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雙金屬耐磨板的堆焊層裂紋與控方策略

公司名:蘇常金屬制品(無錫)有限公司 人氣:25發表時間:2020/6/24 17:27:02【
  雙金屬耐磨板的堆焊層裂紋與控方策略  一、雙金屬耐磨板堆焊層裂紋產生的原因:  堆焊層裂紋的產生受眾多因素所致,主要因素有,堆焊電流,工件溫度,母板與堆焊合金的化學成份以及鋼板堆焊時的裝夾方式。 堆焊復合鋼板采用埋弧自動堆焊工藝,焊接電流一般在500~700A,焊接電弧的溫度達到6000~7000℃,瞬間的高溫使焊絲與母板均達到熔點形成熔池,并使添加入熔池的合金粉末熔化形成堆焊熔敷層。堆焊過程中,熔池鄰近的母板溫度將達到600~800℃,甚至更高。復合鋼板的表面堆焊層是由20~40mm寬的長焊道依次組合成平面。堆焊中,母板各部位溫差很大,產生極不均勻的膨脹,收縮與變形。由于母板四周被壓板牢牢緊固,無法自由變形,故使其內部產生極大的熱應力?! ×硗?,加入大量合金粉末形成的堆焊層為典型的高硬度材料,尤其是堆焊層與母板二者的熱膨脹系數相差較大,韌性好的母板可以承受較大的熱變形,而高硬度堆焊層承受熱變形的能力幾乎為零,在受熱變形后的冷卻過程中,為釋放堆焊復合鋼板中存在的焊接應力,在堆焊層表面垂直于焊道長度方向產生許多大小不等的裂紋?! 《?、雙金屬耐磨板堆焊層裂紋的影響:  實踐表明,高碳高合金類型的堆焊復合鋼板表面出現裂紋是正?,F象,沒有裂紋則是不符合技術要求的,但我們希望的堆焊層表面裂紋應該是:數量多、外形小,分布呈無規律彌散狀,裂紋的深度僅局限在堆焊層之內。國外有關復合鋼板的技術文獻中也標明:每平方英寸內應出現至少一條裂紋 (1)。耐磨鋼板表面有裂紋是允許的,但不得深入母板(2)。上述對堆焊層裂紋的規定,其主要目的為保證堆焊復合鋼板堆焊層的耐磨性以及在實際使用中的安全性?! 〔缓侠淼亩押腹に噷⒖赡茉斐蓮秃箱摪灞砻媪鸭y形成連續延伸,貫穿性的大裂紋。這種大裂紋有可能深入母板之中,造成較大的危害性。在焊接電流為600~700A情況下,母板的熔深約為2~3mm,熔深層已滲入碳與合金元素,故不再為韌性金屬。一般堆焊復合鋼板母板厚度為10 mm,堆焊后的實際韌性區金屬約減小20~30%,如果表面裂紋越過熔深層向下繼續延伸,勢必造成母板強度的降低,更為嚴重者會造成復合鋼板的斷裂?! ⊙芯勘砻?,堆焊層的裂紋數量越多,越細小,分布越廣 ,則焊接應力釋放的越徹底,母板焊后變形越小,應用中越安全?! ×硗?,高碳高合金的堆焊復合鋼板若表面沒有裂紋或很少的裂紋,則視為不合格產品,這是因為堆焊層表面硬度和耐磨性沒有達到技術要求?! ∪?、堆焊層裂紋的控制  實踐表明,制定正確的堆焊工藝及裝備,可以有效地改變堆焊層裂紋的形態數量與分布?! ?、堆焊工藝參數  在保證堆焊層很好成形的情況下,應盡量采用較小的焊接電流。過大的焊接電流加劇母板的熔深和溫升,應使電弧熱量除熔化焊絲和母板外,大部分用于熔化合金粉末,實踐中焊接電流為500~700A情況下,采用1:1.5的焊絲與合金粉末的比例可以有效地減小母板的熔深與熱變形,從而減少有害裂紋的產生?! ?、水冷工作臺  堆焊過程中,隨著堆焊面積的增加,母板的溫度無法傳導散熱掉,越來越高,加劇母板的熱變形?! 〔捎盟h冷卻工作臺,可使母板的熱量被循環水帶走。實踐表明,水冷工作臺可排走堆焊母板中約50%的熱量,堆焊區以外母板的溫度始終<100℃。而不采取水冷措施,堆焊區以外母板的溫度可達到200℃以上,前者堆焊復合板的變形程度遠低于后者?! ?、確定合理的焊道搭接方式  前文已述,大面積的堆焊復合鋼板是由20~40mm寬的焊道按順序組合成平面堆焊層。實踐中發現,每一條焊道堆焊后都會出現裂紋,但裂紋出現的數量,形態及分布與搭接方式有關。如果堆焊完一條焊道,在緊貼此焊道旁邊再堆焊另一條焊道,那么這兩條焊道裂紋出現的數量與分布基本是一致的。如果沿著第二條焊道旁再堆焊第三條焊道,那么****條焊道產生的裂紋會在同樣的位置跨過第二條焊道延伸至第三條焊道,以此類推。若一張堆焊復合鋼板是由幾十條焊道組成,則****條焊道產生的裂紋會延伸至末了一條焊道形成橫貫整個復合鋼板的大裂紋。母板越薄,堆焊層越厚,形成的裂紋則越深越寬?! ∪绻淖兌押负傅赖拇罱臃绞?,則堆焊層的裂紋會發生變化。同樣堆焊參數的二條焊道如果二者不搭接,而是間隔一條焊道的母板寬度,則二條焊道的裂紋分布會不相同,繼續采用以此種方式堆焊第3條,第4條……焊道,焊道裂紋出現的頻率與分布仍各不一樣。利用這種特性,在堆焊復合鋼板時,采用跳格堆焊方式先堆焊,1,3,5,7,9……奇數焊道,而二條奇數焊道的間隔寬度恰好是一條焊道的寬度。堆焊完奇數焊道后,再堆焊2,4,6,8,10……偶數焊道??梢园l現,奇數焊道的裂紋數量及分布各不一樣,偶數焊道的裂紋形態與分布也不一樣。采用這種方式制造的堆焊復合鋼板,表面裂紋數量多,形態細小,分布呈無規律彌散狀,而且裂紋不會深入至母板,影響復合鋼板的強度.
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