立磨磨辊压板的焊补工艺

立磨磨辊压板的焊补工艺

(焦作神华重型机械制造有限公司,河南焦作454000)

作者简介:孔二喜(1978—),男,河南焦作市解放区上白作乡人,大专,助理工程师,主要研究方向:焊接工艺及设备。

摘要:文章结合实例,通过焊材的选择、焊前准备、焊前预热、焊后热处理等方面的介绍,对立磨磨辊压板补焊工艺进行详细的阐述。

关键词:冷裂纹;补焊;焊接工艺;热处理

1焊接性分析及焊材的选择

焊接性是金属材料对焊接加工的适应性,主要指在一定得焊接工艺条件下,获得优质焊接接头的难易程度。它主要包括两方面的内容:其一是结合性能,即在一定焊接工艺条件下,一定得金属对形成焊接缺陷的敏感性;其二是使用性能,即在一定得焊接工艺条件下,一定的金属的焊接接头对使用要求的适应性。

碳当量(Ceq)法是判断金属焊接性好坏最简便的方法,根据经验,当Ceq<0.4%时,刚才的淬硬倾向不明显,焊接性优良,焊接时不必预热;当Ceq=0.4-0.6%时,钢材的淬硬倾向逐渐明显,需采取适当预热、控制线能量等工艺措施;当Ceq>0.6%时,淬硬倾向更强,属于较难焊的材料,需采取较高的预热温度和严格的工艺措施。Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15;Cr6的化学成分为:C:0.7~0.85%;Si:0.8~1.0%;Mn:1~1.3%;Cr:1.5~7%;Mo:0.3~0.5%;Cu:0.5~1%,由此可见Cr6的碳当量较高焊接性较差。

由Cr6的化学成份可知,含碳量高达0.7~0.85%,属高碳低合金,组织为马氏体和残余奥氏体。马氏体钢在焊接时主要的问题是冷裂纹与接头的脆化;冷裂纹是焊缝和热影响区在冷却过程中形成了淬硬组织,马氏体钢的裂纹敏感性还与与产品的的结构形式和生产的具体工艺有关,结构的拘束较大时,焊接中就将形成较大的内应力,使裂纹倾向增大。在焊接冶金过程中,随着含碳量的提高,淬硬倾向将增加,冷裂倾向将更明显;同时,加上Cr、Mo的进一步作用,将使Cr6的淬硬倾向进一步增大,冷裂倾向将十分严重,因此,该钢种在焊接时,将极易形成冷裂纹。

在Cr6中含碳量高,合金系统复杂,液—固相区间较大,焊缝的偏析比较严重,将使其具有较大的热裂倾向。为此,在焊材选择上应尽量选择含S、P杂质较低的焊材,在工艺上应尽量减少熔合比和焊接线能量,同时在收弧时一定要填满弧坑。

焊补是对工件局部进行焊接,因工件的刚性较大,高温的焊缝金属在焊接过程中受到焊接应力的作用,很容易产生高温液化裂纹,因此,对工件采取焊前热和焊后热处理的措施是很有必要的,它不仅可以减小热裂倾向,同时对冷裂纹的产生,将起到很大的抑制作用。

综上分析:Cr6这种材料在焊接时很容易产生冷裂纹和热裂纹,同时材料的机械性能是在补焊后通过调质处理来达到,故可考虑采用异质焊缝,焊材选用Cr、Ni含量塑性较好的不锈钢焊条E1-23-13-16(A302),在工艺方面采取预热和焊后热处理等措施来防止冷裂纹和热裂纹的产生。

2焊前准备

①准备1台直流电焊机和相应的工具及其辅材。②将裂纹周围30mm内清理干净,使其露出金属光泽。③在裂纹两端2-3mm打止裂孔Φ3-4。④用砂轮机清除裂纹,并修出1200的V形破口,同时对工件棱角倒锐,避免应力集中。⑤准备一块引弧板。⑥用着色检测方法,对缺陷部位进行检测,直到没有裂纹为止。

3焊前预热及焊后热处理

①焊前预热:焊前将工件整体预热至350~400℃。

②焊后热处理:补焊后立即入炉加热至550℃左右,而后随炉冷却到常温出炉。

4焊接工艺及相应措施

①为了防止药皮发红及母材过热,焊接时电流不宜过大,一般应比焊接低碳钢时低20%。②焊接时应注意,应在引弧上引弧,不允许随处引弧碰伤母材。③焊接过程采用短弧焊接,保护熔池金属,防止其氧化。④工件在350-400℃的状态下,用石棉布包裹起来,仅流出补焊位置。⑤补焊采用多层焊,每道焊完后应仔细清除表面残渣及水分,在焊接过程中控制层间温度应不低于350℃,必要时用氧-乙炔火焰随时进行加热。⑥打底层采用Φ3.2、E1-23-13-16(A302)焊条打底,小电流、快速焊,焊后应立即采用小锤敲击焊缝,使其焊接应力得以松弛。⑦其余各填充层采用Φ4焊条进行大规模焊接。⑧焊接完后立即进行焊后热处理。

5焊后检验

焊后仔细清除熔渣和飞溅物,认真检查焊缝表面,并用着色检验和超生波探伤,发现无任何裂纹等缺陷,证明了补焊工艺的合理性和可行性。

参考文献:

[1]张志昌,徐五一,周友龙,等.B^+级(ZG25MnCrNi)铸钢件缺陷常温焊补工艺试验研究[J].电焊机,2008,(8).

[2]钟维生.9CrSi材料模具的焊补工艺[J].福建农机,2006,(3).

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