HardSteel耐磨復(fù)合板的堆焊

1、 山東省“金藍領(lǐng)”焊工高級技師論文HardSteel耐磨復(fù)合板的堆焊 工藝與特點姓 名： 專 業(yè)： 指導(dǎo)老師: 摘 要： Hard Steel（硬質(zhì)合金）耐磨復(fù)合板是在普通鋼板或猛鋼板定尺鋼板上（1800*3000mm）堆焊一層或多層的以高鉻合金及碳化物為主耐磨層。它具有高耐磨性、耐沖擊、可變形和可焊接等性能，可像鋼板一樣直 接進行卷曲變形（耐磨層只能在內(nèi)），用等離子或激光進行切割和打孔等加工環(huán)節(jié)，加工成所需任何形狀的部件以滿足使用。采用明弧焊接工藝,對成形性、硬度和耐磨性的性能影響極小, 耐磨性能夠最大限度發(fā)揮作用?！娟P(guān)鍵詞】：高 鉻合金粉 堆焊 工藝參數(shù) 耐磨板 引 言堆焊的實質(zhì)是在金屬零

2、件或金屬軋材表面用焊接方法堆敷一層或多層同等材質(zhì)或異種材質(zhì)金屬的工藝過程,是近幾十年迅速發(fā)展的一種表面面改性技術(shù),能有效地改變材料表面的耐磨性、耐蝕性和其他力學(xué)性能。高鉻合金復(fù)合板堆焊焊接熔深深，稀釋率高，操作工藝能得到有效的合金堆焊層金屬的質(zhì)量，堆焊層顯微組織為一次碳化物+共晶組織+馬氏體+殘余奧氏體。此種堆焊的合金層較16Mn鋼板淬火試樣高7倍左右，一般堆焊過的零部件在生產(chǎn)考核中壽命提高8-10倍。在堆焊過程中，電流大小決定堆焊層合金稀釋率。而稀釋后的成分則對堆焊層的組織性能具有決定性影響。耐磨復(fù)合板的制備方法采用藥芯焊絲明弧堆焊方法制備復(fù)合耐磨板技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用廣泛。明弧堆焊熱效率

3、大致與埋弧堆焊相當(dāng)，但與埋弧堆焊相比具有以下優(yōu)點：基板無需除銹工藝，可直接在上面堆焊耐磨金屬層，明弧堆焊在焊接過程中無需填加焊劑，省去焊劑烘干工序，焊后不必清除焊渣。采取氣和水混合噴灑的方式直接對焊件進行強迫冷卻，使晶粒更加細化，以提高堆焊層的硬度和耐磨性，提高焊件的工藝適應(yīng)性。藥芯焊絲成分主要以高碳鉻鐵、低碳鉻鐵和石墨為主，添加少量的錳鐵、釩鐵、鉬鐵和鎢鐵等合金粉末，焊接后保證了堆焊板表層具有較高的硬度，有效阻礙了磨粒的纖維切削，顯著改善了基體的耐磨性。堆焊層成型良好，表面平整，與基板之間形成良好的冶金結(jié)合，多層堆焊時通過調(diào)整每層焊縫所用藥芯焊絲和堆焊工藝參數(shù)，可得到焊縫無夾雜、稀釋率低及碳

4、化物分布均勻的堆焊層。焊接工藝參數(shù)：在堆焊過程中，電流、電壓、速度決定堆焊層合金稀釋率。而稀釋后的成分則對堆焊層的組織性能具有決定性影響。堆焊方式：直進式焊接、步進式焊接兩種?；?12mm焊接工藝參數(shù)基板/mm層數(shù)耐磨曾后度/mm焊絲直徑/mm電流/A電壓/V龍門速度/擺動寬度/mm擺動速度/mm焊縫寬度6132.8320103212.50.125545120258262.8320103212.50.1255451202510262.8350103012.50.1255401304012382.8370103013.00.1255401304014382.8370103013.00.1255

5、4513545164102.8390103213.50.12554514055204102.8400103213.50.125545140551、焊接方法：1.1將基板放置在焊接工裝上定位，調(diào)好焊槍位置（可14槍連續(xù)焊接）焊絲在距離基板端頭內(nèi)50毫米處的引弧，之后將立即開啟直進或步進式焊接，1.2起焊后，焊絲橫向擺動，一般采用2種方法，方形擺動與鋸齒擺動。 采用鋸齒擺動，好于方形擺動。鋸齒擺動體積熔化小，稀釋率降低，這種方法可以進行較合適的快速擺動，保證焊層的設(shè)計性能。多槍同時焊接時，擺幅寬度要一致，以保障焊層質(zhì)量。 堆焊速度也是堆焊質(zhì)量的關(guān)鍵，焊工要熟練掌握橫擺焊速和前進焊速，這兩種速度必須

