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2.3 GCr15高碳钢CMT焊接工艺试验过程
（1） 试验材料
本实验用轴承用钢GCr15作为实验材料，其化学成分如表1所示。供货状态为球化退火。
表1 GCr15主要化学元素成分
牌 号 化学成分（质量分数，%）
C Cr Si Mn P S ……
GCr15 0.95-1.05 1.35-1.65 0.15-0.35 0.25-0.45 ≦0.025 ≤0.020 ……
本试验采用奥地利福尼斯公司生产的焊机，焊接电源型号为TPS 5000 CMT，最大焊接电流500A，送丝机型号为VR 7000 CMT，此送丝机适用于CMT焊枪。焊枪由德国KUKA公司生产的KR 5 arc型6轴弧焊机器人夹持完成焊接。
（3）试验步骤
通过对GCr15焊接性分析，得知影响GCr15焊接质量的主要因素有预热后热温度、电压、电流、焊速等，故本试验采用了设置不同预热、后热温度，不同电压、电流及焊速等参数对GCr15钢CMT焊接工艺进行研究与分析，具体步骤如下：
① 用热洗衣粉水去除试件表面的油污，用干抹布擦干净试件上残余水分。再用手用砂轮机清除试件焊缝两侧的金属氧化皮直到露出新鲜有光泽的金属，宽度大约为5-7mm。
② 用如图2-1夹具Ⅰ将两个待焊工件夹紧，焊接接头呈I型，不预留的间隙。
③ 将夹紧待焊工件内圆两侧的分裂的位置利用手工电弧焊方法焊上四个短焊缝，使得分开的两个半圆柱初步复合，携带方便且不影响后面试验步骤。
④ 将初步固定焊好的工件，放在如图2-2自制的夹具Ⅱ上，一并放在工作台，使对接焊缝位置水平，并垂直于竖直向下的焊枪，保证焊接过程中工件不会转动，焊缝不发生倾斜，确保焊枪喷嘴与焊缝的对中性。
图2-1 夹具Ⅰ 图2-2 夹具Ⅱ
⑤对弧焊机器人进行示教，确定焊枪与工件的相对位置及起弧、收弧点和行走轨迹，调整喷嘴到焊缝距离为2-4mm。机器人示教完成后，使其回到第二原点位置。
⑥ 固定夹具Ⅱ的位置，然后将工件取下，放入加热炉加热。
⑦打开焊接电源和送丝机，分别采用表2中的工艺1-6中的参数调节CMT焊机，送丝机填充如直径为1.2mm 的H0Cr21Ni10奥氏体焊丝，保护气为Ar + 5%CO2 ，准备焊接。
表2 CMT焊接GCr15高碳钢工艺参数
工 艺 预热/℃ 后热/℃ 焊接电流/A 焊接电压/V 焊接速度 保护气
/cm•min-1 /L•min-1
1 200 150-200 220+脉冲 32.4 50 15
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