鉆桿是油田鉆井機(jī)械設(shè)備的重要零件，鉆桿由鉆桿接頭和管體摩擦焊接成。鉆桿接頭尺寸為直徑132mmx23mm(壁厚)，其材料為36CrNiMo4高強(qiáng)度鋼。高強(qiáng)鋼焊后正火采用中頻感應(yīng)加熱電源進(jìn)行，如果感應(yīng)加熱寬度過大，在焊合區(qū)周圍則形成較寬的熱處理軟化區(qū)，軟化區(qū)強(qiáng)度明顯降低，易發(fā)生焊接接頭軟化失效。為此，對36CrNiMo4鋼摩擦焊接頭進(jìn)行了感應(yīng)加熱區(qū)窄化正火工藝試驗(yàn)，取得了良好效果。

為防止磁力線逸散和漏散磁通量，使加熱效率增加，采用磁屏蔽，對感應(yīng)器磁力線進(jìn)行拘束控制，為此，我們研發(fā)了磁軛式感應(yīng)器，該感應(yīng)器設(shè)計(jì)成兩匝，由于單匝感應(yīng)器將產(chǎn)生熱處理時(shí)的非閉合圓環(huán)，易使鉆桿周向溫度分布不均勻，而多匝感應(yīng)器易使工件加熱區(qū)過寬，造成熱處理軟化區(qū)寬大缺陷。通過試驗(yàn)我們可知，摩擦焊接頭表面溫度已超過正火工藝溫度，產(chǎn)生了加熱溫度超調(diào)現(xiàn)象，使感應(yīng)正火恒溫溫度較差，約在±22-±44℃間波動。當(dāng)中頻感應(yīng)加熱電源功率增大，其接頭表面加熱速度和加熱效率明顯提高，并使工件感應(yīng)加熱區(qū)寬度減??；但是，另一方面使峰值溫度超調(diào)量增加，使工件控溫精度差，易于造成工件晶粒粗大。

正火溫度超調(diào)時(shí)的峰值溫度與中頻感應(yīng)加熱電源功率和感應(yīng)器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相關(guān)。采用具有磁拘束控制作用的磁軛式感應(yīng)器，并匹配較大加熱功率，可抑制溫度超調(diào)不利影響，使工件控溫精度提高。試驗(yàn)表明，36CrNiMo4高強(qiáng)鋼摩擦焊接頭采用上述感應(yīng)加熱區(qū)窄化技術(shù)后，其中頻感應(yīng)加熱正火工件表面溫度達(dá)700℃以上溫度時(shí)，溫度區(qū)域?qū)挾缺瘸Ｒ?guī)感應(yīng)加熱時(shí)窄化20%右，取得明顯效果，可應(yīng)用于熱處理生產(chǎn)中。

本文簡單介紹了高強(qiáng)鋼摩擦焊感應(yīng)加熱正火軟化缺陷及感應(yīng)加熱區(qū)寬度窄化技術(shù)，許多廠家采用上述工藝進(jìn)行熱處理，生產(chǎn)出來的鉆桿質(zhì)量良好，滿足了其工作需要。