CN106425276A - 4145h锻件的焊接修复方法及其修复的4145h锻件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种4145H锻件的焊接修复方法及其修复的4145H锻件，涉及钢材焊接技术领域，本发明提供的4145H锻件的焊接修复方法包括：焊接前准备、焊接、退火等步骤，本发明通过使用本体焊丝进行堆焊的特殊焊接方法，解决了现有技术中使用常规的补焊方法对4145H锻件进行焊接，容易产生气孔、冷裂纹、夹渣以及补焊后硬度偏高等缺陷的问题，使焊接后的4145H锻件达到了无裂纹，焊道组织材料与本体锻件一致的技术效果。

Description

4145H锻件的焊接修复方法及其修复的4145H锻件

技术领域

本发明涉及钢材焊接技术领域，尤其是涉及一种4145H锻件的焊接修复方法及其修复的4145H锻件。

背景技术

4145H，又名石油钻铤用钢。4145H作为一种合金结构钢，由于其特殊的性能，被广泛应用于工业装备领域，特别是在石油装备产品上。

如今，能源界对油气开采的投资越来越大，特别是深海地带及寒冷海域的勘探开发的重要性和战略地位越来越受到人们的关注。因此，对石油设备用钢结构及设备提出了更加严苛的使用性能要求，而这些工程钢呈现出结构大型化，强度超高化的趋势，这对石油装备钢结构提出了更高的要求和更加严峻的挑战。

由于4145H锻件广泛应用于石油装备的锻件产品上，在使用过程中会因为局部强度变化大而造成锻件出现磨损、崩坑、表面出现裂纹和硬度不均匀等损坏现象，从而导致锻件报废。由于4145H锻件价格较高，因此，如何修复4145H锻件延长其使用寿命成为石油开采行业降低生产成本的关键。

现有的焊接方法由于4145H锻件淬硬倾向性大，母材金属热影响区容易产生低塑性的淬硬组织，退火过程中，容易沿热影响区的淬硬区产生冷裂纹。这种冷裂纹的起源多发生在具有缺口效应焊接热影响区或有物理化学不均匀的氢聚集的局部地带，这些裂纹有时焊后立即出现，有时经过一段时间才出现，而这种延迟裂纹的危害性更为严重。现有技术中，使用常规的补焊方法对4145H锻件进行焊接，容易产生气孔、冷裂纹、夹渣以及补焊后硬度偏高等缺陷。

因此，对4145H锻件的焊接施工工艺与工程实践经验进行研究与探讨，提供一种更为优化的焊接工艺技术显得十分必要。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种4145H锻件的焊接修复方法，所述的方法通过采用本体焊丝、堆焊焊接、退火等步骤对4145H锻件进行焊接，焊后的锻件具有不易产生气孔、冷裂纹和夹渣等优点，同时，克服了锻件补焊后焊缝中氢含量过高，从而导致修复后锻件硬度偏高的缺陷。

本发明的第二目的在于提供一种修复的4145H锻件，该锻件经过焊接后焊道组织达到了与锻件本体组织一致的效果，延长了4145H锻件的使用寿命为石油开采行业降低了生产成本。

本发明提供的一种4145H锻件的焊接修复方法，包括如下步骤：

(1)、焊接前准备：对锻件开裂或破损部位打磨清根并加工U型坡口，随后整体预热锻件并干燥焊条；

(2)、焊接：用本体焊丝和步骤(1)干燥后的焊条对锻件进行堆焊，堆焊过程中每层焊道完成后，首先对焊道产生的气孔和裂纹进行清除，随后自上而下用平底锤垂直锤击焊道表面，相邻两焊层间的锤击方向要相反，然后逐层堆焊完成焊接；

(3)、退火：焊接完成后，将锻件进行去应力退火，得到焊接修复后的锻件。

进一步地，上述方法还进一步包括步骤(4)焊后检测：使用超声波探伤仪对焊接修复后的锻件进行金相分析检测，用布氏硬度仪对焊接修复后的锻件硬度进行检测，对于超声波探伤仪检测后有裂纹的锻件，重复上述步骤(1)～(3)。

