羅進(jìn)友 劉桑 詹映龍 吳玉輝 黃楚暢

摘? ? 要：本文通過(guò)適當(dāng)?shù)暮附臃椒ā⒑附硬牧稀⑵驴谛问?、裝配要求、焊道熔敷順序、焊接參數(shù)、焊接順序、操作要點(diǎn)，解決高鉻耐磨復(fù)合板焊接易出現(xiàn)裂紋缺陷的問(wèn)題，提高其焊接質(zhì)量和焊接效率。

關(guān)鍵詞：高鉻耐磨復(fù)合板;焊接裂紋;焊接技術(shù);挖泥船

中圖分類(lèi)號(hào)：U671.8? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： In this paper， through appropriate welding process， welding consumables， groove type， fitting requirements， weld bead sequence， welding parameters， welding order and operation points， the problem of crack defects in the welding of high-chromium wear-resisting composite plates is solved to improve the welding quality and welding efficiency.

Key words： High-chromium wear-resisting composite plates; Welding crack; Welding technology; Dredger

1? ? 前言

耐磨鋼是耐磨損性能強(qiáng)的鋼鐵材料的總稱，大體上可分為：高錳鋼;中、低合金耐磨鋼;鉻鉬硅錳鋼;耐氣蝕鋼;耐腐蝕鋼;特殊耐磨鋼等。在船舶領(lǐng)域主要應(yīng)用于挖泥船的泥管、抽艙通道、溢流筒等疏浚系統(tǒng)，主要材質(zhì)為高鉻耐磨復(fù)合鋼（SA1750CR）和低合金耐磨鋼（HARDO 400、HARDO 450）。

SA1750CR高鉻耐磨復(fù)合板是由高鉻耐磨層和碳鋼基層兩種不同金屬材料分層構(gòu)成的復(fù)合板（見(jiàn)圖1）：基層一般由碳素鋼或低合金鋼組成，起承擔(dān)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的作用;耐磨層承受流經(jīng)結(jié)構(gòu)的泥水和砂石沖刷，起提高結(jié)構(gòu)耐磨性和耐腐蝕性的作用;過(guò)渡層是基層與耐磨層結(jié)合面附近人為劃定的一個(gè)區(qū)域，包括基層和耐磨層各一部分。

2? ? SA1750CR高鉻耐磨復(fù)合板的可焊性

SA1750CR高鉻耐磨復(fù)合板耐磨層表面硬度極高，達(dá)到HRC 58～62（維氏硬度1 750 V）;耐磨層碳含量也極高，達(dá)到4%～5%（見(jiàn)表1）;焊接性很差，焊接過(guò)程中極易產(chǎn)生裂紋缺陷且難以修復(fù)，后續(xù)返工量大。

3? ?焊接方法選擇

高鉻耐磨復(fù)合板的焊接應(yīng)選用熔深較淺的焊接方法，優(yōu)先采用藥芯焊絲氣體保護(hù)焊和焊條電弧焊，不適宜采用埋弧自動(dòng)焊和電渣焊等大熔深大線能量焊接方法。

4? ? 焊接材料選擇

焊接材料應(yīng)與母材性能相匹配：基層焊接采用強(qiáng)度相匹配的低氫型焊接材料，耐磨層采用化學(xué)成份相匹配的焊接材料，基層和耐磨層之間的過(guò)渡層采用奧氏體不銹鋼焊接材料進(jìn)行焊接。

4.1? 基層焊接材料

推薦的基層焊接材料，如表2所示。

4.2? 過(guò)渡層焊接材料

推薦的過(guò)渡層焊接材料，如表3所示。

4.3? 耐磨層焊接材料

推薦的耐磨層焊接材料，如表4所示。

5? ? 坡口形式及制備方法

5.1? 坡口制備方法

SA1750CR高鉻耐磨復(fù)合板切割，最佳制備方法為空氣或惰性氣體等離子弧切割;也可使用碳弧氣弧切割;而剪床切割或氧氣-燃?xì)饣鹧媲懈罘椒ú贿m用。

5.2? 泥管對(duì)接坡口型式

見(jiàn)圖2。

5.3? 抽艙通道對(duì)接坡口型式

見(jiàn)圖3。

6? ?不同接頭形式焊接裝配控制要點(diǎn)

（1）對(duì)接接頭裝配定位焊一般應(yīng)位于基層內(nèi)，焊材應(yīng)選用表2中基層焊接材料，焊縫厚度應(yīng)不超過(guò)基層厚度;X形坡口如果裝配間隙過(guò)大或坡口根部位于耐磨層一側(cè)，應(yīng)先選用表3中過(guò)渡層焊接材料的焊條，熔敷一層不銹鋼焊道后再進(jìn)行定位焊;

（2）角接（包括塞焊）的定位焊，焊材應(yīng)選用表2中基層焊接材料;定位焊應(yīng)正于基層與其它碳鋼結(jié)構(gòu)之間，焊角高度不超過(guò)基層厚度的0.6倍;焊接過(guò)程中應(yīng)注意電弧不能與耐磨層接觸，以免將耐磨層成份熔化入焊縫引發(fā)焊接裂紋;

（3）定位焊縫長(zhǎng)度應(yīng)不小于50 mm。

7? 焊接參數(shù)

8? ? 焊接順序控制要點(diǎn)

（1）焊工必須嚴(yán)格遵守焊道熔敷順序的規(guī)定，耐磨層焊縫一般在所有基層和過(guò)渡層焊縫焊完后進(jìn)行;

（2）基層焊縫厚度嚴(yán)禁超過(guò)復(fù)合板基層厚度，在熔敷耐磨層焊縫之前必須在基層焊縫熔敷一層不銹鋼過(guò)渡層焊縫;

（3）結(jié)構(gòu)焊接順序?yàn)橄群甘湛s量大的后焊收縮量小的焊縫、先焊對(duì)接縫再焊角接縫;最后焊塞焊縫;在焊接周界角焊縫時(shí)，先留一條短邊釋放焊接應(yīng)力，然后再焊接。

典型結(jié)構(gòu)焊接順序如圖5、6所示。

9? ? 焊接操作控制要點(diǎn)

（1）焊接過(guò)渡層和耐磨層焊縫時(shí)，應(yīng)采用較小焊接電流參數(shù)進(jìn)行焊接;

（2）宜采用低電弧電壓操作;

（3）不銹鋼焊條熔敷過(guò)渡層焊接前、過(guò)程中及后續(xù)耐磨層焊接的層間溫度，應(yīng)不超過(guò)150 ℃，基層焊道層間溫度應(yīng)不超過(guò)250 ℃;

（4）各層焊道的接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)至少30 mm，焊縫末端弧坑應(yīng)填滿，以防止產(chǎn)生弧坑裂紋;

（5）塞焊孔應(yīng)用焊縫填滿，焊縫表面不低于母材;

（6）如果塞焊開(kāi)在復(fù)合板一側(cè)，參照表5中Y型坡口焊道布置進(jìn)行焊接。

10? 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)挖泥船高鉻耐磨復(fù)合板的焊接技術(shù)研究，從焊接方法、焊接材料、焊工資質(zhì)、焊接設(shè)備、焊前準(zhǔn)備、焊道熔敷順序、焊接參數(shù)、焊接順序、操作要點(diǎn)等方面，解決高鉻耐磨復(fù)合板焊接易出現(xiàn)裂紋缺陷的問(wèn)題，提升了焊接質(zhì)量及焊接效率。