一种提高耐磨钢板盖面焊道表面硬度的焊接方法技术

本发明专利技术公开一种提高耐磨钢板盖面焊道表面硬度的焊接方法。选用硬度级别为HB360‑HB450级高强耐磨钢板，其厚度为16‑80mm，采用抗拉强度Rm≥690MPa的焊丝ER69‑G、富氩混合气体保护焊进行耐磨钢构件焊缝坡口内打底焊及填充焊，盖面层焊道焊接时在坡口内填加耐磨合金丝，再进行盖面层焊道的焊接，焊接接头熔合情况良好，盖面层与填充层焊缝结合处无焊接缺陷。焊接过程中不需要更换焊丝，仅在焊接盖面层焊缝时填加耐磨合金丝，其制造工艺相对较简单。此工艺措施既可保证耐磨钢构件焊接接头具有良好的综合力学性能，盖面层焊道通过填加耐磨合金丝，其硬度可达HRC35以上，从而使表面焊缝金属具有较高的耐磨性，避免因焊缝的磨损造成耐磨钢构件失效，提高产品的使用寿命。

A Welding Method for Improving Surface Hardness of Welding Bead of Wear-resistant Steel Sheet Cover

The invention discloses a welding method for improving the surface hardness of weld bead of wear-resistant steel plate cover. Select HB360 HB450 high-strength wear-resistant steel plate with a thickness of 16 80mm, weld wire ER69 G and argon-rich mixed gas shielded arc welding with tensile strength Rm (>690MPa) for bottom welding and filling welding in groove of wear-resistant steel component, add wear-resistant alloy wire in groove of cover layer welding, and then weld in groove of cover layer welding. Welding condition of welding joint is good. There is no welding defect at the joint of the cover layer and the filler layer. It is not necessary to replace the welding wire in the welding process, but only to add wear-resistant alloy wire to the welding seam of the welding cover layer. The manufacturing process is relatively simple. The process measures can not only ensure that the welded joints of wear-resistant steel components have good comprehensive mechanical properties, but also make the hardness of the weld bead of the cover layer reach HRC35 or above by adding wear-resistant alloy wires, so as to make the surface weld metal have high wear resistance, avoid the failure of wear-resistant steel components caused by the wear of the weld seam, and improve the service life of the products.

