專利名稱：提高焊縫耐磨損性的焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高焊縫耐磨損性的焊接方法。
背景技術(shù)：
中部槽是煤炭井下綜采工作面刮板輸送機(jī)的關(guān)鍵部件，同時(shí)還兼具采煤機(jī)的行走 軌道和拉移液壓支架的功能。中部槽由高強(qiáng)度耐磨鋼板和特殊鑄鋼等材料制成的零件焊接 而成。目前大型的刮板輸送機(jī)的槽寬已達(dá)1. 2米，工作長(zhǎng)度350米，裝機(jī)功率3 X 1000千瓦， 輸送能力4000噸/小時(shí)。相配套使用的采煤機(jī)重量100余噸，液壓支架單架重30余噸。因 此要求中部槽不僅具備高的可靠性和耐磨性，適應(yīng)高產(chǎn)高效礦井使用要求。同時(shí)還必須具 備很高的綜合力學(xué)性能，滿足做為采煤機(jī)的行走軌道和拉移液壓支架的功能。為提高中部 槽的耐磨損性，延長(zhǎng)使用壽命，選用的高強(qiáng)度耐磨鋼板和特殊鑄鋼等材料的強(qiáng)度極限和硬 度分別達(dá)到了彡 1400MPa、425HB 和 1000MPa、380HB。母材的強(qiáng)度硬度提高了，焊接難度增大了，給焊縫設(shè)計(jì)提出了新的研究課題1、若 選用等強(qiáng)焊縫，則熔敷金屬的塑、韌性降低；在使用過程中極易造成焊縫疲勞開裂；2、若選 用低組配焊縫，雖然熔敷金屬具有高的塑、韌性，但強(qiáng)度、硬度相對(duì)要低，耐磨耗性能差；過 量磨損會(huì)減小焊縫截面積，產(chǎn)生應(yīng)力集中從而導(dǎo)致焊縫失效破壞，因過度磨損導(dǎo)致產(chǎn)品使 用壽命縮短，乃致焊縫開裂，產(chǎn)品失效的事故曾有發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種提高焊縫耐磨損性的焊接方法，能夠在確保焊縫具備優(yōu) 異的綜合力學(xué)性能的前提下，提高耐磨損性，實(shí)現(xiàn)焊縫與母材在相同工況條件下的磨損量 基本相同，提高中部槽產(chǎn)品的耐磨性，延長(zhǎng)使用壽命。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種提高焊縫耐磨損性的焊接方法，其特別之處在于，先焊接出占焊道總體積 70-80%的基礎(chǔ)焊道，然后在基礎(chǔ)焊道旁的焊接坡口內(nèi)平鋪一層耐磨合金填絲，再繼續(xù)焊接 出余下的蓋面層焊道即可。其中耐磨合金填絲用量為其體積占整個(gè)蓋面層焊道總體積的9-17%。其中耐磨合金填絲以重量計(jì)其成分為C 0. 4 0. 55%，Mn 0. 8 1. 1 %，Cr5. 5 6. 5%, Mo 1. 0 1. 5%，余量為 Fe。其中焊接蓋面層焊道時(shí)焊槍做橫向擺動(dòng)一次焊接成型從而確保耐磨合金填絲均 勻溶解在熔池中。其中焊接完成后立即將工件裝入加熱爐，爐溫設(shè)置為240°C，保溫60分鐘后，出爐 后空冷或覆蓋保溫材料緩慢冷卻至常溫即可。進(jìn)一步的，其中保溫材料為石棉被。采用本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下技術(shù)效果1、基礎(chǔ)焊道具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，可確保中部槽產(chǎn)品在使用中對(duì)焊縫的強(qiáng)度和塑、韌性能要求。2、蓋面層焊道在保證塑、韌性基礎(chǔ)上，提高了焊縫的耐磨損性能。3、可操作性強(qiáng)，無須更換焊接材料，利于現(xiàn)場(chǎng)操作和管理。4、通過改變添加的合金填絲的數(shù)量，可實(shí)現(xiàn)根據(jù)需要靈活的控制焊縫硬度的目 的，方法簡(jiǎn)單實(shí)用。


