣體保護(hù)焊比較好，特別是鎢極缸弧焊，它的熱量比較容易控制，焊接質(zhì)量容易保證，因此常用它來焊接一些焊接性很差的高強(qiáng)鋼。另外，脈沖氫弧焊、等離子弧焊和電子束焊等工藝方法，用于這類鋼的焊接是很有前途的。從經(jīng)濟(jì)性和方便性考慮，目前在焊接這類鋼時，焊條電弧焊還是用得最為普遍。對于必須在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接，而且焊后不能再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理的焊接結(jié)構(gòu)件，這時熱影響區(qū)性能的下降是很難解決的。因此，應(yīng)采用盡可能小的焊接熱輸人。由于焊后不再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，選擇焊接材料時沒有必要考慮成分和熱處理規(guī)范與母材相匹配的問題。從防止焊接冷裂紋的要求出發(fā)，可以采用塑韌性較好的奧氏體銘鎳鋼焊條或鎳基焊條。這時在工藝上應(yīng)注意到異種鋼焊接時的一些特點(diǎn)。3.焊接方法及焊接材料（1）焊接方法 中碳調(diào)質(zhì)鋼40Cr的焊接方法有焊條電弧焊、氣體保護(hù)焊、埋弧焊等。采用熱量集中的脈沖氫弧焊、等離子弧焊及電子束焊等方法，有利于減小焊接熱影響區(qū)寬度，獲得細(xì)晶組織，提高焊接接頭的力學(xué)性能。一些薄板焊接多采用氣體保護(hù)焊、鎢極缸弧焊和微束等離子弧焊等。中碳調(diào)質(zhì)鋼40Cr應(yīng)采用盡可能小的焊接熱輸人，這樣可以降低熱影響區(qū)淬火區(qū)的脆化，同