一种低合金耐磨钢的焊接方法及其焊接接头技术

本发明专利技术公开一种低合金耐磨钢的焊接方法，包括如下步骤：首先对需要焊接的耐磨钢加工焊接坡口，对焊接坡口及焊接坡口两侧的耐磨钢进行预热；然后在打底焊及填充焊采用双细丝埋弧焊方法进行焊接；最后在盖面焊采用冷丝填充双细丝埋弧焊的方法进行焊接。本发明专利技术还公开上述焊接方法得到的焊接接头。本发明专利技术焊接方法中，打底及填充焊采用双细丝埋弧焊，盖面采用冷丝填充双细丝埋弧焊，在确保焊缝综合力学性能的前提下，提高耐磨损性，且焊接效率比现有成熟焊接技术提高2

【技术实现步骤摘要】
一种低合金耐磨钢的焊接方法及其焊接接头


[0001]本专利技术涉及金属焊接领域，具体涉及一种低合金耐磨钢的焊接方法及其焊接接头。

技术介绍

[0002]耐磨钢是在工程上应用比较广泛的一种特殊材料，主要用于工况条件恶劣的采矿、建筑、水泥生产、港口、电力以及冶金等机械产品上，尤其在高端装备制造领域，使用综合性能良好的耐磨钢可以减少磨损带来的损失，提高设备能力和效率，延长设备使用寿命。焊接是耐磨钢构件(或零件)生产中重要的加工手段之一，现有成熟的焊接工艺方法，主要有焊条电弧焊、气体保护焊等，但是这些成熟工艺焊接效率较低，且焊缝金属的硬度远低于耐磨钢基材的硬度，耐磨钢焊接部件使用过程中极易由于焊缝金属磨损致使产品使用寿命缩短，乃致焊缝开裂，产品失效的事故曾有发生。
[0003]中国专利文献CN101947697A、CN109158739A中，通过在焊接坡口内平铺耐磨合金丝来提高焊缝金属的硬度，提高焊缝的耐磨损性；但是其焊接效率较低，且在焊接过程中还需要在焊接坡口内铺设耐磨合金丝，铺设的耐磨合金丝在焊接过程中会发生偏移，导致焊缝金属硬度不均匀的问题产生，同时增加了辅助工作时间，减缓了焊接生产节奏，增加了焊接成本。中国专利文献CN104227180A公开的NM400耐磨钢的焊接方法，采用A407不锈钢焊条做打底焊缝后，使用ER50
‑
6焊丝配合CO2气体保护焊进行多层多道焊，距离母材表面2
‑
3层焊缝高度时选用A407焊条焊接一层过渡层，最后用D212焊条进行盖面，提高焊缝表面耐磨性，同时改善了NM400耐磨钢焊接接头的韧性，达到了接头强度、韧性、耐磨性的一体化；但是表面采用D212堆焊焊条进行焊条，表面焊缝金属极易产生焊接裂纹，且其采用了两种焊接方法、三种焊接材料，且焊接过程中要进行350℃～400℃高温预热，并要求恒温，工艺措施复杂，焊接生产效率低，不能适应行业大范围推广及应用。专利CN102049597A、CN102632320A、CN105149746A、CN109986230A、CN113182648A选用低强匹配气保焊丝来保证接头的强度及韧性，选用低强匹配气保焊丝来保证接头的强度及韧性，但其焊缝金属硬度相对要低、耐磨性差，在使用过程中易产生焊缝金属的磨损而导致焊缝失效破坏。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于现有技术焊接效率不高，焊缝处金属硬度低、耐磨性差的问题，从而提供一种能够提高耐磨钢焊缝抗磨损性能的高效焊接方法，此外，本专利技术还提供一种具有强度、韧性、耐磨性，焊缝成型良好的低合金耐磨钢焊接接头。
[0005]为此，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术提供一种低合金耐磨钢的焊接方法，包括如下步骤：
[0007]S1：对需要焊接的低合金耐磨钢加工焊接坡口；
[0008]S2：对焊接坡口及焊接坡口两侧的耐磨钢进行预热；
[0009]S3：打底焊及填充焊采用双细丝埋弧焊方法进行焊接；
[0010]S4：盖面焊采用冷丝填充双细丝埋弧焊的方法进行焊接。
[0011]进一步地，步骤S1中，所述焊接坡口为V形或X形。
[0012]步骤S2中，所述预热温度为80
‑
100℃。
[0013]步骤S3中，采用双细丝埋弧焊方时，使用的埋弧焊丝为直径为Ф1.6mm的H08Mn2E，埋弧焊剂为SJ101，焊接电流为480
‑
710A，电弧电压为29
‑
35V，焊接速度为350
‑
750mm/min，层间温度为80
‑
180℃。
[0014]步骤S4中，所述冷丝填充双细丝埋弧焊的方法为，将冷丝作为填充焊丝，利用熔池热将其熔化并实现熔敷过程；所述冷丝采用直径为1.6mm的合金焊丝，使用的埋弧焊丝为直径为Ф1.6mm的H08Mn2E，埋弧焊剂为SJ101，焊接电流为640