附圖1為發(fā)明中焊接方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明方法主要步驟如下1、根據(jù)常規(guī)工藝要求將待焊接工件加熱到一定的溫度 范圍，使用符合工藝要求的低合金鋼焊絲按確定的工藝規(guī)范焊接基礎(chǔ)焊道；2、焊至一定的 高度時(shí)，在焊接坡口內(nèi)添加適量的合金填絲后進(jìn)行蓋面層焊道的焊接，要求焊槍做橫向擺 動(dòng)一次焊接成型，確保合金填絲均勻溶解在熔池中；3、焊接完成后立即進(jìn)行后熱處理再覆 蓋保溫材料減緩冷卻速度。本發(fā)明中將原有焊道分為基礎(chǔ)焊道和蓋面層焊道兩部分，仍然使用原有低合金鋼 焊絲，采用MAG焊接工藝，選用具有優(yōu)異力學(xué)性能的低合金高強(qiáng)度焊接材料進(jìn)行打底和填 充焊接，通過在蓋面層焊道添加適量耐磨合金填絲的方法來調(diào)整焊縫熔敷金屬中合金元素 的種類和含量，從而有效提高了蓋面層焊道的硬度。實(shí)施例1先焊接出占焊道總體積75%的基礎(chǔ)焊道，然后在基礎(chǔ)焊道旁的焊接坡口內(nèi)平鋪一 層耐磨合金填絲(填絲長(zhǎng)度與焊道相同，填絲6mm)，耐磨合金填絲以重量計(jì)其成分為C 0. 5%,Mn 1.0%, Cr 6.0%, Mo 1. 2%，余量為Fe，該耐磨合金填絲用量為其體積占整個(gè)蓋 面層焊道總體積的15%，然后再繼續(xù)焊接出余下的蓋面層焊道，焊接蓋面層焊道時(shí)焊槍做 橫向擺動(dòng)一次焊接成型從而確保耐磨合金填絲均勻溶解在熔池中。焊接完成后立即將工件裝入加熱爐，爐溫設(shè)置為240°C，保溫60分鐘后，出爐后空 冷至常溫即可。實(shí)施例2先焊接出占焊道總體積70%的基礎(chǔ)焊道，然后在基礎(chǔ)焊道旁的焊接坡口內(nèi)平鋪一 層耐磨合金填絲(填絲長(zhǎng)度與焊道相同，填絲6mm)，耐磨合金填絲以重量計(jì)其成分為C 0.4%,Mn 0.8%, Cr 5.5%，Mo 1. 0%，余量為Fe，該耐磨合金填絲用量為其體積占整個(gè)蓋 面層焊道總體積的9%，然后再繼續(xù)焊接出余下的蓋面層焊道，焊接蓋面層焊道時(shí)焊槍做橫 向擺動(dòng)一次焊接成型從而確保耐磨合金填絲均勻溶解在熔池中。焊接完成后立即將工件裝入加熱爐，爐溫設(shè)置為220°C，保溫70分鐘后，出爐后覆 蓋石棉被緩慢冷卻至常溫即可。實(shí)施例3先焊接出占焊道總體積80%的基礎(chǔ)焊道，然后在基礎(chǔ)焊道旁的焊接坡口內(nèi)平鋪一 層耐磨合金填絲(填絲長(zhǎng)度與焊道相同，填絲6mm)，耐磨合金填絲以重量計(jì)其成分為C 0. 55%,Mn 1. l%,Cr 6. 5%,Mo 1. 5%，余量為Fe，該耐磨合金填絲用量為其體積占整個(gè)蓋面層焊道總體積的17%，然后再繼續(xù)焊接出余下的蓋面層焊道，焊接蓋面層焊道時(shí)焊槍做 橫向擺動(dòng)一次焊接成型從而確保耐磨合金填絲均勻溶解在熔池中。焊接完成后立即將工件裝入加熱爐，爐溫設(shè)置為250°C，保溫50分鐘后，出爐后空 冷或覆蓋石棉被緩慢冷卻至常溫即可。本發(fā)明的技術(shù)效果檢測(cè)如下1、試驗(yàn)條件原有技術(shù)采用低合金鋼焊絲組一和組二(均采用實(shí)施例2方法)采用低合金鋼焊絲+合金填絲(直徑為 小 1. 6mm)采用洛氏打硬機(jī)在室溫條件下檢測(cè)2、硬度(合金填絲溶解)均勻性檢測(cè)(HRC)組一和組二(均采用實(shí)施例2方法)兩組檢測(cè)試樣，添加的合金填絲數(shù)量不同，得 到了不同的硬度；但各自的硬度范圍區(qū)間誤差值很小，表明硬度均勻。3、焊接接頭的力學(xué)性能檢驗(yàn)對(duì)比