进一步地，步骤(1)U型坡口夹角为10～20°，坡口底部为圆弧形，坡口最小间隙为8～12mm。

进一步地，步骤(1)整体预热锻件为在380～420℃的温度下，将锻件整体预热3～5h，预热升温速度为80℃/h。

进一步地，步骤(1)干燥焊条为在350～400℃的温度下，将焊条干燥2～3h。

进一步地，步骤(3)退火的方法为：将锻件置于回火炉中升温至600～650℃，恒温退火3～5h，退火升温速度为80℃/h，随炉冷却至120～150℃后取出放置在空气中冷却，完成退火。

进一步地，上述焊条为J507焊条或4145HMOD焊条，焊条直径为3～3.5mm。

进一步地，上述焊接为利用脉冲氩弧焊进行堆焊。

进一步地，上述本体焊丝为在锻件本体上加工的焊丝，或者为与锻件本体相同的其他锻件上加工的焊丝。

进一步地，上述4145H锻件的焊接修复方法，包括如下步骤

(1)、焊接前准备：对锻件开裂或破损部位打磨清根并加工U型坡口，坡口夹角为10～20°，坡口底部为圆弧形，坡口最小间隙为8～12mm；随后将锻件在380～420℃的温度下，整体预热3～5h，预热升温速度为80℃/h，并将直径为3～3.5mm的J507焊条或4145HMOD焊条在350～400℃下干燥2～3h；

(2)、焊接：用本体焊丝和步骤(1)干燥后的焊条对锻件进行堆焊，堆焊过程中每层焊道完成后，首先对焊道产生的气孔和裂纹进行清除，随后自上而下用平底锤垂直锤击焊道表面，相邻两焊层间的锤击方向要相反，然后逐层堆焊完成焊接；

(3)、退火：焊接完成后，将锻件进行去应力退火，将锻件置于回火炉中升温至600～650℃，升温速度为80℃/h，恒温退火3～5h，随炉冷却至120～150℃后取出放置在空气中冷却，得到焊接修复后的锻件；

(4)、焊后检测：焊后检测：使用超声波探伤仪对焊接修复后的锻件进行金相分析检测，用布氏硬度仪对焊接修复后的锻件硬度进行检测，对于超声波探伤仪检测后有裂纹的锻件，重复所述步骤(1)～(3)。

本发明提供的一种修复的4145H锻件，所述锻件使用上述的4145H锻件的焊接修复方法进行焊接修复而得。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)、本发明提供的4145H锻件的焊接修复方法，通过焊接前准备、用本体焊丝进行堆焊和退火等步骤对4145H锻件进行焊接，经过本发明方法焊接后的锻件无裂纹，焊道组织材料与本体锻件一致，本发明针对焊接过程中锻件的拘束应力导致产生裂纹的问题，采用堆焊的技术利用下一层焊道对上一层焊道进行回火。同时，每一层焊道焊完后使用锤击减小残余应力，以促进焊缝中马氏体中的碳以碳化物形式析出，降低晶格畸变程度，从而降低热影响区的淬硬程度，改善焊缝韧性，缓解焊接冷裂纹倾向。通过上述方法克服了4145H锻件拘束应力不足导致冷裂纹严重的问题，解决了使用常规焊接方法对4145H锻件的焊接时，容易产生气孔、冷裂纹、夹渣以及锻件补焊后硬度偏高等缺陷，进而延长了4145H锻件的使用寿命为石油开采行业降低了生产成本。

此外，本发明选用化学成分相同的本体焊丝作为焊接材料，也减少了因材料膨胀系数不同而产生的附加应力。

(2)、本发明提供的修复的4145H锻件，该锻件由上述的4145H锻件的焊接修复方法修复而得，由于选用化学成分相同的本体焊丝作为焊接材料，焊接后焊道组织达到了与锻件本体组织一致的效果，跟没有补焊的工件组织一样，延长了4145H锻件的使用寿命为石油开采行业降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：为本发明实施3对J507焊条焊接的锻件进行超声波金相分析，放大100倍的显微照片，其中，

A部分为锻件基体，金相分析为索氏体和贝氏体；

B部分为J507焊条焊缝，金相分析为铁素体珠光体加少量索氏体。

图2：为本发明实施4对4145HMOD焊条焊接的锻件进行超声波金相分析，放大100倍的显微照片，其中，

A部分为锻件基体，金相分析为索氏体和贝氏体；

B部分为4145HMOD焊条焊缝，金相分析为索氏体和贝氏体。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的一个方面，一种4145H锻件的焊接修复方法，包括如下步骤：

