風(fēng)力發(fā)電作為可再生的綠色能源是未來(lái)發(fā)展的方向。我國(guó)北方高寒地區(qū),風(fēng)力資源豐富,但寒冷的氣候?qū)︼L(fēng)電機(jī)組的要求很高。低溫情況下機(jī)組的運(yùn)行工況、零部件的性能、機(jī)組的可維護(hù)性等方面若發(fā)生變化,可能會(huì)造成風(fēng)力發(fā)電機(jī)組超出設(shè)計(jì)允許范圍,導(dǎo)致機(jī)組停機(jī),甚至?xí)饑?yán)重的安全事故。因此,對(duì)設(shè)備性能要求非常嚴(yán)格。35CrMoA和S275NL鋼是某公司制造低溫型風(fēng)機(jī)的主要材料,尤其是承受循環(huán)載荷的機(jī)架部分,有大量這兩種鋼材之間的焊接,且接頭形式主要是角接接頭。通過(guò)選用不同焊絲對(duì)這兩種鋼材進(jìn)行焊接所得到的角接接頭顯微組織和硬度進(jìn)行了對(duì)比分析,從而確定哪一種焊絲更適合35CrMoA和S275NL鋼的焊接。以期為制定低溫型風(fēng)機(jī)機(jī)座的焊接工藝提供有力支持。
實(shí)驗(yàn)用母材分別是國(guó)產(chǎn)35CrMoA和S275NL鋼板,前者供貨狀態(tài)為淬火加回火,后者為正火狀態(tài)+Ⅱ級(jí)探傷。
試板尺寸均為25mm×150mm×200mm。選用了兩種焊絲,一種為日本神鋼TGS-2CM焊絲,另一種為英國(guó)曼徹特ER309L焊絲。TGS-2CM焊絲熔敷金屬化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)為:0.09%C,0.71%Mn,0.32%Si,2.26%Cr,1.04%Mo,σb=720MPa,δ=28%;ER309L焊絲熔敷金屬化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)為:0.024%C,1.65%Mn,0.42%Si,14.33%Ni,20.10%Cr,σb=570MPa,δ=38%。所選用焊絲直徑均為2.4mm,保護(hù)氣體選用純氬。焊接方法選用效率較高的自動(dòng)TIG焊方法。碳是影響金屬焊接性最主要的元素。根據(jù)35CrMoA鋼的化學(xué)成分,計(jì)算得到其碳當(dāng)量為0.725%;S275NL鋼的碳當(dāng)量為0.266%。一般認(rèn)為碳當(dāng)量大于0.45%鋼,其焊接性較差,所以35CrMoA鋼的焊接性較差,而S275NL鋼的焊接性較好。
選用日本神鋼TGS-2CM焊絲和英國(guó)曼徹特ER309L焊絲,對(duì)異種金屬35CrMoA和S275NL進(jìn)行焊接均能獲得冶金結(jié)合良好的焊接接頭。但后者所得焊縫金屬的組織與性能更適合在低溫條件下且存在交變載荷作用的焊接零部件。焊前應(yīng)預(yù)熱,否則在焊接性不太好的35CrMoA鋼熱影響區(qū)會(huì)出現(xiàn)硬化現(xiàn)象,使焊接接頭的塑性和韌性降低。(榕霖)