1.钻杆结构特点

钻杆是钻采设备的关键部件，其结构如图6-57所示，由中心管与内外六角组焊而成。中心管采用φ406mm×20mm的35CrMo无缝钢管，内外六角为35CrMo钢锻件。焊接接头在工作时承受相当大的扭矩和冲击力。35CrMo钢的标准化学成分和力学性能列于表6-89。

图6-57 钻杆的结构示意图

表6-89 35CrMo钢标准化学成分和力学性能（按GB/T 3077—1999）

注：表列力学性能是调质处理状态（850℃油淬＋550℃回火）。

2.焊接工艺试验

35CrMo调质高强度钢的碳当量高达0.72％，其焊接性较差，热影响区的冷裂倾向很大。因施工条件所限，拟采用焊条电弧焊，并按接头等强原则，选用E8515-Cr低氢型焊条。为确定焊件的热处理状态、焊前预热温度、层间温度和焊后热处理工艺参数对接头性能的影响，进行了如下焊接工艺试验。共焊接了6组试件，试件壁厚20mm，开单面60°V形坡口，根部间隙1～2mm。以较低的焊接电流，窄焊道技术，多层多道连续焊方式焊接。试件焊前的热处理状态分退火、正火和调质处理。预热温度分500℃和400℃两种。焊后热处理包括：空冷，空冷＋调质，空冷＋560℃回火和500℃×2h回火处理。所有试件经检查未发现任何裂纹，接头的力学性能见表6-90。

表载的试验结果表明，35CrMo调质高强度钢对接接头，采用E8515-G低氢型焊条焊接时，预热温度≥400℃，层间温度≥270℃，以较低的焊接电流，窄焊道技术，多层多道连续焊，焊后空冷，可以得到无裂纹且与母材等强度的焊接接头，焊后热处理工艺对接头的力学性能有决定性的影响。焊后直接空冷不作热处理的接头（04号试件），塑性最差。焊后经调质处理的试件（06号），接头的综合力学性能最好。焊后560℃回火处理的接头，力学性能也满足要求。

表6-90 35CrMo试件焊接接头力学性能试验结果(www.daowen.com)

3.钻杆产品接头的焊接工艺

根据上述焊接工艺试验结果，钻杆产品接头的焊接工艺规定如下：

1）焊接方法：焊条电弧焊。

2）焊条型号及规格：E8515-G，φ32mm，φ4mm，φ5mm。

3）预热温度：≥400℃，层间温度≥270℃。

4）焊接顺序：以φ3.2mm焊条焊接封底层，以φ4mm和φ5mm焊条填充盖面。焊接电流取中间值。

5）焊接操作技术：窄焊道，多层多道。

6）焊后热处理：焊后空冷＋560℃×2h回火处理。

按上述焊接工艺焊接的35CrMo钻杆产品接头，经无损检测未发现不容许的焊接缺陷，钻杆的实际使用寿命达到了设计要求。