(1)、焊接前准备：对锻件开裂或破损部位打磨清根并加工U型坡口，随后整体预热锻件并干燥焊条；

(2)、焊接：用本体焊丝和步骤(1)干燥后的焊条对锻件进行堆焊，堆焊过程中每层焊道完成后，首先对焊道产生的气孔和裂纹进行清除，随后自上而下用平底锤垂直锤击焊道表面，相邻两焊层间的锤击方向要相反，然后逐层堆焊完成焊接；

(3)、退火：焊接完成后，将锻件进行退火，得到焊接修复后的锻件。

在上述优选实施方式中，上述步骤(1)加工U型坡口前整体清除锻件表面的油污、铁锈、水渍和毛刺。

本发明中，由于焊接坡口表面的油污、铁锈、以及空气湿度等都是焊缝金属中富氢的主要原因，本发明通过在焊接前对锻件开裂或破损部位打磨清根的步骤尽量降低焊接过程中氢的含量，

本发明中，通过上述步骤(2)堆焊过程中每层焊道完成后，首先对焊道产生的气孔和裂纹等缺陷彻底清除，起到提高下一层焊道对上一层焊缝的回火效果。随后自上而下锤击焊道表面，相邻两焊层间的锤击方向要相反，这样可以减小焊道间的残余应力，以促进焊缝中马氏体中的碳以碳化物形式析出，降低晶格畸变程度，从而降低热影响区的淬硬程度，改善焊缝韧性，缓解焊接冷裂纹倾向。

在上述优选实施方式中，上述步骤(2)对焊道产生的气孔和裂纹等缺陷彻底清除后，在表面多堆焊两层回火焊道，以获得更好的焊道间回火效果。

本发明中，上述焊接方法通过焊接前准备、用本体焊丝进行堆焊和退火等步骤对4145H锻件进行焊接，经过本发明方法焊接后的锻件无裂纹，焊道组织材料与本体锻件一致，克服了钢种的淬硬倾向强、焊道中的扩散氢含量较高和拘束应力不足导致冷裂纹严重的问题，解决了使用常规焊接方法对4145H锻件的焊接时，容易产生气孔、冷裂纹、夹渣以及锻件补焊后硬度偏高等缺陷，进而延长了4145H锻件的使用寿命为石油开采行业降低了生产成本。

在本发明的一种优选实施方式中，上述方法还进一步包括步骤(4)焊后检测：使用超声波探伤仪对焊接修复后的锻件进行金相分析检测，用布氏硬度仪对焊接修复后的锻件硬度进行检测，对于超声波探伤仪检测后有裂纹的锻件，重复所述步骤(1)～(3)。

在本发明的一种优选实施方式中，上述方法还进一步包括用布氏硬度仪对焊接修复后的锻件硬度进行检测，如焊接后的锻件达不到相应的使用环境的硬度标准，重复所述步骤(1)～(3)。

在本发明的一种优选实施方式中，步骤(1)U型坡口夹角为10～20°，坡口底部为圆弧形，坡口最小间隙为8～12mm。

本发明中，由于4145H锻件一般厚度较厚，所以一般用机加工的方法加工U型坡口进行焊接，因为U型坡口焊接坡口空间面积大，填充材料少，适于厚度较大的焊件。

在本发明的一种优选实施方式中，步骤(1)整体预热锻件为在380～420℃的温度下，将锻件整体预热3～5h，预热升温速度为80℃/h。

本发明中，将锻件在380～420℃的温度下整体预热能减缓焊后锻件的冷却速度，有利于焊缝金属中扩散氢的逸出，避免产生氢致裂纹的情况，进而也减少焊缝及热影响区的淬硬程度。

