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淺析地質鑽杆摩擦焊組織與力學性能的關係
- 2019-01-23-

    地質鑽杆是地質勘探,煤礦勘探等生產過程中的重要工具之一。目前,我國大多數地質鑽杆都采用熱墩粗化技術生產。在大直徑鑽杆的生產中,存在以下問題:1)熱墩粗鑽杆的長度和尺寸難以控製; 2)熱墩粗化過程容易發生過熱和過燒,影響後續鑽杆接頭的強度; 3)生產效率低.

   針對上述問題,有關單位采用等離子焊接方法生產地質鑽杆,但焊接接頭質量不穩定,再現性差,生產效率低。西北工業大學摩擦焊研究所采用優質,高效,節能,無汙染的摩擦焊接技術和0.21焊後熱處理工藝,獲得了堅固耐用的地質鑽杆異質焊接接頭。接頭綜合力學性能高於DZ60鑽杆技術標準,高於熱墩厚工藝管。在勘探現場,鑽杆的強度,韌性和使用壽命均通過了技術鑒定和使用評估,在國內處於領先水平

    試驗中使用的材料為DZ60鋼和40Cr鋼用於地質鑽探,DZ60鋼在焊前標準化,40Cr鋼在焊接前進行淬火和回火。 40Cr鋼中的合金元素有利於摩擦焊接中基體金屬的晶粒尺寸,淬透性和韌性的細化。焊接試樣的幾何尺寸為73mm,壁厚為10mm,長度為100mm

    焊接設備采用C25型連續驅動摩擦焊機,配備自主研發的計算機閉環控製和檢測係統。其焊接參數為:焊接速度1 475 r / min摩擦壓力60 Pa,摩擦變形14 mm,鐓鍛壓力90Pa,保溫時間6 s。焊後,分別進行860℃淬火油冷卻,620℃回火水冷處理或900℃正火空冷或620℃直接水冷回火處理。

    結論(1)通過正確選擇摩擦焊和焊後淬火回火熱處理工藝,可以獲得具有良好力學性能的100%鑽杆摩擦焊接頭,可滿足勘探現場複雜載荷和惡劣環境的要求。 。

(2)摩擦焊和焊後熱處理製備的DZ60鑽杆焊接接頭的力學性能均高於技術標準值,優於熱墩粗化工藝製造的鑽杆強度和韌性斷裂水平。 。

(3)適當調整焊後回火或焊後正火工藝,可有效提高焊接接頭的抗拉強度,使其力學性能達到DZ60鑽杆的技術標準,進一步簡化焊後熱處理工藝.

(4)帶有熱墩的粗地質鑽杆具有較高的中溫相變結構和較粗的晶粒,如上貝氏體和鐵素體,是強度和韌性損傷的重要原因。

地質鑽杆