1问题的提出

　　在实际生产过程中，带有锲形的4145H钢在喷焊KB300耐磨带焊丝后，耐磨带上出现了大量不合格的裂纹。焊后耐磨带机械性能不符合《北京固本科技有限技术公司KB300耐磨带》焊接标准要求，需要对焊接工艺进行改进。

　　2改进后的焊接试验结果及分析

　　选取2000mm×9mm4145H钢的小口径管，入厂检验合格后进行试验。焊材为AK300，焊接电流为115A～125A，焊接电压为10V～12V。KB300耐磨带焊丝喷焊后，根据《整体加重钻杆》标准，在耐磨带处切取70mm制成标准试样，进行常温力学性能测试和微观组织的观察分析。利用Dmax/YB型X射线衍射仪对试件进行残余应力测定。焊接前，对管体进行预热，预热温度由原来的150℃逐步提高到330℃，焊后，对焊接部分进行保温，保温时间由原来的4h逐步提高到6h。

　　2.1焊接裂纹

　　将焊接前预热温度逐步提高到330℃，焊接后立即对焊接部分进行保温，随着保温时间的延长，裂纹逐步减少，等保温时间达到6h时，裂纹消失，此时，焊接效果达到最佳形态。

　　可以看出，耐磨带上的焊接裂纹已消除。这主要是因为随着预热温度的提高，管体透热深度增加，管体表面温度接近于焊接时焊丝扩散温度，在焊接过程中减少了因管体内外温差造成的热应力，从而减少了焊接裂纹的形成。但预热温度太高，会导致喷焊带流动，造成焊接不合格。耐磨带焊接后，立即进行保温，随着保温时间的延长，焊接应力减小，裂纹逐步消除，但保温时间太长会影响生产效率的提高。因此，选择保温6h为最佳工艺。

　　2.2力学性能

　　焊接钻杆接头耐磨带经不同预热温度及保温时间后，其常温和620℃时高温瞬时抗拉强度Rm以及常温持久硬度测试结果可以看到：在保温时间一定的情况下，随着预热温度的提高抗拉强度逐步升高;在预热温度一致的情况下，随着保温时间的延长，抗拉强度逐步升高，但当预热温度升高到400℃时，抗拉强度开始出现下降趋势;硬度值的变化规律与抗拉强度一致。这主要是因为预热温度上升，基体表面温度升高，温差减小，有利于焊接时组织均匀化，提高抗拉强度，但当温度太高焊接层出现熔化现象，使组织破坏，强度下降;保温时间延长，有利于耐磨带焊接组织均匀化，从而提高性能，但预热温度超过330℃时，焊接部分开始出现熔化现象，为此，预热温度选择300℃为佳;保温时间达到6h后，抗拉强度几乎不再变化，从生产效益方面考虑，选择保温6h为宜。

　　2.3显微组织

　　焊接钻杆接头耐磨带经不同保温时间的显微组织可知：①从焊态到保温6h，其组织表现为从焊态的贝氏体向回火贝氏体转变，随着保温时间的延长，第二相析出并增多，但随着保温时间的进一步延长第二相析出量逐渐减少，与此同时，微观应力释放，防止裂纹生成;②由于焊接接头从焊态冷却的冷却速度要高于基体正火时的冷却速度，因而使贝茵铁素体的不稳定程度提高，在施以退火处理时，第二相析出的速度快，显然在这种情况下，组织结构调整至稳定状态所需的时间就会缩短，因此，同基体组织相比对保温时间的要求可以减少;③从保温时间、显微组织、力学性能3者综合考虑，当保温时间为6h时，耐磨带强度、硬度达到了技术标准的要求，且有一定的裕度，组织也较为适宜，达到了焊后热处理的效果。

　　2.4残余应力

　　预热温度为330℃时，不同保温时间下接头残余应力变化曲线可以看到：随着保温时间的增加，焊接钻杆接头耐磨带残余应力降低。从焊态到经保温时间为6h的热处理，焊接残余应力的松弛速度较快，其后再增长热处理保温时间则应力松弛程度减弱。一般认为经焊后热处理其焊接残余应力降低至70%就可满足消除焊接残余应力的要求。综合以上试验数据及组织转变结果，认为对钻杆接头耐磨带的焊接热处理保温时间定为6h为佳。

　　3结论

　　在焊接KB300耐磨带焊丝时，焊前预热温度由原来的150℃提高到330℃，同时保温时间由原来的4h提高到6h后，焊接接头综合力学性能满足技术要求并得到提高，达到了预期的焊接效果。