在本发明的一种优选实施方式中，步骤(1)干燥焊条为在350～400℃的温度下，将焊条干燥2～3h。

本发明中，通过上述步骤(1)对焊条进行干燥，解决了退火过程中锻件物理化学不均匀的氢聚集的局部地带易产生冷裂纹的问题，克服了现有技术中焊条药皮中水分较高，在焊接过程中，由于电弧的高温作用，氢分解为原子或离子状态，并大量溶解在熔池中。在随后冷却凝固的过程中，焊缝中的扩散氢含量越高，在溶解度急剧降低的情况下，一部分氢极力向外溢出，而仍有一部分氢残留在焊缝内部，使焊缝中的氢处于过饱和状态，导致焊接部位出现冷裂纹的问题。

在本发明的一种优选实施方式中，步骤(3)中退火的方法为：将锻件置于回火炉中升温至600～650℃，恒温退火3～5h，退火升温速度为80℃/h，随炉冷却至120～150℃后取出放置在空气中冷却，完成退火。

本发明中，将锻件加热至600～650℃，经保温3～5h，可以使锻件各部位温度均匀，并使堆焊后锻件的残余应力得到松弛和稳定，然随炉冷却至120～150℃后取出放置在空气中冷却，进而达到消除锻件内部的残余应力，并兼有降低锻件硬度的作用。

在上述优选实施方式中，上述焊条为J507焊条或4145HMOD焊条，焊条直径为3～3.5mm。

本发明中，使用J507是一种低氢钠型碱性焊条，其具有含氢量少和抗拉强度大的优点，在本发明中可以降低焊缝中的含氧量，减少冷裂纹的形成。

在本发明的一种优选实施方式中，上述焊接为利用脉冲氩弧焊进行堆焊。

本发明采用脉冲氩弧焊对4145H锻件补焊，其具有脉冲焊接熔池小，热影响区小的优点，属于一种小线能量多道焊接的施焊方法，解决了由于4145H淬硬倾向性大，含碳量较高，在焊接过程中，母材金属的一部分要熔化到焊缝金属中去，致使焊层金属含碳量增高，导致焊缝凝固结晶时，结晶温度区间大，偏析倾向也较大，加之含硫杂质和气孔的影响，容易在焊层金属中引起热裂纹的问题。

在上述优选实施方式中，上述利用脉冲氩弧焊进行堆焊，氩弧焊堆焊焊接时的电压为380V，电流170-180A，焊接速度250-300mm/分钟。

在本发明的一种优选实施方式中，上述本体焊丝为在锻件本体上加工的焊丝，或者为在化学成分一样的锻件上加工的焊丝。

本发明中，选用化学成分相同的本体焊丝作为焊接材料，减少了因材料膨胀系数不同而产生的附加应力，焊接后焊道组织达到了与锻件本体组织一致的效果。

在本发明的一种优选实施方式中，上述4145H锻件的焊接修复方法，包括如下步骤：

(1)、焊接前准备：对锻件开裂或破损部位打磨清根并加工U型坡口，坡口夹角为10～20°，坡口底部为圆弧形，坡口最小间隙为8～12mm；随后将锻件在380～420℃的温度下，整体预热3～5h，预热升温速度为80℃/h，并将直径为3～3.5mm的J507焊条或4145HMOD焊条在350～400℃下干燥2～3h；

(2)、焊接：用本体焊丝和步骤(1)干燥后的焊条对锻件进行堆焊，堆焊过程中每层焊道完成后，首先对焊道产生的气孔和裂纹进行清除，随后自上而下用平底锤垂直锤击焊道表面，相邻两焊层间的锤击方向要相反，然后逐层堆焊完成焊接；

(3)、退火：焊接完成后，将锻件进行退火，将锻件置于回火炉中升温至600～650℃，升温速度为80℃/h，恒温退火3～5h，随炉冷却至120～150℃后取出放置在空气中冷却，得到焊接修复后的锻件。

(4)、焊后检测：使用超声波探伤仪对焊接修复后的锻件进行金相分析检测，用布氏硬度仪对焊接修复后的锻件硬度进行检测，对于超声波探伤仪检测后有裂纹的锻件，重复所述步骤(1)～(3)。

优选地，

上述4145H锻件的焊接修复方法，包括如下步骤：

(1)、焊接前准备：对锻件开裂或破损部位打磨清根，严格清除工件表面的油污、铁锈、水渍和毛刺，并加工U型坡口，坡口夹角为15°，坡口底部为圆弧形，坡口最小间隙为8～12mm；