6、協(xié)調(diào)一致。太快會造成與基體結(jié)合不牢，焊層表面有渣坑，太慢基體熔化多。焊層稀軟率增高，表面出現(xiàn)黑皮和皺褶，因此，正確掌握橫擺速度，保證基體不過燒的（稀軟率不增高）前提下，使合金元表得到較充分的熔化和冶金反應(yīng)。前進速度的快慢，要以橫擺焊速粉塊的熔化情況而定，在操作過程中始終要保持一個良好的熔池形狀。要使熔池邊界清楚，又要使熔池表面上的渣漂動，堆焊速度合適時，會得到一個光滑、平整的優(yōu)質(zhì)焊層。 焊層兩端均需平滑過渡，收弧時不可過早，過早停止焊接會造成堆焊厚度不夠，太晚收弧處弧坑太深還容易造成焊漏，通常是在原處停留1-3秒后，使之焊層與基體間過渡平滑。 堆焊耐磨板（1） 堆焊耐磨板（2） 2：高鉻耐磨復(fù)

7、合板的特點2.1耐磨性能好高鉻耐磨復(fù)合板采用合金粉末藥芯焊絲堆焊而成，高耐磨性碳化物成于磨損方向相垂直分布，即使與同成分和硬度的鑄造合金相比較，耐磨性能提高一倍以上。2.2 高抗磨損性能： 磨損試驗表明復(fù)合耐磨鋼板的耐磨性比低碳鋼高20倍以上, 比不銹鋼、高錳鋼高5倍以上，比鑄態(tài)高鉻鐵高1倍。2.3高抗沖擊性能：由于采用軟鋼基板，復(fù)合耐磨鋼板具有很高的抗沖擊性能，充分體現(xiàn)了復(fù)合材料既耐磨又抗沖擊的優(yōu)點。這是鑄態(tài)耐磨材料所不及的。 2.4結(jié)合強度高高鉻耐磨堆焊層與母材基體之間形成良好的冶金結(jié)合，界面結(jié)合處無氧化物夾雜、孔洞和疏松等缺陷，避免了耐磨層在應(yīng)力及磨粒磨損作用下發(fā)生剝落和脫落。另外在堆焊

8、過程中，通過調(diào)整堆焊合金組分和堆焊工藝參數(shù)等措施，使堆焊層表層均勻分布無數(shù)細如發(fā)絲的應(yīng)力釋放裂紋，裂紋橫跨 2 3 個焊道 (每道焊縫寬 19 38 mm)。這些適當(dāng)分布的細裂紋是內(nèi)應(yīng)力釋放造成的，穿透合金層到達鋼板基體終止，對于板材有益處?？捎行Х乐苟押笇釉跈C加工及承受沖擊載荷作用下由于受到較大應(yīng)力而導(dǎo)致的剝落，使復(fù)合板便于加工成型，并有助于吸收中度的沖擊力。2.5較好的耐熱性作為高鉻合金的耐磨層，本身就具有抵抗 600700 溫度的能力，在藥芯焊絲粉芯中加入鉬、鎢等成分，可以承受 900 高溫物料的磨損，防止堆焊層組織在服役過程中發(fā)生組織相變，造成耐磨性降低。2.6良好的加工性能由于表面存

9、在應(yīng)力釋放裂紋，使得高鉻耐磨復(fù)合板便于加工成型。可以通過切割、調(diào)平、打孔、彎曲、卷板和焊接等工序，將其制造成平板、弧板、圓筒和錐筒等工程結(jié)構(gòu)零部件。一般進行凹面成型時，向內(nèi)的壓力使得應(yīng)力紋被壓緊封閉，制造成各種零部件時不會發(fā)生堆焊層的脫落現(xiàn)象；高鉻耐磨復(fù)合板安裝可以采用背面焊接或螺栓聯(lián)接的方式，安裝固定在設(shè)備上作為耐磨層，更換維修方便。加工切割后的耐磨板3：高鉻耐磨復(fù)合板的應(yīng)用高鉻耐磨復(fù)合鋼板主要應(yīng)用于冶金機械、建材機械、電力機械及礦山機械等行業(yè)中的各種易磨損設(shè)備零件的表面強化中，均取得了較好效果。這些材料在某些方面具有優(yōu)異的耐磨、耐熱、耐沖擊和耐腐蝕等性能。耐磨復(fù)合鋼板具有優(yōu)異的綜合性能，低碳鋼基板和高鉻耐磨堆焊層決定了這種材料具有韌性材料和高硬材料的雙重性能，能適應(yīng)不同的磨損條件。 結(jié) 語高鉻耐磨復(fù)合板焊接性能較好；耐磨復(fù)層具有良好的耐磨耐沖擊性，在實際應(yīng)用行業(yè)設(shè)備中，可有效延長易損件的使用壽命，避免反復(fù)更換維修更換而影響生產(chǎn)進度，可為企業(yè)減少設(shè)備投資，降低工人的勞動強度，從而創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。參考文獻： 1王智慧，賀