淺談康斯迪結(jié)構(gòu)中Hardox400耐磨板的焊接工藝

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(cè)[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(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2006.