RM (N/mm2)A5 (%)akv(J/cm2) (焊縫區(qū)、室溫)硬度(HRC) (蓋面層焊道)未添加合金填絲的 焊縫(原有技術(shù))764. 321.417316 17.5添加合金填絲的焊828、 82810、12125.0、112.733 35縫(組一)82811118.8533.6添加合金填絲的焊866.2、87910.6、890.7、100.536 39.5縫(組二)872.69.395.637.6組一和組二均采用實(shí)施例2方法。如上表所示，在一定的硬度范圍內(nèi)，焊接接頭具有較高的強(qiáng)度和塑、韌性。4、蓋面層焊道的金相檢驗(yàn)
權(quán)利要求
一種提高焊縫耐磨損性的焊接方法，其特征在于先焊接出占焊道總體積70 80％的基礎(chǔ)焊道，然后在基礎(chǔ)焊道旁的焊接坡口內(nèi)平鋪一層耐磨合金填絲，再繼續(xù)焊接出余下的蓋面層焊道即可。
2.如權(quán)利要求1所述的提高焊縫耐磨損性的焊接方法，其特征在于其中耐磨合金填 絲用量為其體積占整個(gè)蓋面層焊道總體積的9-17%。
3.如權(quán)利要求1所述的提高焊縫耐磨損性的焊接方法，其特征在于其中耐磨合金填 絲以重量計(jì)其成分為 C 0. 4 0. 55%,Mn 0. 8 1. 1 %,Cr5. 5 6. 5%,Mo 1. 0 1. 5%， 余量為Fe。
4.如權(quán)利要求1所述的提高焊縫耐磨損性的焊接方法，其特征在于其中焊接蓋面層 焊道時(shí)焊槍做橫向擺動(dòng)一次焊接成型從而確保耐磨合金填絲均勻溶解在熔池中。
5.如權(quán)利要求1所述的提高焊縫耐磨損性的焊接方法，其特征在于其中焊接完成后 立即將工件裝入加熱爐，爐溫設(shè)置為220-250°C，保溫50-70分鐘后，出爐后空冷或覆蓋保 溫材料緩慢冷卻至常溫即可。
6.如權(quán)利要求5所述的提高焊縫耐磨損性的焊接方法，其特征在于其中保溫材料為 石棉被。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高焊縫耐磨損性的焊接方法，其特點(diǎn)是，先焊接出占焊道總體積70-80％的基礎(chǔ)焊道，然后在基礎(chǔ)焊道旁的焊接坡口內(nèi)平鋪一層耐磨合金填絲，再繼續(xù)焊接出余下的蓋面層焊道即可。采用本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下技術(shù)效果1、基礎(chǔ)焊道具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，可確保中部槽產(chǎn)品在使用中對(duì)焊縫的強(qiáng)度和塑、韌性能要求。2、蓋面層焊道在保證塑、韌性基礎(chǔ)上，提高了焊縫的耐磨損性能。3、可操作性強(qiáng)，無須更換焊接材料，利于現(xiàn)場(chǎng)操作和管理。4、通過改變添加的合金填絲的數(shù)量，可實(shí)現(xiàn)根據(jù)需要靈活的控制焊縫硬度的目的，方法簡(jiǎn)單實(shí)用。
文檔編號(hào)B23K35/30GK101947697SQ20101025547
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者吳作斌, 李慶平, 董曼淑 申請(qǐng)人:寧夏天地奔牛實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司