CN101947697B

CN101947697B - 提高焊缝耐磨损性的焊接方法

Info

Publication number: CN101947697B
Application number: CN2010102554776A
Authority: CN
Inventors: 李庆平; 董曼淑; 吴作斌
Original assignee: Ningxia Tiandi Benniu Industrial Group Co Ltd
Current assignee: Ningxia Tiandi Benniu Industrial Group Co Ltd
Priority date: 2010-08-17
Filing date: 2010-08-17
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2030-08-17
Also published as: CN101947697A

Abstract

本发明涉及一种提高焊缝耐磨损性的焊接方法，其特点是，先焊接出占焊道总体积70-80％的基础焊道(1)，然后在基础焊道(1)旁的焊接坡口内平铺一层耐磨合金填丝，再继续焊接出余下的盖面层焊道(2)即可。采用本发明的技术方案具有以下技术效果：1、基础焊道具有优异的综合力学性能，可确保中部槽产品在使用中对焊缝的强度和塑、韧性能要求。2、盖面层焊道在保证塑、韧性基础上，提高了焊缝的耐磨损性能。3、可操作性强，无须更换焊接材料，利于现场操作和管理。4、通过改变添加的合金填丝的数量，可实现根据需要灵活的控制焊缝硬度的目的，方法简单实用。

Description

提高焊缝耐磨损性的焊接方法

技术领域

本发明涉及一种提高焊缝耐磨损性的焊接方法。

背景技术

中部槽是煤炭井下综采工作面刮板输送机的关键部件，同时还兼具采煤机的行走轨道和拉移液压支架的功能。中部槽由高强度耐磨钢板和特殊铸钢等材料制成的零件焊接而成。目前大型的刮板输送机的槽宽已达1.2米，工作长度350米，装机功率3×1000千瓦，输送能力4000吨/小时。相配套使用的采煤机重量100余吨，液压支架单架重30余吨。因此要求中部槽不仅具备高的可靠性和耐磨性，适应高产高效矿井使用要求。同时还必须具备很高的综合力学性能，满足做为采煤机的行走轨道和拉移液压支架的功能。为提高中部槽的耐磨损性，延长使用寿命，选用的高强度耐磨钢板和特殊铸钢等材料的强度极限和硬度分别达到了≥1400MPa、425HB和1000MPa、380HB。

母材的强度硬度提高了，焊接难度增大了，给焊缝设计提出了新的研究课题：1、若选用等强焊缝，则熔敷金属的塑、韧性降低；在使用过程中极易造成焊缝疲劳开裂；2、若选用低组配焊缝，虽然熔敷金属具有高的塑、韧性，但强度、硬度相对要低，耐磨耗性能差；过量磨损会减小焊缝截面积，产生应力集中从而导致焊缝失效破坏，因过度磨损导致产品使用寿命缩短，乃致焊缝开裂，产品失效的事故曾有发生。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高焊缝耐磨损性的焊接方法，能够在确保焊缝具备优异的综合力学性能的前提下，提高耐磨损性，实现焊缝与母材在相同工况条件下的磨损量基本相同，提高中部槽产品的耐磨性，延长使用寿命。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种提高焊缝耐磨损性的焊接方法，其特别之处在于，先焊接出占焊道总体积70-80％的基础焊道，然后在基础焊道旁的焊接坡口内平铺一层耐磨合金填丝，再继续焊接出余下的盖面层焊道即可。

其中耐磨合金填丝用量为其体积占整个盖面层焊道总体积的9-17％。

其中耐磨合金填丝以重量计其成分为C 0.4～0.55％，Mn 0.8～1.1％，Cr5.5～6.5％，Mo 1.0～1.5％，余量为Fe。

其中焊接盖面层焊道时焊枪做横向摆动一次焊接成型从而确保耐磨合金填丝均匀溶解在熔池中。

其中焊接完成后立即将工件装入加热炉，炉温设置为240℃，保温60分钟后，出炉后空冷或覆盖保温材料缓慢冷却至常温即可。

进一步的，其中保温材料为石棉被。

采用本发明的技术方案具有以下技术效果：

1、基础焊道具有优异的综合力学性能，可确保中部槽产品在使用中对焊缝的强度和塑、韧性能要求。

2、盖面层焊道在保证塑、韧性基础上，提高了焊缝的耐磨损性能。

3、可操作性强，无须更换焊接材料，利于现场操作和管理。

4、通过改变添加的合金填丝的数量，可实现根据需要灵活的控制焊缝硬度的目的，方法简单实用。

附图说明

附图1为发明中焊接方法的示意图，其中1表示基础焊道，2表示盖面层焊道，3表示特殊铸钢，4表示耐磨钢板。

具体实施方式

本发明方法主要步骤如下：1、根据常规工艺要求将待焊接工件加热到一定的温度范围，使用符合工艺要求的低合金钢焊丝按确定的工艺规范焊接基础焊道1；2、焊至一定的高度时，在焊接坡口内添加适量的合金填丝后进行盖面层焊道2的焊接，要求焊枪做横向摆动一次焊接成型，确保合金填丝均匀溶解在熔池中；3、焊接完成后立即进行后热处理再覆盖保温材料减缓冷却速度。

