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        淺談康斯迪結(jié)構(gòu)中Hardox400耐磨板的焊接工藝

        2012-08-29 06:36:12郝密彩郭青波李良恩
        科技視界 2012年20期
        關(guān)鍵詞:焊絲坡口工裝

        郝密彩 郭青波 李良恩

        (1.天津國際現(xiàn)代設(shè)備有限公司 中國 天津 300459;2.河北興發(fā)專用汽車制造有限公司河北 石家莊 050000;3.通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司 中國 天津 300000)

        1 Hardox400 耐磨板

        Hardox400 耐磨板是瑞典奧克隆德鋼鐵公司研究開發(fā)的高強(qiáng)度耐磨板,集高強(qiáng)度、高硬度、高韌性和可焊性于一身,其硬度值達(dá)布氏硬度370~430HB,耐磨性能非常好,是通過高壓水噴淋淬火加回火的調(diào)質(zhì)方式取得的,廣泛應(yīng)用于破碎機(jī)、挖掘抓斗、裝載機(jī)、刮板輸送機(jī)等,磨損嚴(yán)重的機(jī)械產(chǎn)品。

        就我單位生產(chǎn)的產(chǎn)品中Hardox400 耐磨板主要是應(yīng)用在康斯迪系統(tǒng)(consteel)連續(xù)送料裝置中,其中就以給國內(nèi)江蘇省某鋼廠生產(chǎn)的康斯迪連續(xù)送料裝置為例來簡單論述耐磨板Hardox400 的焊接工藝。

        不同厚度Hardox400 鋼板的碳當(dāng)量,決定了其焊接性能。碳當(dāng)量W(Ceq)值愈高,鋼板淬硬傾向愈大,冷裂紋敏感性也愈高。 研究表明,當(dāng)W(Ceq)>0.45%~0.58%,焊接就容易產(chǎn)生冷裂紋。 因此,為避免產(chǎn)生焊接裂紋,應(yīng)進(jìn)行焊前預(yù)熱及焊后保溫技術(shù)處理。

        2 Hardox400 耐磨板的焊接方法、 材料及焊前準(zhǔn)備

        2.1 焊接方法和材料

        焊接方法采用實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)焊,焊接氣體采用的是液化空氣(天津)有限公司生產(chǎn)的氣體Ar+CO2=80%+20%。 焊接材料采用國產(chǎn)天津金橋焊絲集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的氣體保護(hù)焊實(shí)芯焊絲牌號(hào)JQ.MQ50-6, 型號(hào)ER50-6, 直徑1.2mm,執(zhí)行的GB/T8110-1995 標(biāo)準(zhǔn)。 這種實(shí)芯焊絲不僅焊接成本低,而且生產(chǎn)效率高,耗電少,操作容易,可進(jìn)行全位置焊接,焊縫含氫量很低,含氮量較少,抗裂性好,焊接后變形小,抗母材表面氧化皮、油污能力強(qiáng),氣孔敏感性小。

        2.2 坡口的加工制作

        Hardox400 耐磨鋼板中側(cè)板厚度為15mm, 底板厚度為30mm,按圖紙要求打好坡口。 如圖1 所示。

        圖1

        由于坡口要求較高,最好采用機(jī)械加工。 焊前應(yīng)將對(duì)接鋼板接觸面及坡口兩側(cè)100mm 范圍內(nèi)的氧化皮、 油污及鐵銹打磨清理干凈。

        3 焊接工藝

        1)焊前預(yù)熱

        一般而言, 焊接冷裂紋形成的主要因素有材料化學(xué)成分、焊縫金屬擴(kuò)散氫含量和結(jié)構(gòu)拘束度等方面。 日本的伊藤等人采用Y 型坡口試驗(yàn)幾百個(gè)鋼種,得出預(yù)熱溫度的數(shù)學(xué)計(jì)算公式:To=1440Pc-392,Pc 為材料焊接裂紋敏感系數(shù),對(duì)Hardox400 而言,其Pc 值是0.4,故To=1440*0.4-392=195℃,即Hardox400 理論預(yù)熱溫度為195℃。 但考慮實(shí)際操作和周圍空氣的散熱的影響,理論上是195℃,而操作時(shí)工件的預(yù)熱溫度為150~180℃。 而后經(jīng)探傷檢驗(yàn)此溫度值也較為合理。

        一般加熱用氧炔焰局部加熱,測溫用測溫槍測量,以保證預(yù)熱溫度達(dá)到要求。 測溫位置為距焊縫約75mm 區(qū)域。

        2)焊接參數(shù)

        根據(jù)現(xiàn)場多次試驗(yàn),得出較為理想的參數(shù)(見表1)。

        表1 焊接參數(shù)

        3)施焊

        (1)用氧炔焰對(duì)焊縫及其附近進(jìn)行測溫,并用測溫槍進(jìn)行測溫。 預(yù)熱溫度達(dá)到要求后即進(jìn)行連續(xù)焊接,中途不能停止,以保證層間溫度大于預(yù)熱溫度。

        (2)控制焊接變形。 采用對(duì)稱多層多道的焊接的方法,以防止變形。 采用多道工裝拉筋并有足夠的強(qiáng)度來保證控制焊接變形。

        (3)焊后保溫。 工件焊好后,應(yīng)用氧炔焰加熱15 分鐘,并立即保溫,用硅酸鋁棉板保溫至焊縫完全冷卻。 也可以用石灰粉來保溫以降低生產(chǎn)成本。 嚴(yán)謹(jǐn)空冷及放置于空氣濕度較大的環(huán)境中冷卻。 焊接完成后24 小時(shí)后,拆除工裝。

        (4)焊接完成。 焊接完成一面時(shí),反面碳弧氣刨清根再焊接,焊接完成后打磨干凈并磨平,滿足圖紙要求。如圖2 所示。

        4)焊接裂紋的控制及缺陷修補(bǔ)

        除了保證預(yù)熱溫度外,還應(yīng)盡量避免深而窄的焊縫,同時(shí),采用收弧板,將弧坑引至焊件外面,不影響焊件。

        圖2

        每層(道)焊后要徹底清理檢查,發(fā)現(xiàn)任何缺陷都應(yīng)及時(shí)采用角向砂輪機(jī)清除,進(jìn)行補(bǔ)焊,補(bǔ)焊時(shí)注意還要采用上述的預(yù)熱措施。

        4 結(jié)束語

        工件焊接完成后24 小時(shí)拆除工裝支撐等, 經(jīng)超聲波檢驗(yàn),符合客戶和圖紙的技術(shù)要求。 嚴(yán)格按照工藝參數(shù)進(jìn)行施工,認(rèn)真做每一步的焊接,就一定能滿足Hardox400 的焊接要求,保證焊接質(zhì)量。

        [1]斯重遙.焊接手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1992(2).

        [2]吳世初.金屬可焊性試驗(yàn)方法[M].上海:上??萍嘉墨I(xiàn)出版社,1982.

        [3]陳華輝,邢建衛(wèi),李衛(wèi).耐磨材料應(yīng)用手冊[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2006.

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