随后将锻件在400℃的温度下，整体预热4h，预热升温速度为80℃/h，并将直径为3.2mm的J507焊条或4145HMOD焊条在380℃下干燥2h；

(2)、焊接：用本体焊丝和步骤(1)干燥后的焊条对锻件用脉冲氩弧焊进行堆焊，堆焊过程中每层焊道完成后，首先对焊道产生的气孔和裂纹进行清除，随后自上而下用平底锤垂直锤击焊道表面，相邻两焊层间的锤击方向要相反，然后逐层堆焊完成焊接；

(3)、退火：焊接完成后，将锻件进行去应力退火，将锻件置于回火炉中升温至620℃，升温速度为80℃/h，恒温退火4h，随炉冷却至150℃后取出放置在空气中冷却，得到焊接修复后的锻件。

(4)、焊后检测：使用超声波探伤仪对焊接修复后的锻件进行金相分析检测，用布氏硬度仪对焊接修复后的锻件硬度进行检测，对于超声波探伤仪检测后有裂纹的锻件，重复所述步骤(1)～(3)。

根据本发明的一个方面，一种修复的4145H锻件，该锻件使用上述的4145H锻件的焊接修复方法进行焊接修复而得，该锻件由于选用化学成分相同的本体焊丝作为焊接材料，焊接后焊道组织达到了与锻件本体组织一致的效果，跟没有补焊的工件组织一样，延长了4145H锻件的使用寿命为石油开采行业降低了生产成本。

实施例1

一种4145H锻件的焊接修复方法，主要包括如下步骤：

(1)、焊接前准备：对锻件开裂或破损部位打磨清根并加工U型坡口，坡口夹角为10°，坡口底部为圆弧形，坡口最小间隙为8mm；随后将锻件在380℃的温度下，整体预热3h，预热升温速度为80℃/h，并将直径为3mm的J507焊条在350℃下干燥2h；

(2)、焊接：用本体焊丝和步骤(1)干燥后的焊条对锻件进行堆焊，堆焊过程中每层焊道完成后，首先对焊道产生的气孔和裂纹进行清除，随后自上而下用平底锤垂直锤击焊道表面，相邻两焊层间的锤击方向要相反，然后逐层堆焊完成焊接；

(3)、退火：焊接完成后，将锻件进行去应力退火，将锻件置于回火炉中升温至600℃，升温速度为80℃/h，恒温退火3h，随炉冷却至120℃后取出放置在空气中冷却，得到焊接修复后的锻件。

(4)、焊后检测：使用超声波探伤仪对焊接后锻件进行金相分析检测，用布氏硬度仪对焊接后锻件硬度进行检测。

实施例2

一种4145H锻件的焊接修复方法，主要包括如下步骤：

(1)、焊接前准备：对锻件开裂或破损部位打磨清根并加工U型坡口，坡口夹角为20°，坡口底部为圆弧形，坡口最小间隙为12mm；随后将锻件在420℃的温度下，整体预热5h，预热升温速度为80℃/h，并将直径为3.5mm的J507焊条在400℃下干燥3h；

(2)、焊接：用本体焊丝和步骤(1)干燥后的焊条对锻件进行堆焊，堆焊过程中每层焊道完成后，首先对焊道产生的气孔和裂纹进行清除，随后自上而下用平底锤垂直锤击焊道表面，相邻两焊层间的锤击方向要相反，然后逐层堆焊完成焊接；

(3)、退火：焊接完成后，将锻件进行去应力退火，将锻件置于回火炉中升温至650℃，升温速度为80℃/h，恒温退火5h，随炉冷却至150℃后取出放置在空气中冷却，得到焊接修复后的锻件。

(4)、焊后检测：使用超声波探伤仪对焊接后锻件进行金相分析检测，用布氏硬度仪对焊接后锻件硬度进行检测。

实施例3

一种4145H锻件的焊接修复方法，主要包括如下步骤：

(1)、焊接前准备：对锻件开裂或破损部位打磨清根并加工U型坡口，坡口夹角为15°，坡口底部为圆弧形，坡口最小间隙为10mm；随后将锻件在400℃的温度下，整体预热4h，预热升温速度为80℃/h，并将直径为3.2mm的J507焊条在380℃下干燥2h；

