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堆焊耐磨板堆焊工艺过程及使用要求

2018-10-25

1、工艺参数选择

根据堆焊层工作条件,首先是硬度的要求,同时参考母材板厚、堆焊高度及堆焊效率来选择工艺参数。经过反复试验,确定了采用明弧堆焊焊丝在不同板厚和不同焊层厚度的工艺参数,如在8mm的Q235钢板上堆焊4mm时,其工艺参数如下:焊丝直径2.8mm,焊接电流300A,焊接电压30V,焊接速度120mm/min,焊枪摆幅40mm;焊丝直径3.2mm,焊接电流320A,焊接电压32V,焊接速度12mm/min,焊枪摆幅40mm。由于焊机(或焊丝直径)的不同,基材及堆焊层厚度的不同,其焊接参数和规范也会有较大的差异。

2、堆焊工艺方法

在堆焊前先将明弧堆焊焊丝穿过送丝轮和导电嘴,焊枪接电源正极,基材接电源负极,通电后焊丝先与基材之间形成电弧,随焊枪摆动向前焊接,电弧开始在焊丝与基材之间产生,进人稳定焊接过程。

在堆焊过程中,焊枪的摆动宽度应大于焊丝直径的4倍以上,以避免摆动过宽造成焊道两侧熔深过大,摆宽过窄造成成形不良。堆焊过程中的易损件,如导电嘴、送丝轮应及时更换,否则会导致送丝不畅,而产生断弧。焊丝的干伸长度要适中,不能过长或过短(一般25mm)。过长会导致焊道不直,影响焊缝成形;过短会导致断弧,影响连续焊接和板的质量。

在实际的生产过程中,我们采用四头堆焊板工艺,同时用四台焊机堆焊。采用这种方法能提高生产效率,降低成本。如堆焊规格为1500mmx3500mm的Q235钢板,当选用2.8mm焊丝,堆焊4mm厚度时,大约只需要3.5h,一人操作即可完成整张板的焊接。同时焊接过程中采用压力水冷技术,既可提高冷却速度,也可提高板的硬度和。

焊接速度的选择:从堆焊成形角度讲,焊接速度太小时,由于线能量过大熔化了较多的金属,使熔化金属向焊缝两边流淌,影响焊缝成形,同时容易造成边缘部分与基材间产生未融合的缺陷;焊接速度太大时,会使堆焊层中间下凹或者薄厚不均匀。通过多次试验,我们选择的焊速一般在10~15mm/s之间,随着焊接电流的增加,焊速也略有增加。此外,焊速还影响堆焊层厚度,焊速越快,堆焊层越薄。所以在实际堆焊时,应综合考虑多方面因素来选择焊速。

3、堆焊层焊接应力的释放

由于焊接热应力的作用,复合钢板的堆焊层表面分布着许多裂纹,这些裂纹可以起到释放焊接应力、减少母板变形的作用。堆焊层的裂纹应该是细小、分散、无序、不深人母板的、与焊道长度方向垂直的裂纹。这种裂纹是焊接过程中应力释放的结果,有助于提高复合板的韧性,防止层脱落。此外,高铬堆焊板的加工性能良好,其表面的细丝状应力释放裂纹,也可避免复合钢板在加工过程中发生脱落、剥离。

4、复合钢板的调平

堆焊后的复合钢板一般会出现较严重的变形,母板越薄,变形越严重。堆焊时,为防止母板变形,一般会在母板四周采用压板或压杠压紧。但在焊接热应力作用下,母板可产生平面方向的收缩位移。变形严重时,收缩位移量可达母板长度尺寸的5%一8%。当焊后松开压板时,复合钢板会产生翘曲变形。经过研究与试验,采用卷板机调平的方法可以调平复合板,将制备好的变形的板通过卷板机的作用,卷弧拉伸基板母材,母板的变形会逐步变小,消失,尺寸较大、变形较严重的钢板需多次拉伸才可调平。采用这种方法可使复合钢板的不平度不大于5mm/㎡,可以满足像衬板、溜槽、料斗、筛板等对平整度要求不是特别高的设备及零件的使用要求。

5、堆焊层硬度测试

选用Q235作为基板,焊丝采用相同的焊丝D95、相同的工艺,在不同厚度δ1的基板上,堆焊不同厚度δ2的堆焊层,进行大面积(大于4.5㎡)的堆焊试验,然后对每种规格堆焊板取样进行检测,其表面硬度的平均值。

板的表面硬度随着基板厚度的变化略有变化,主要是检测误差所致,但随着堆焊层厚度的增加,硬度增加较为显著;当堆焊层厚度大于4mm时,不管基板厚度如何,其表面硬度均大于57HRC,达到了板的设计要求,也满足产品对板的使用要求。

6、结语

采用明弧焊药芯焊丝堆焊生产复合钢板,与其他工艺方法相比,其工艺过程操作简单方便,堆焊层稀释率低,熔敷,板材整体变形小,堆焊面,强,再加工性能良好。利用该工艺技术生产的板产品,因其具有性能指标、产品质量稳定、生产成本较低、适应性强等特点,在不同的行业广泛应用,具有的市场竞争力,已经被越来越多的板生产企业采用,具有很好的社会经济效益。


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