超高錳鋼焊接工藝論文

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1斷裂現象觀察

焊縫斷裂的位置都在沿機架座側的熔合處，每塊襯板的焊縫斷裂面上均出現有多處整體斷裂前的舊斷裂面和新斷裂面上有不同程度的點狀夾雜物。這與原焊接時的工藝、措施、焊接材料和焊接應力有關。

2焊接性分析

主機架座超高錳鋼是經水韌處理后得到純奧氏體組織，材料具有良好的韌性和綜合性能。當超高錳鋼加熱到300℃以上時，原溶解到奧氏體金屬中的碳就會從奧氏體晶粒內向晶界析出，并聚集在晶界形成碳化物，破壞了奧氏體組織的完整性；晶界碳化物的聚集會使超高錳鋼脆化，力學性能大幅度下降，還可導致超高錳鋼熱影響區產生裂紋。所以焊接時，需采取冷焊工藝，控制熱輸入量等，使超高錳鋼基體在焊接過程中保持較低溫度，減少基體在300℃以上停留時間。超高錳鋼的線膨脹系數為純鐵的1.5倍，是碳素鋼的2倍。體積收縮率和線收縮率較大，焊接過程中容易出現應力和裂紋。焊接時應減少熱輸入量和采取降低應力等措施。ZCuAl9Mn2鋁青銅焊接時的主要問題是鋁的氧化，生成致密而難熔的AlO薄膜覆蓋在熔滴23和熔池的表面，易在焊縫中產生夾渣、氣孔和未熔合等缺陷。因此，焊前應清除表面氧化物，焊接過程中宜快速冷卻，降低在較高溫度的停留時間，防止鋁的氧化。因鋁青銅的熱導率λ=64w（m•k）比純銅和黃銅低，并且有較窄的結晶區間，焊接時可以不采取預熱措施。超高錳鋼與鋁青銅焊接時，如選擇鋁青銅焊接材料，液態銅對近縫區鋼的晶界有較強的滲透作用，在拉應力作用下單相奧氏體的超高錳鋼容易產生滲透裂紋。防止措施：選擇合適的焊接材料或堆焊過渡層等。

3焊接材料的選擇

鋁青銅焊接時，相匹配的焊條是T237。但它與超高錳鋼在一起焊接時，在超高錳鋼側的近縫區有產生滲透裂紋的傾向，不能直接使用焊接。因Ni與Cu能無限互溶，可排除Cu的有害作用，當Ni的質量分數高于16%時的焊縫在碳鋼上不會產生滲透裂紋。所以，選擇鎳銅焊條Ni207進行過渡層堆焊，可有效地避免滲透裂紋產生。

4焊前準備

將機架座和襯板上原焊接處的殘留焊肉、熔合部分及周圍30mm范圍內表面的氧化膜清除干凈，并露出金屬光澤。焊條按規定進行烘干，并放在100℃的保溫筒內隨用隨取。準備一臺直流焊接電源和一把帶圓頭的小錘（重0.5kg，圓頭直徑R5mm）。

5焊接工藝及措施

襯板與機架座間連接的角焊縫位置。角焊縫均采取多層多道焊，先焊過渡層1~4道后，再焊接5~10道。采取直流反接、小電流、短弧焊，在熔合良好的情況下盡量提高焊接速度，以控制熱輸入量。焊接工藝參數見附表。焊道應分層、分段、對稱分散跳焊。每段焊道長度最長不得超過70mm，或是焊完一根焊條的1/4~1/3就滅弧澆水冷卻，使焊道及周圍的溫度不超過100℃。采用輕微直線往復運條，焊道寬度為焊條直徑的2~3倍，后一焊道應壓住前一焊道的1/3，以使焊層表面平展。每焊完一段澆水冷卻后，立即用帶有圓頭的小錘在焊道表面進行敲擊，達到布滿麻點為止，使焊縫產生部分塑性變形來抵消焊縫的部分收縮變形，消除焊縫部分應力。由于敲擊使破碎金屬延展，焊縫擴展，表面形成壓應力，可防止裂紋產生。焊接過程中要注意每道間的接頭處應錯開20mm左右，收弧時填滿弧坑；焊道與母材的結合部位應熔合良好，并與母材圓滑過渡。

作者:朱寧何耀飛單位:攀鋼集團公司焊工培訓中心