[发明专利]一种提高耐磨钢板盖面焊道表面硬度的焊接方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于钢铁材料焊接技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

针对上述问题，本发明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。

本发明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。