焊條的堆焊工藝性能
本焊條采用價廉易購的H08A低碳鋼為焊芯,藥皮在鈦鈣藥皮的基礎(chǔ)上加以改進(jìn),保留了鈦鈣型藥皮電弧燃燒穩(wěn)定、脫渣容易、飛測小、成型美觀、交直流兩用等特點,同時藥皮中的合金劑在電弧攪拌作用上迅速向熔滴中過渡合金元素,熔滴在重力和表面張力的作用下迅速過渡到工件上。由于堆焊層與母材是通過熔焊過渡,屬冶金結(jié)合,具有抗強(qiáng)沖擊性能。
焊條堆焊電流與普通鈦鈣型結(jié)構(gòu)鋼焊條相當(dāng)或稍大一些,φ4mm焊芯的耐磨焊條堆焊電流在140-160A之間。當(dāng)堆焊電流偏低時,焊條熔化速率降低,碳及合金元素并未充分熔入堆焊層中,而是以熔渣的形成損失掉,合金碳化物含量下降,造成堆焊層硬度偏低,耐磨性下降;當(dāng)堆焊電流偏大時,熔池溫度也隨之升高,碳及合金元素?zé)龘p較多.合金碳化物含量減少,堆焊層硬度和耐磨性下降,大電流還會使熔池溫度上升,易促進(jìn)粗晶的形成,這也是應(yīng)該避免的。選擇堆焊電流150A時,碳及合金元素能充分保留在堆焊層中,形成一定量的合金碳化物硬質(zhì)相,堆焊層的硬度和耐磨性得到提高。
此種焊條由于沒有螢石之類增加熔深的礦石粉(從焊道斷面觀察,溶深很小)單層堆焊和多層堆焊硬度差不多,。所以,單層堆焊受母材稀釋的程度極小,有利于減少對破碎機(jī)錘頭的堆焊次數(shù),提高工作效率。以下試驗均采用φ4mm焊芯的堆焊焊條,焊接電流為150A,直流焊機(jī)單層堆焊。
堆焊合金的組織與性能試驗
1.堆焊層焊態(tài)組織
堆焊組織是決定焊層耐磨性的主要因素,本文研究的堆焊焊條藥皮中含有較多的合金元素和適量的碳,而使堆焊層碳化物含量較多。
堆焊層與母材結(jié)合部呈互熔擴(kuò)散狀態(tài)(如圖2),使堆焊層與母材牢固地結(jié)合在一起,我們采用16磅大錘,從2m高的落差多次錘擊堆焊層試塊,均未發(fā)現(xiàn)堆焊層與母材脫落現(xiàn)象。
在沖擊載荷作用下,這種互熔組織的存在是極為有利的,它可以保證堆焊與母材的結(jié)合強(qiáng)度,工業(yè)試驗已證明了這一點。
2.MM-200磨損試驗機(jī)
試驗中,上試樣固定不動,下試樣(滾輪)旋轉(zhuǎn),將磨料帶入磨損實驗表面。
上試樣是將堆焊焊條堆焊在10 mm厚的45鋼板上,切成10mm×10mm×12mm的方塊,表面磨光(Ra0.8)。標(biāo)準(zhǔn)試樣為45鋼退火態(tài)。下試樣為Gx-Gr15鋼(HRC58 61),表面粗糙度R.0.8,尺寸為φ44x9.8mm,轉(zhuǎn)速180r /min。磨料采用60100目石英砂,硬度HV9001 100,磨料流量1820g/min。實驗施加載荷294N,試驗時間2h,測定失重量,相對耐磨性:標(biāo)準(zhǔn)試樣磨損量/試樣磨損量,結(jié)果見表1。
3.X一射線衍射儀測試
為研究堆焊合金的組織,對試樣進(jìn)行X一射線物相分析,其結(jié)果見圖3。
4.堆焊合金硬度
堆焊電流為150A,堆焊層為一層,堆焊合金的宏觀硬度平均為HRC63.2,基體顯微硬度平均值為HV839。碳化物的顯微硬度平均值為HVI 293。
工業(yè)實驗結(jié)果
在45鋼錘頭表面堆上1層厚3mm左右的耐磨合金。焊機(jī)為交流焊機(jī),堆焊電流為150A,共堆焊3套錘頭。經(jīng)現(xiàn)場工業(yè)實驗,使用壽命平均達(dá)27d,比原來使用壽命(原來為3d)提高8倍。
原破碎機(jī)錘頭為45鋼,屬普通中碳鋼,耐強(qiáng)磨粒磨損性很差。經(jīng)高合金耐磨堆焊的錘頭,由于堆焊層較厚,高硬度的碳化物在堆焊層組織中形成骨架,強(qiáng)烈地抵抗磨粒的切削作用。而且堆焊層與45鋼之間屬冶金結(jié)合牢固,不易剝落,從而提高了錘頭的抗磨損能力。
結(jié)語
1.新研制的EDTCrWV-OO型堆焊焊條堆焊工藝簡單,適合破碎機(jī)現(xiàn)場堆焊要求。
2.破碎機(jī)錘頭堆焊合金的組織為馬氏體+碳化物+殘余奧氏體。
3.堆焊層與母材呈互溶擴(kuò)散狀態(tài),有利于抗強(qiáng)沖擊磨粒磨損。
4.新型耐磨堆焊合金的堆焊錘頭耐磨性好,是采用45鋼的錘頭使用壽命的8倍,不僅降低了錘頭消耗成本,而且提高了工作效率。
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