淺談康斯迪結構中Hardox400耐磨板的焊接工藝

郝密彩 郭青波 李良恩

（1.天津國際現代設備有限公司 中國 天津 300459；2.河北興發專用汽車制造有限公司河北 石家莊 050000；3.通標標準技術服務有限公司 中國 天津 300000）

1 Hardox400 耐磨板

Hardox400 耐磨板是瑞典奧克隆德鋼鐵公司研究開發的高強度耐磨板，集高強度、高硬度、高韌性和可焊性于一身，其硬度值達布氏硬度370～430HB，耐磨性能非常好，是通過高壓水噴淋淬火加回火的調質方式取得的，廣泛應用于破碎機、挖掘抓斗、裝載機、刮板輸送機等，磨損嚴重的機械產品。

就我單位生產的產品中Hardox400 耐磨板主要是應用在康斯迪系統（consteel）連續送料裝置中，其中就以給國內江蘇省某鋼廠生產的康斯迪連續送料裝置為例來簡單論述耐磨板Hardox400 的焊接工藝。

不同厚度Hardox400 鋼板的碳當量，決定了其焊接性能。碳當量W（Ceq）值愈高，鋼板淬硬傾向愈大，冷裂紋敏感性也愈高。 研究表明，當W（Ceq）＞0.45%～0.58%,焊接就容易產生冷裂紋。 因此，為避免產生焊接裂紋，應進行焊前預熱及焊后保溫技術處理。

2 Hardox400 耐磨板的焊接方法、 材料及焊前準備

2.1 焊接方法和材料

焊接方法采用實芯焊絲氣體保護焊，焊接氣體采用的是液化空氣（天津）有限公司生產的氣體Ar+CO2=80%+20%。 焊接材料采用國產天津金橋焊絲集團有限公司生產的氣體保護焊實芯焊絲牌號JQ.MQ50-6， 型號ER50-6， 直徑1.2mm,執行的GB/T8110-1995 標準。 這種實芯焊絲不僅焊接成本低，而且生產效率高，耗電少，操作容易，可進行全位置焊接，焊縫含氫量很低，含氮量較少，抗裂性好，焊接后變形小，抗母材表面氧化皮、油污能力強，氣孔敏感性小。

2.2 坡口的加工制作

Hardox400 耐磨鋼板中側板厚度為15mm， 底板厚度為30mm，按圖紙要求打好坡口。 如圖1 所示。

圖1

由于坡口要求較高，最好采用機械加工。 焊前應將對接鋼板接觸面及坡口兩側100mm 范圍內的氧化皮、 油污及鐵銹打磨清理干凈。

3 焊接工藝

1）焊前預熱

一般而言， 焊接冷裂紋形成的主要因素有材料化學成分、焊縫金屬擴散氫含量和結構拘束度等方面。 日本的伊藤等人采用Y 型坡口試驗幾百個鋼種，得出預熱溫度的數學計算公式：To=1440Pc-392，Pc 為材料焊接裂紋敏感系數，對Hardox400 而言，其Pc 值是0.4，故To=1440*0.4-392=195℃，即Hardox400 理論預熱溫度為195℃。 但考慮實際操作和周圍空氣的散熱的影響，理論上是195℃，而操作時工件的預熱溫度為150～180℃。 而后經探傷檢驗此溫度值也較為合理。

一般加熱用氧炔焰局部加熱，測溫用測溫槍測量，以保證預熱溫度達到要求。 測溫位置為距焊縫約75mm 區域。

2）焊接參數

根據現場多次試驗，得出較為理想的參數（見表1）。

表1 焊接參數

3）施焊

（1）用氧炔焰對焊縫及其附近進行測溫，并用測溫槍進行測溫。 預熱溫度達到要求后即進行連續焊接，中途不能停止，以保證層間溫度大于預熱溫度。

（2）控制焊接變形。 采用對稱多層多道的焊接的方法，以防止變形。 采用多道工裝拉筋并有足夠的強度來保證控制焊接變形。

（3）焊后保溫。 工件焊好后，應用氧炔焰加熱15 分鐘，并立即保溫，用硅酸鋁棉板保溫至焊縫完全冷卻。 也可以用石灰粉來保溫以降低生產成本。 嚴謹空冷及放置于空氣濕度較大的環境中冷卻。 焊接完成后24 小時后，拆除工裝。

（4）焊接完成。 焊接完成一面時，反面碳弧氣刨清根再焊接，焊接完成后打磨干凈并磨平，滿足圖紙要求。如圖2 所示。

4）焊接裂紋的控制及缺陷修補

除了保證預熱溫度外，還應盡量避免深而窄的焊縫，同時，采用收弧板，將弧坑引至焊件外面，不影響焊件。

圖2

每層（道）焊后要徹底清理檢查，發現任何缺陷都應及時采用角向砂輪機清除，進行補焊，補焊時注意還要采用上述的預熱措施。

4 結束語

工件焊接完成后24 小時拆除工裝支撐等， 經超聲波檢驗，符合客戶和圖紙的技術要求。 嚴格按照工藝參數進行施工，認真做每一步的焊接，就一定能滿足Hardox400 的焊接要求，保證焊接質量。

［1］斯重遙.焊接手冊[M].北京：機械工業出版社，1992（2）.

［2］吳世初.金屬可焊性試驗方法[M].上海：上海科技文獻出版社,1982.

［3］陳華輝，邢建衛，李衛.耐磨材料應用手冊[M].機械工業出版社，2006.