一种抽油杆用钢的摩擦焊接工艺的制作方法

1.本发明涉及金属焊接领域，尤其涉及一种抽油杆用钢的摩擦焊接工艺。


背景技术：

2.高强度抽油杆钢作为一种微合金化高强度低合金钢，其焊接性在现场焊接加工作业过程中会受到很大的影响，尤其是一些特殊应用抽油杆钢。抽油杆最常用的焊接方法为闪光对焊，但闪光对焊做为熔化焊的一种，其焊接接头中不免会产生夹杂和气孔等焊接缺陷，这些缺陷大大降低了焊接接头的焊接强度。其中，热影响区的影响最大，众所周知，热影响区的组织晶粒较粗大，将使得该区域的性能下降较为严重，使得该区域的性能比母材差很多，基于这些缺陷，可以考虑别的焊接方式。
3.摩擦焊是一种固态焊接方法，热影响区较小，而且在其焊接过程中不容易产生一般的焊接缺陷，所以焊缝强度较高；摩擦焊适用范围广，整个焊接过程较短，废品率约是闪光焊的1％左右，它的效率远远高于别的焊接方法，可有效实现超高强度钢的高强连接。除此以外，摩擦焊还具有焊接参数易控制、低碳环保的突出优势，成为一种新型绿色环保的焊接方法。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种抽油杆用钢的摩擦焊接工艺。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.本发明一种抽油杆用钢的摩擦焊接工艺，包括如下步骤：
7.步骤s1：根据焊机尺寸，加工相应尺寸的待焊件，采用车床进行对焊件端面进行平整度加工；
8.步骤s2：去除待焊件端面机表面的油污与锈迹，采用丙酮溶液对待焊件进行清洗，去除油污及灰尘的杂质，并进行烘干；
9.步骤s3：将待焊件通过旋转端夹具和移动端夹具分别固定，利用电脑程序控制设备，先将移动端工件与旋转端工件接触，确保两工件端面完全接触，无错边情况；调节焊接工艺参数，将进行抽油杆用钢的摩擦焊焊接。
10.进一步的，所述步骤s3中，焊接工艺参数为：
11.转速为1500r/mi n，摩擦压力压力为60mpa～100mpa，摩擦时间为4s～10s，顶锻压力为100mpa～140mpa。
12.进一步的，摩擦压力压力为80mpa，摩擦时间为6s，顶锻压力为120mpa。
13.进一步的，所述抽油杆用钢的化学成分包括：按重量百分比计，c:0.06～0.22、s i:0.05～0.30、p≤0.01、s≤0.01、mn:2.00～4.50、cu≤1.10、ni≤1.50、mo:0.10～0.60、cr:1.00～1.40、v:0.10～0.60，其余为fe和不可避免的杂质；抽油杆用钢的抗拉强度为800～1200mpa，常温的夏比冲击吸收功kv≥160j。
14.进一步的，所述抽油杆用钢的化学成分包括：按重量百分比计，c:0.10、si:0.12、
p:0.006、s:0.008、mn:3.65、cu:0.96、n i:1.21、mo:0.41、cr:1.11、v:0.35，其余为fe和不可避免的杂质；抽油杆用钢的抗拉强度为1056mpa，常温的夏比冲击吸收功kv:200j。
15.进一步的，所述抽油杆用钢均为棒材。
16.进一步的，所述抽油杆用钢焊件直径均为φ35。
17.与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
18.本发明利用电阻焊实现新材料的连接,不需额外的过渡材料,并且具有高的焊接效率，焊接后可以得到平整、光滑的焊接接头。
附图说明
19.下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
20.图1为本发明抽油杆用钢的摩擦焊接工艺的流程示意图；
具体实施方式
21.下面将结合具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步的解释说明。
22.实施例一
23.将该抽油杆用钢材进行焊接等处理，焊接过程如图1所示，焊接过程参数为转速为1500r/mi n，摩擦压力压力为80mpa，摩擦时间为6s，顶锻压力为120mpa。参见表1的实例1，在本次实施例中，通过力学性能测试，断裂位置位于母材处，抗拉强度到达1074mpa，冲击功55j，接头无缺陷，高强合金钢焊接质量良好。
24.实施例二
25.实施例二与实施例一基本相同，不同之处在于，摩擦压力为100mpa，摩擦时间4s，顶锻压力100mpa。参见表1的实例2，在本次实施例中，通过力学性能测试，断裂位置位于母材处，抗拉强度到达1046mpa，冲击功51j，接头无缺陷，抽油杆用钢焊接质量良好。
26.实施例三
27.实施例三与实施例一基本相同，不同之处在于，摩擦压力为100mpa，摩擦时间8s，顶锻压力为140mpa。参见表1的实例3，在本次实施例中，通过力学性能测试，断裂位置位于母材处，抗拉强度到达1055mpa，平均冲击功达到52j，接头无缺陷，抽油杆用钢焊接质量良好。
28.综上,本发明提出的一种抽油杆用钢的摩擦焊接工艺，利用电阻焊实现新材料的连接,不需额外的过渡材料,并且具有高的焊接效率，焊接后可以得到平整、光滑的焊接接头。
29.不同参数焊接后焊接接头的各项力学性能见表1。
30.表1
[0031][0032]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行
限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。