【技术实现步骤摘要】
一种提高耐磨钢板盖面焊道表面硬度的焊接方法
本专利技术属于钢铁材料焊接
，特别涉及一种提高耐磨钢板盖面焊道表面硬度的焊接方法。
技术介绍
近几年随着工程机械、煤矿机械等行业的飞速发展，使用寿命越来越成为影响现代设备生产效率的重要因素。而磨损作为材料主要破坏形式之一，尽管不像断裂和腐蚀两种形式那样引起钢结构工件灾难性的危害，却是煤矿开采、矿山设备、各种工程机械等构件的主要失效形式之一。通过钢铁材料的高性能化是直接减少钢材的消耗量及提高钢制装备使用寿命的重要途径之一。高强耐磨钢是以低合金高强钢为基础发展来的高强度、高硬度、高耐磨的钢种，屈服强度可达1000MPa、硬度300HB以上，具有良好的耐磨性能、可焊性和成形性，使用寿命比普通结构钢高数倍。采用耐磨钢的焊接结构，既可以增加产品耐磨性，提高产品寿命，还可以减轻自重，节约成本，充分利用钢材的优势性能。但耐磨钢中碳元素的含量达0.20％～0.30％，且又填加了Cr、Mo、B等可提高淬透性的元素，淬硬倾向较大，由于焊接是个快速加热、快速冷却的不平衡冶金过程，焊后极易产生淬硬的马氏体组织，为保证耐磨钢结构的安全使用性，避免焊接裂纹的产生，一般都是按照“低强匹配”原则选用50kg-70kg级焊接材料进行高强耐磨钢的焊接，由此带来的问题是焊缝金属的硬度仅为HRC20左右，远低于母材的硬度，在使用过程中发现某些接焊接构件的焊缝磨损情况较为严重，当受磨损后的焊缝有效尺寸少于设计焊缝尺寸的3/4时，焊缝的减薄使构件承载能力降低，会导致了焊缝开裂、最终造成整个设备失效，因此焊缝的磨损是影响耐磨钢构件质量及使用寿命的关键因素之一。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种提高耐磨钢板盖面焊道表面硬度的焊接方法。对硬度级别为HB360-HB450的低合金高强耐磨钢板采用抗拉强度Rm≥690MPa的ER69-G焊丝、富氩混合气体保护焊进行耐磨钢板焊缝坡口内打底焊及填充焊，盖面层焊缝焊接前在坡口内填加耐磨合金丝，然后再用ER69-G焊丝、富氩混合气体保护焊进行盖面层焊缝的焊接。此工艺措施操作简单、易行，既可保证高强耐磨钢板焊接接头具有良好的综合力学性能，盖面层焊缝金属通过填加耐磨合金丝提高硬度至HRC35以上，使表面焊缝金属具有较高的耐磨性能。采用该工艺措施可有效避免因焊缝的磨损造成耐磨钢构件失效，提高产品的使用寿命。本专利技术解决上述技术问题的技术方案是：一种提高耐磨钢板盖面焊道表面硬度的焊接方法，包括以下步骤：(1)选用耐磨钢板，与相同板厚的耐磨钢板组合对接；(2)采用V型坡口或X型坡口焊接，坡口角度为50°-60°；(3)打底焊接及填充焊接：采用富氩混合气体保护焊对耐磨钢板进行焊缝坡口内打底焊接及填充焊接；(4)盖面焊道焊接：打底焊接及填充焊接后在盖面焊道内填加并排排列的耐磨合金丝，然后再进行盖面焊道的焊接，直至焊缝填满为止。进一步，所述的提高耐磨钢板盖面层焊道表面硬度的焊接方法中耐磨钢板选用硬度级别为HB360-HB450的低合金高强耐磨钢板，钢板厚度为16-80mm。进一步，所述的提高耐磨钢板盖面层焊道表面硬度的焊接方法中气保焊丝选用Φ1.2mm抗拉强度Rm≥690MPa的焊丝ER69-G。进一步，所述的提高耐磨钢板盖面层焊道表面硬度的焊接方法中富氩混合气体选用80％Ar+20％CO2混合气体。更进一步，所述的提高耐磨钢板盖面焊道表面硬度的焊接方法中盖面焊道焊接时耐磨合金丝并排排列在盖面焊道内，耐磨合金丝距坡口面边部的距离为4-6mm，耐磨合金丝之间的间距为7-10mm；填加的耐磨合金丝的长度等长于焊缝的长度。更进一步，所述的提高耐磨钢板盖面焊道表面硬度的焊接方法中耐磨合金丝由碳钢外皮和合金粉末组成，合金粉末的组成以重量百分比Wt％计包括：高碳铬铁25-35％，钼铁13-18％，余量为Fe及不可避免的杂质；合金粉末粒度为60-80目；耐磨合金丝填充率为21～23％；碳钢外皮为厚度为0.4-0.6mm的H08A钢带。进一步，所述的提高耐磨钢板盖面焊道表面硬度的焊接方法中耐磨钢板板厚为40mm及以下时，焊前预热80℃-100℃，板厚大于40mm时，焊前预热100℃-130℃；焊接热输入量控制在8-36kJ/cm，连续焊接，焊后不需要进行热处理。进一步，所述的提高耐磨钢板盖面焊道表面硬度的焊接方法中打底焊道焊接电流220-260A，电弧电压24-28V，焊接速度5.5-6.5mm/s；填充及盖面焊道焊接电流260-320A，电弧电压28-34V，焊接速度3-5.5mm/s。进一步，所述的提高耐磨钢板盖面焊道表面硬度的焊接方法中焊接过程中层间温度控制在200℃以内，但不低于预热温度。与现有技术相比较，本专利技术具有如下优点：1、耐磨钢板焊接时，打底和填充焊缝均采用塑、韧性较好、强度适中的气保焊丝ER69-G，从而保证焊接接头的承载焊缝具有良好的综合力学性能；2、盖面焊缝通过填加耐磨合金丝来提高表面层焊缝的硬度，将焊缝硬度提高至HRC35以上，从而提高了耐磨钢板表层焊缝金属的耐磨性能。3、焊接过程中不需要更换焊丝，仅是在焊接盖面焊缝时填加耐磨合金丝，其焊接工艺相对比较简单。4、采用此工艺方案，焊缝外观成形良好，焊接接头熔合情况良好，盖面层焊缝与填充层焊缝结合处及熔合线处无焊接缺陷。附图说明图1为厚板组合16mm+16mm的焊接坡口及焊道排列、耐磨合金丝摆放位置示意图；图2为厚板组合80mm+80mm的焊接坡口及焊道排列、耐磨合金丝摆放位置示意图。具体实施方式实施例1(1)选用硬度级别为HB360级低合金高强耐磨钢板，与相同板厚的耐磨钢板组合对接。厚板组合为16mm+16mm，焊接坡口及焊道排列示、耐磨合金丝摆放位置如图1所示，试板尺寸为500mm×400mm×16mm。(2)坡口采用V型坡口，坡口角度为50°-60°，坡口间隙为0～2mm，钝边为0-0.5mm；(3)打底焊接及填充焊接：匹配Φ1.2mm、抗拉强度Rm≥690MPa的ER69-G气保焊丝，采用富氩混合气体(80％Ar+20％CO2混合气体)保护焊对耐磨钢板进行焊缝坡口内打底焊接及填充焊接；施焊前预热温度为80℃，预热范围不少于焊接坡口两侧各75mm范围内；打底焊道焊接电流220-240A，电弧电压24-25V，焊接速度5.5-6.5mm/s，焊接热输入量8-11kJ/cm；填充焊道焊接电流260-280A，电弧电压28-30V，焊接速度4-5.5mm/s，焊接热输入量13-21kJ/cm；(4)盖面焊道焊接：打底焊接及填充焊接后在盖面焊道内填加Φ2.5mm耐磨合金丝；其中，耐磨合金丝间距为7-10mm，距坡口面边部的距离为4-6mm，耐磨合金丝长度为500mm，与焊缝等长，填加数量为3根；耐磨合金丝由碳钢外皮和合金粉末组成，合金粉末的组成(重量百分比Wt％)为：高碳铬铁25-35％，钼铁13-18％，余量为Fe及不可避免的杂质；合金粉末粒度为60-80目；耐磨合金丝填充率为21～23％。碳钢外皮为厚度为0.4-0.6mm的H08A钢带；匹配Φ1.2mm、抗拉强度Rm≥690MPa的ER69-G气保焊丝，采用富氩混合气体(80％Ar+20％CO2混合气体)保护焊对耐磨钢板进行盖面焊道焊接，直至焊缝填满为止。盖面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高耐磨钢板盖面焊道表面硬度的焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)选用耐磨钢板，与相同板厚的耐磨钢板组合对接；(2)采用V型坡口或X型坡口焊接，坡口角度为50°‑60°；(3)打底焊接及填充焊接：采用富氩混合气体保护焊对耐磨钢板进行焊缝坡口内打底焊接及填充焊接；(4)盖面焊道焊接：打底焊接及填充焊接后在盖面焊道内填加并排排列的耐磨合金丝，然后再用气保焊丝进行盖面焊道的焊接，直至焊缝填满为止。

