摩擦焊是一种现代的固相热压焊技术,具有焊接效率高、节能等优点。摩擦焊焊接接头为锻造组织,焊缝较少出现气孔、偏析、夹渣及裂纹等铸造组织的结晶缺陷,焊接接头强度远大于熔焊、钎焊的强度,达到甚至超过母材的强度。这就使得摩擦焊接尤其适合于普通熔焊工艺难于焊接的低合金高强钢的焊接。油田某机械厂生产的D级空心抽油杆,采用35CrMo杆体和42CrMo杆头摩擦焊焊接而成,经560℃局部感应加热回火后去除飞边投入使用。但是,抽油杆在井下工作过程中出现了开裂事故,影响了油田的正常生产,造成了经济损失。本文通过对失效焊接接头的断口和金相组织进行分析,指出流变区形成的过冷奥氏体有很大一部分转变成了岛状组织,对热影响区的韧性和强度有较大影响。因此可以推断出现场所采用焊接工艺参数使近焊缝区的温度较高,冷却速度较低,优化焊接工艺参数,改善焊接接头的组织成为提高性能的有效方法。为了减少接头的热输入,提高焊缝冷却速度,考虑采用改变摩擦焊工艺参数进行实验。结果表明,在较短的摩擦时间、较大的摩擦压力和顶锻压力条件下,焊接接头消除了对强度和韧性有害的组织,并减小了热影响区宽度,获得了理想的焊接接头。由于杆体为轧态组织,仅通过调整焊接工艺参数无法达到D级空心抽油杆的强度要求,必须对抽油杆进行调质处理。本文通过选择不同的淬火和回火温度进行实验,最终确定550℃保温15分钟空冷+880℃保温15分钟水淬+600℃保温30分钟空冷为最终的焊后热处理规范。抽油杆的机械性能达到了D级空心抽油杆的要求。