‑
710A，电弧电压为32
‑
35V，焊接速度为420
‑
480mm/min，层间温度为100
‑
180℃。
[0015]优选地，所述合金焊丝为低碳Cr
‑
Mo
‑
Ni
‑
W合金，包括如下质量百分比的元素：
[0016]C：0.11
‑
0.16％、Si：0.35
‑
0.79％、Mn：1.4
‑
1.8％、Cr：5.0
‑
8.0％、Mo：1.6
‑
2.8％、Ni：2.0
‑
2.9％、V：0.2～0.4％、W：0.02～0.04、P≤0.01％、S≤0.01％，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0017]步骤S2前还包括打磨，所述打磨为对焊接坡口及两侧50mm范围内的耐磨钢体进行处理，露出金属光泽。
[0018]本专利技术还提供一种低合金耐磨钢的焊接接头，经过上述焊接方法焊接而成。
[0019]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0020]1、本专利技术焊接方法中，打底及填充焊道采用双细丝埋弧焊，盖面焊缝采用冷丝填充双细丝埋弧焊，使得本专利技术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，提高耐磨钢焊缝金属的耐磨损性，且焊接效率比现有成熟焊接技术提高2
‑
3倍，同时实现焊缝与母材在相同工况条件下的磨损量基本相同，延长使用寿命。
[0021]2、本专利技术焊接方法中，耐磨钢打底及填充焊时采用低强匹配的埋弧焊丝及焊剂组合，一方面降低了耐磨钢焊接前的预热温度，同时焊接接头具有良好的塑韧性；盖面焊缝采用冷丝填充双细丝埋弧焊工艺，通过合理匹配合金焊丝及焊接工艺，焊后的焊缝金属得到马氏体、少量铁素体及一定比例的残余奥氏体的复合组织，可有效阻止裂纹的产生及扩展，较好的解决了高硬度、高耐磨性与焊接冷裂纹的矛盾，同时特别设计的合金丝来提高耐磨钢焊接接头表层焊缝金属的硬度，显著提高焊缝金属的耐磨损性能。
[0022]3、本专利技术得到的耐磨钢焊接接头，焊缝成形良好，各层焊接金属及与基体金属结合处熔合良好，无裂纹、夹渣、气孔、未熔合等焊接缺陷，具有高强度、高性能、耐磨性良好的特点，使用寿命长。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术实施例1得到的焊接接头结构示意图；
[0025]图2为本专利技术实施例2得到的焊接接头结构示意图。
[0026]附图标记：
[0027]1‑
耐磨钢；2
‑
打底焊道；3
‑
填充焊道；4
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低合金耐磨钢的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：对需要焊接的低合金耐磨钢加工焊接坡口；S2：对焊接坡口及焊接坡口两侧的耐磨钢进行预热；S3：打底焊及填充焊采用双细丝埋弧焊方法进行焊接；S4：盖面焊采用冷丝填充双细丝埋弧焊方法进行焊接。2.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，步骤S1中，所述焊接坡口为V形或X形。3.根据权利要求1或2所述的焊接方法，其特征在于，步骤S2中，所述预热温度为80
‑
100℃。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的焊接方法，其特征在于，步骤S3中，采用双细丝埋弧焊时，焊接电流为480
‑
710A，电弧电压为29
‑
35V，焊接速度为350
‑
750mm/min，层间温度为80
‑
180℃。5.根据权利要求1
‑
4所述的焊接方法，其特征在于，步骤S4中，所述冷丝填充双细丝埋弧焊的方法为，将冷丝作为填充焊丝，利用熔池热将其熔化并实现熔敷过程；所述冷丝采用直径为1.6mm的合金焊丝，焊接电流为640
‑
710A，电弧电压为32

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽，曲锦波，田猛，韩丽梅，
申请(专利权)人：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：