(2)、焊接：用本体焊丝和步骤(1)干燥后的焊条对锻件进行堆焊，堆焊过程中每层焊道完成后，首先对焊道产生的气孔和裂纹进行清除，随后自上而下用平底锤垂直锤击焊道表面，相邻两焊层间的锤击方向要相反，然后逐层堆焊完成焊接；

(3)、退火：焊接完成后，将锻件进行去应力退火，将锻件置于回火炉中升温至620℃，升温速度为80℃/h，恒温退火4h，随炉冷却至150℃后取出放置在空气中冷却，得到焊接修复后的锻件。

(4)、焊后检测：对焊接好的锻件使用超声波探伤仪进行金相分析(见图1)，锻件基体为索氏体和贝氏体，焊缝为铁素体珠光体加少量索氏体；用布氏硬度仪对硬度进行检测，锻件硬度HB337，507焊道硬度HB167。

实施例4

上述4145H锻件的焊接修复方法，主要包括如下步骤：

(1)、焊接前准备：对锻件开裂或破损部位打磨清根并加工U型坡口，坡口夹角为15°，坡口底部为圆弧形，坡口最小间隙为10mm；随后将锻件在400℃的温度下，整体预热4h，预热升温速度为80℃/h，并将直径为3.2mm的J507焊条在380℃下干燥2h；

(2)、焊接：用本体焊丝和步骤(1)干燥后的焊条对锻件进行堆焊，堆焊过程中每层焊道完成后，首先对焊道产生的气孔和裂纹进行清除，随后自上而下用平底锤垂直锤击焊道表面，相邻两焊层间的锤击方向要相反，然后逐层堆焊完成焊接；

(3)、退火：焊接完成后，将锻件进行去应力退火，将锻件置于回火炉中升温至620℃，升温速度为80℃/h，恒温退火4h，随炉冷却至150℃后取出放置在空气中冷却，得到焊接修复后的锻件。

(4)、焊后检测：对焊接好的锻件使用超声波探伤仪进行金相分析(见图2)，锻件基体为索氏体和贝氏体，焊缝为索氏体和贝氏体；用布氏硬度仪对硬度进行检测，锻件硬度HB337，4145HMOD焊道硬度HB339。

本发明的技术效果为通过焊接前准备、用本体焊丝进行堆焊和退火等步骤对4145H锻件进行焊接，使焊接后的4145H锻件达到了无裂纹，焊道组织材料与本体锻件一致的技术效果。

本发明通过克服了现有焊接技术由于4145H锻件的钢种淬硬倾向强、焊道中的扩散氢含量较高和拘束应力不足这三方面的问题进而达到上述效果，具体为：

针对4145H淬硬倾向性大，含碳量较高，在焊接过程中，母材金属的一部分要熔化到焊缝金属中去，致使焊层金属含碳量增高，导致焊缝凝固结晶时，结晶温度区间大，偏析倾向也较大，加之含硫杂质和气孔的影响，容易在焊层金属中引起热裂纹的问题。本发明采用堆焊，特别是采用脉冲氩弧焊对4145H锻件补焊，其具有脉冲焊接熔池小，热影响区小的优点。同时，本发明选用化学成分相同的本体焊丝作为焊接材料，也减少了因材料膨胀系数不同而产生的附加应力，进而解决了该问题。

针对退火过程中锻件物理化学不均匀的氢聚集的局部地带易产生冷裂纹的问题，由于4145H锻件和本体焊丝中氢量极少，几乎可以忽略不计，所以焊条材料中的水分，焊接坡口表面的油污、铁锈、以及空气湿度等都是焊缝金属中富氢的主要原因。本发明通过干燥焊条以及在焊接前对锻件开裂或破损部位打磨清根的步骤尽量降低焊接过程中氢的含量，进而解决了退火过程中锻件氢聚集的局部地带易产生冷裂纹的问题。

针对焊接过程中拘束应力状态是产生延迟裂纹的问题，本发明为改善焊缝韧性，缓解焊接冷裂纹倾向，采用堆焊的技术利用下一层焊道对上一层焊道进行回火。同时，每一层焊道焊完后使用锤击减小残余应力，以促进焊缝中马氏体中的碳以碳化物形式析出，降低晶格畸变程度，从而降低热影响区的淬硬程度，进而解决了拘束应力状态产生延迟裂纹的问题。

