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堆焊耐磨板堆焊工艺过程及使用要求

2018-10-25

1、工艺参数选择

根据堆焊层工作条件,首先是硬度的要求,同时参考母材板厚、堆焊高度及堆焊效率来选择工艺参数。经过反复试验,确定了采用明弧堆焊焊丝在不同板厚和不同焊层厚度的最佳工艺参数,如在8mm的Q235钢板上堆焊4mm时,其最佳工艺参数如下:焊丝直径2.8mm,焊接电流300A,焊接电压30V,焊接速度120mm/min,焊枪摆幅40mm;焊丝直径3.2mm,焊接电流320A,焊接电压32V,焊接速度12mm/min,焊枪摆幅40mm。由于焊机(或焊丝直径)的不同,基材及堆焊层厚度的不同,其最佳焊接参数和规范也会有较大的差异。

2、堆焊工艺方法

在堆焊前先将明弧堆焊焊丝穿过送丝轮和导电嘴,焊枪接电源正极,基材接电源负极,通电后焊丝先与基材之间形成电弧,随焊枪摆动向前焊接,电弧开始在焊丝与基材之间产生,进人稳定焊接过程。

在堆焊过程中,焊枪的摆动宽度应大于焊丝直径的4倍以上,以避免摆动过宽造成焊道两侧熔深过大,摆宽过窄造成成形不良。堆焊过程中的易损件,如导电嘴、送丝轮应及时更换,否则会导致送丝不畅,而产生断弧。焊丝的干伸长度要适中,不能过长或过短(一般25mm)。过长会导致焊道不直,影响焊缝成形;过短会导致断弧,影响连续焊接和耐磨板的质量。

在实际的生产过程中,我们采用四头堆焊耐磨板工艺,同时用四台焊机堆焊。采用这种方法能大大提高生产效率,降低成本。如堆焊规格为1500mmx3500mm的Q235钢板,当选用2.8mm焊丝,堆焊4mm厚度时,大约只需要3.5h,一人操作即可完成整张板的焊接。同时焊接过程中采用压力水冷技术,既可提高冷却速度,也可提高耐磨板的硬度和耐磨性。

焊接速度的选择:从堆焊成形角度讲,焊接速度太小时,由于线能量过大熔化了较多的金属,使熔化金属向焊缝两边流淌,影响焊缝成形,同时容易造成边缘部分与基材间产生未融合的缺陷;焊接速度太大时,会使堆焊层中间下凹或者薄厚不均匀。通过多次试验,我们选择的焊速一般在10~15mm/s之间,随着焊接电流的增加,焊速也略有增加。此外,焊速还影响堆焊层厚度,焊速越快,堆焊层越薄。所以在实际堆焊时,应综合考虑多方面因素来选择焊速。

3、堆焊层焊接应力的释放

由于焊接热应力的作用,复合钢板的堆焊层表面分布着许多裂纹,这些裂纹可以起到释放焊接应力、减少母板变形的作用。堆焊层的裂纹应该是细小、分散、无序、不深人母板的、与焊道长度方向垂直的裂纹。这种裂纹是焊接过程中应力释放的结果,有助于提高复合耐磨板的韧性,防止耐磨层脱落。此外,高铬耐磨堆焊板的加工性能良好,其表面的细丝状应力释放裂纹,也可避免耐磨复合钢板在加工过程中发生脱落、剥离。

4、复合钢板的调平

堆焊后的复合钢板一般会出现较严重的变形,母板越薄,变形越严重。堆焊时,为防止母板变形,一般会在母板四周采用压板或压杠压紧。但在焊接热应力作用下,母板可产生平面方向的收缩位移。变形严重时,收缩位移量可达母板长度尺寸的5%一8%。当焊后松开压板时,复合钢板会产生翘曲变形。经过研究与试验,采用卷板机调平的方法可以调平复合耐磨板,将制备好的变形的耐磨板通过卷板机的作用,卷弧拉伸基板母材,母板的变形会逐步变小,最后消失,尺寸较大、变形较严重的钢板需多次拉伸才可调平。采用这种方法可使复合钢板的不平度不大于5mm/㎡,完全可以满足像衬板、溜槽、料斗、筛板等对平整度要求不是特别高的设备及零件的使用要求。

5、堆焊层硬度测试

选用Q235作为基板,焊丝采用相同的焊丝D95、相同的工艺,在不同厚度δ1的基板上,堆焊不同厚度δ2的堆焊层,进行大面积(大于4.5㎡)的堆焊试验,然后对每种规格堆焊板取样进行检测,其表面硬度的平均值。

耐磨板的表面硬度随着基板厚度的变化略有变化,主要是检测误差所致,但随着堆焊层厚度的增加,硬度增加较为显著;当堆焊层厚度大于4mm时,不管基板厚度如何,其表面硬度均大于57HRC,达到了耐磨板的设计要求,也满足产品对耐磨板的使用要求。

6、结语

采用明弧焊药芯焊丝堆焊生产复合耐磨钢板,与其他工艺方法相比,其工艺过程操作简单方便,堆焊层稀释率低,熔敷效率高,板材整体变形小,堆焊面硬度高,耐磨性强,再加工性能良好。利用该工艺技术生产的耐磨板产品,因其具有性能指标先进、产品质量稳定、生产成本较低、适应性强等特点,在不同的行业得到广泛应用,具有很强的市场竞争力,已经被越来越多的耐磨板生产企业采用,具有很好的社会经济效益。


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