技术特征：
1.一种抽油杆用钢的摩擦焊接工艺，其特征在于：包括如下步骤：步骤s1：根据焊机尺寸，加工相应尺寸的待焊件，采用车床进行对焊件端面进行平整度加工；步骤s2：去除待焊件端面机表面的油污与锈迹，采用丙酮溶液对待焊件进行清洗，去除油污及灰尘的杂质，并进行烘干；步骤s3：将待焊件通过旋转端夹具和移动端夹具分别固定，利用电脑程序控制设备，先将移动端工件与旋转端工件接触，确保两工件端面完全接触，无错边情况；调节焊接工艺参数，将进行抽油杆用钢的摩擦焊焊接。2.根据权利要求1所述的抽油杆用钢的摩擦焊接工艺，其特征在于：所述步骤s3中，焊接工艺参数为：转速为1500r/min，摩擦压力压力为60mpa～100mpa，摩擦时间为4s～10s，顶锻压力为100mpa～140mpa。3.根据权利要求2所述的抽油杆用钢的摩擦焊接工艺，其特征在于：摩擦压力压力为80mpa，摩擦时间为6s，顶锻压力为120mpa。4.根据权利要求1所述的抽油杆用钢的摩擦焊接工艺，其特征在于：所述抽油杆用钢的化学成分包括：按重量百分比计，c:0.06～0.22、si:0.05～0.30、p≤0.01、s≤0.01、mn:2.00～4.50、cu≤1.10、ni≤1.50、mo:0.10～0.60、cr:1.00～1.40、v:0.10～0.60，其余为fe和不可避免的杂质；抽油杆用钢的抗拉强度为800～1200mpa，常温的夏比冲击吸收功kv≥160j。5.根据权利要求4所述的抽油杆用钢的摩擦焊接工艺，其特征在于：所述抽油杆用钢的化学成分包括：按重量百分比计，c:0.10、si:0.12、p:0.006、s:0.008、mn:3.65、cu:0.96、ni:1.21、mo:0.41、cr:1.11、v:0.35，其余为fe和不可避免的杂质；抽油杆用钢的抗拉强度为1056mpa，常温的夏比冲击吸收功kv:200j。6.根据权利要求1所述的抽油杆用钢的摩擦焊接工艺，其特征在于：所述抽油杆用钢均为棒材。7.根据权利要求1所述的抽油杆用钢的摩擦焊接工艺，其特征在于：所述抽油杆用钢焊件直径均为φ35。

技术总结
本发明公开了一种抽油杆用钢的摩擦焊接工艺，包括如下步骤：步骤S1：根据焊机尺寸，加工相应尺寸的待焊件，采用车床进行对焊件端面进行平整度加工；步骤S2：去除待焊件端面机表面的油污与锈迹，采用丙酮溶液对待焊件进行清洗，去除油污及灰尘的杂质，并进行烘干；步骤S3：将待焊件通过旋转端夹具和移动端夹具分别固定，利用电脑程序控制设备，先将移动端工件与旋转端工件接触，确保两工件端面完全接触，无错边情况；调节焊接工艺参数，将进行抽油杆用钢的摩擦焊焊接。本发明利用电阻焊实现新材料的连接,不需额外的过渡材料,并且具有高的焊接效率，焊接后可以得到平整、光滑的焊接接头。头。头。


技术研发人员：文浩然 梁正伟 薛虎东 赵桂英 王慧军 张凤明 郑瑞 刘阳 彭泽清
受保护的技术使用者：包头钢铁（集团）有限责任公司
技术研发日：2023.05.15
技术公布日：2023/8/23