【技术特征摘要】
1.一种提高耐磨钢板盖面焊道表面硬度的焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)选用耐磨钢板，与相同板厚的耐磨钢板组合对接；(2)采用V型坡口或X型坡口焊接，坡口角度为50°-60°；(3)打底焊接及填充焊接：采用富氩混合气体保护焊对耐磨钢板进行焊缝坡口内打底焊接及填充焊接；(4)盖面焊道焊接：打底焊接及填充焊接后在盖面焊道内填加并排排列的耐磨合金丝，然后再用气保焊丝进行盖面焊道的焊接，直至焊缝填满为止。2.根据权利要求1所述的提高耐磨钢板盖面层焊道表面硬度的焊接方法，其特征在于：所述的耐磨钢板选用硬度级别为HB360-HB450的低合金高强耐磨钢板，钢板厚度为16-80mm。3.根据权利要求1所述的提高耐磨钢板盖面层焊道表面硬度的焊接方法，其特征在于：所述的气保焊丝选用Φ1.2mm抗拉强度Rm≥690MPa的焊丝ER69-G。4.根据权利要求1所述的提高耐磨钢板盖面层焊道表面硬度的焊接方法，其特征在于：所述的富氩混合气体选用80％Ar+20％CO2混合气体。5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的提高耐磨钢板盖面焊道表面硬度的焊接方法，其特征在于：所述的盖面焊道焊接时耐磨合金丝并排排列在盖面焊道内，耐磨合金丝距坡口面边部的距离为4-6mm，耐磨合...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽，镇凡，田猛，唐家龙，
申请(专利权)人：江苏省沙钢钢铁研究院有限公司，张家港宏昌钢板有限公司，江苏沙钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32