等离子弧焊接工艺应用于高强度耐磨板!

  高强度耐磨板是专门应用于矿山机械、工程建筑机械、水泥设备以及冶金电力等行业的耐磨板材,目前多为国外进口,比如JFE耐磨板。由于Ni的含量较高,耐磨板在焊接过程中热裂纹倾向明显,且容易出现晶间腐蚀、焊后脆化等问题。所以,在焊接工艺上要求严格控制热输入,减少合金元素的烧损和HAZ宽度。为了提高焊缝的抗晶间腐蚀能力并减少裂纹产生倾向;加快焊后冷却速度,防止焊缝产生硬化。

  等离子弧焊是利用等离子弧作为热源的焊接方法。气体由电弧加热产生离解,在高速通过水冷喷嘴时受到压缩,增大能量密度和离解度,形成等离子弧。它的稳定性、发热量和温度都高于一般电弧,因而具有较大的熔透力和焊接速度。由于等离子弧焊电弧能量集中,焊接速度快,热影响区窄,且电弧稳定性强,故焊接高强度耐磨板效果良好。

  为防止焊接缺陷的产生,需要严格控制焊接材料中S、P、C等有害杂质的含量,选取含有微量Mo等细化晶粒元素以及Nb、Ti等稳定化元素的焊接材料。该所选用ERNiCrMo-3焊材,其化学成分为:C0.03%;Mn0.3%;Cr22.0%;Ni61.6%;Mo8.70%;Si0.40%;Cu0.03%;P0.01%;3.0%Fe。母材的化学成分为:C0.012%;Mn1.48%;Cr19.33%;Ni33.21%;Mo2.25%;Si0.27%;Cu3.29%;P0.02%;39.11%Fe。

  焊前用铣刀磨头和丙酮清除焊接坡口及两侧50mm范围内的一切污物。焊件平位对接,间距2mm。焊接时采用较小的焊接线能量和较快的冷却速度,熄弧时填满弧坑,防止产生弧坑裂纹。在施焊过程中,填充焊丝加热端必须始终用气体保护,焊缝正面一定要焊满,余高不大于1mm,反面用铣刀磨头清根,经渗透检测无缺陷后方可进行反面焊接。焊后将焊缝磨平。外观检查表明,焊缝表面平整,焊缝成形均匀、致密、平滑地向母材过渡,焊缝无裂纹、气孔、夹渣、氧化、未熔合、咬边、弧坑等缺陷,焊接接头成形良好。对焊接接头进行100%的渗透检测和射线检测,一次合格率为100%。

  对耐磨板焊接结果进行的拉伸和冷弯试验结果表明,拉伸试样从焊缝处韧性断裂,抗拉强度达到要求;弯曲试验中无论面弯还是背弯,受拉面无任何缺陷。对焊缝及热影响区进行显微硬度测定,表明没有产生硬化现象。对焊接试样进行晶间腐蚀试验,在微沸的硫酸-硫酸铜溶液中煮16小时后弯曲180°,在弯曲外表面未产生裂纹,腐蚀试验后未发现晶间腐蚀现象。另将试样放在氯化高铁、盐酸和水溶液中浸蚀,利用金相显微镜和图像分析系统检测焊缝及热影响区的金相组织,可以看到,焊缝区组织为奥氏体+颗粒状析出物,未观察到δ-铁素体。热影响区宽度约为1.4mm。

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