本发明通过上述三方面的改进，克服了使用常规的补焊方法对4145H锻件进行焊接，容易产生气孔、冷裂纹、夹渣以及补焊后硬度偏高等缺陷，从而达到焊接后的4145H锻件无裂纹，焊道组织材料与本体锻件一致的技术效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种4145H锻件的焊接修复方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、焊接前准备：对锻件开裂或破损部位打磨清根并加工U型坡口，随后整体预热锻件并干燥焊条；

(2)、焊接：用本体焊丝和步骤(1)干燥后的焊条对锻件进行堆焊，堆焊过程中每层焊道完成后，首先对焊道产生的气孔和裂纹进行清除，随后自上而下用平底锤垂直锤击焊道表面，相邻两焊层间的锤击方向要相反，然后逐层堆焊完成焊接；

(3)、退火：焊接完成后，将锻件进行去应力退火，得到焊接修复后的锻件。

2.如权利要求1所述4145H锻件的焊接修复方法，其特征在于，所述方法还进一步包括步骤(4)焊后检测：使用超声波探伤仪对焊接修复后的锻件进行金相分析检测，对于超声波探伤仪检测后有裂纹的锻件，重复所述步骤(1)～(3)；

任选地，用布氏硬度仪对焊接修复后的锻件硬度进行检测。

3.如权利要求1所述4145H锻件的焊接修复方法，其特征在于，步骤(1)U型坡口夹角为10～20°，坡口底部为圆弧形，坡口最小间隙为8～12mm。

4.如权利要求1所述4145H锻件的焊接修复方法，其特征在于，步骤(1)整体预热锻件为在380～420℃的温度下，将锻件整体预热3～5h，预热升温速度为80℃/h；

优选地，步骤(1)干燥焊条为在350～400℃的温度下，将焊条干燥2～3h。

5.如权利要求1所述4145H锻件的焊接修复方法，其特征在于，步骤(3)退火的方法为：将锻件置于回火炉中升温至600～650℃，恒温退火3～5h，退火升温速度为80℃/h，随炉冷却至120～150℃后取出放置在空气中冷却，完成退火。

6.如权利要求1～5任一项所述4145H锻件的焊接修复方法，其特征在于，所述焊条为J507焊条或4145HMOD焊条，焊条直径为3～3.5mm。

7.如权利要求1～5任一项所述4145H锻件的焊接修复方法，其特征在于，所述焊接为利用脉冲氩弧焊进行堆焊。

8.如权利要求1～5任一项所述4145H锻件的焊接修复方法，其特征在于，所述本体焊丝为在锻件本体上加工的焊丝，或者为与锻件本体相同的其他锻件上加工的焊丝。

9.如权利要求1或2所述4145H锻件的焊接修复方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、焊接前准备：对锻件开裂或破损部位打磨清根并加工U型坡口，坡口夹角为10～20°，坡口底部为圆弧形，坡口最小间隙为8～12mm；随后将锻件在380～420℃的温度下，整体预热3～5h，预热升温速度为80℃/h，并将直径为3～3.5mm的J507焊条或4145HMOD焊条在350～400℃下干燥2～3h；

(2)、焊接：用本体焊丝和步骤(1)干燥后的焊条对锻件进行堆焊，堆焊过程中每层焊道完成后，首先对焊道产生的气孔和裂纹进行清除，随后自上而下用平底锤垂直锤击焊道表面，相邻两焊层间的锤击方向要相反，然后逐层堆焊完成焊接；

(3)、退火：焊接完成后，将锻件进行退火，将锻件置于回火炉中升温至600～650℃，升温速度为80℃/h，恒温退火3～5h，随炉冷却至120～150℃后取出放置在空气中冷却，得到焊接修复后的锻件；

(4)、焊后检测：使用超声波探伤仪对焊接修复后的锻件进行金相分析检测，用布氏硬度仪对焊接修复后的锻件硬度进行检测，对于超声波探伤仪检测后有裂纹的锻件，重复所述步骤(1)～(3)。

10.一种修复的4145H锻件，其特征在于，所述锻件使用权利要求1～9任一项所述的4145H锻件的焊接修复方法进行焊接修复而得。