本发明中将原有焊道分为基础焊道1和盖面层焊道2两部分，仍然使用原有低合金钢焊丝，采用MAG焊接工艺，选用具有优异力学性能的低合金高强度焊接材料进行打底和填充焊接，通过在盖面层焊道2添加适量耐磨合金填丝的方法来调整焊缝熔敷金属中合金元素的种类和含量，从而有效提高了盖面层焊道2的硬度。

实施例1

先焊接出占焊道总体积75％的基础焊道1，然后在基础焊道1旁的焊接坡口内平铺一层耐磨合金填丝(填丝长度与焊道相同，填丝

)，耐磨合金填丝以重量计其成分为C 0.5％，Mn 1.0％，Cr 6.0％，Mo 1.2％，余量为Fe，该耐磨合金填丝用量为其体积占整个盖面层焊道2总体积的15％，然后再继续焊接出余下的盖面层焊道2，焊接盖面层焊道2时焊枪做横向摆动一次焊接成型从而确保耐磨合金填丝均匀溶解在熔池中。

焊接完成后立即将工件装入加热炉，炉温设置为240℃，保温60分钟后，出炉后空冷至常温即可。

实施例2

先焊接出占焊道总体积70％的基础焊道1，然后在基础焊道1旁的焊接坡口内平铺一层耐磨合金填丝(填丝长度与焊道相同，填丝

)，耐磨合金填丝以重量计其成分为C 0.4％，Mn 0.8％，Cr 5.5％，Mo 1.0％，余量为Fe，该耐磨合金填丝用量为其体积占整个盖面层焊道2总体积的9％，然后再继续焊接出余下的盖面层焊道2，焊接盖面层焊道2时焊枪做横向摆动一次焊接成型从而确保耐磨合金填丝均匀溶解在熔池中。

焊接完成后立即将工件装入加热炉，炉温设置为220℃，保温70分钟后，出炉后覆盖石棉被缓慢冷却至常温即可。

实施例3

先焊接出占焊道总体积80％的基础焊道1，然后在基础焊道1旁的焊接坡口内平铺一层耐磨合金填丝(填丝长度与焊道相同，填丝

)，耐磨合金填丝以重量计其成分为C 0.55％，Mn 1.1％，Cr 6.5％，Mo 1.5％，余量为Fe，该耐磨合金填丝用量为其体积占整个盖面层焊道2总体积的17％，然后再继续焊接出余下的盖面层焊道2，焊接盖面层焊道2时焊枪做横向摆动一次焊接成型从而确保耐磨合金填丝均匀溶解在熔池中。

焊接完成后立即将工件装入加热炉，炉温设置为250℃，保温50分钟后，出炉后空冷或覆盖石棉被缓慢冷却至常温即可。

本发明的技术效果检测如下：

1、试验条件

原有技术：采用低合金钢焊丝

组一和组二(均采用实施例2方法)：采用低合金钢焊丝+合金填丝(直径为φ1.6mm)采用洛氏打硬机在室温条件下检测

2、硬度(合金填丝溶解)均匀性检测(HRC)

组一和组二(均采用实施例2方法)两组检测试样，添加的合金填丝数量不同，得到了不同的硬度；但各自的硬度范围区间误差值很小，表明硬度均匀。

3、焊接接头的力学性能检验对比：

组一和组二均采用实施例2方法。

如上表所示，在一定的硬度范围内，焊接接头具有较高的强度和塑、韧性。

4、盖面层焊道的金相检验：

组一和组二均采用实施例2方法。

如上表所示，微观组织良好，熔敷金属内的粒状贝氏体+针状铁素体组织使焊接接头具有高的耐磨损性又具有良好的综合力学性能。

Claims

1.一种提高焊缝耐磨损性的焊接方法，其特征在于：先焊接出占焊道总体积70-80％的基础焊道(1)，然后在基础焊道(1)旁的焊接坡口内平铺一层耐磨合金填丝，再继续焊接出余下的盖面层焊道(2)即可。

2.如权利要求1所述的提高焊缝耐磨损性的焊接方法，其特征在于：其中耐磨合金填丝用量为其体积占整个盖面层焊道(2)总体积的9-17％。

3.如权利要求1所述的提高焊缝耐磨损性的焊接方法，其特征在于：其中耐磨合金填丝以重量计其成分为C 0.4～0.55％，Mn 0.8～1.1％，Cr5.5～6.5％，Mo 1.0～1.5％，余量为Fe。

4.如权利要求1所述的提高焊缝耐磨损性的焊接方法，其特征在于：其中焊接盖面层焊道(2)时焊枪做横向摆动一次焊接成型从而确保耐磨合金填丝均匀溶解在熔池中。

5.如权利要求1所述的提高焊缝耐磨损性的焊接方法，其特征在于：其中焊接完成后立即将工件装入加热炉，炉温设置为220-250℃，保温50-70分钟后，出炉后空冷或覆盖保温材料缓慢冷却至常温即可。

6.如权利要求5所述的提高焊缝耐磨损性的焊接方法，其特征在于：其中保温材料为石棉被。