一.铲板NM360的成分分析
C的含量≤0.22%;
Si的含量≤2%;
Mn的 含量≤2.1%;
Cr的 含量≤0.8%;
Mo的 含量≤0.6%;
P的含量≤0.02%;
S的含量≤0.01%;
其中加入Si、Mn增加了钢的强度及耐磨性,C与Mn相配合,使钢具有加工硬化能力,提高抗磨性。
二.铲齿合金铸钢成份分析
Mo的含量=0.2%;
Cr的含量=1.00%;
C的含量为=0.30%;
Mn的含量为=1.30%;
Si的含量为=0.40%;
S的含量和 P的含量均≤0.03%;
其中加入Si、Mn增加了钢的强度及耐磨性,C与Mn相配合,使钢具有加工硬化能力,提高抗磨性。Cr、Mo等合金元素可以降低临界冷却速度,促使钢生成马氏体,改善钢的焊接性能。
计算碳当量 铲板NM360 CE =0.31% 铲齿合金铸钢 CE =0.35%
根据碳当量分析，以上两种材质属中碳钢类，同时又是异种合金钢焊接，因此焊接性能较差。
三.焊接工艺的确定
1.铲板NM360耐磨钢板,厚度为40mm,按图纸要求打好坡口,由于坡口要求较高,坡口制作全部采用机械加工完成,并要求坡口两侧50 mm严禁有水、油、锈等杂质。
2.焊材的选择NM360为低合金结构钢,NM360与铲齿合金铸钢之间的焊接为异种合金钢焊接,为防止焊接裂缝,减少焊缝药皮,选取的焊接材料应与焊接材料强度相当,并采用混合气体保护焊,焊丝采用GHS—70高强度焊丝,焊丝直径1.6mm。
3. 采用富氩保护焊，直流反接。
四.焊接工艺过程控制
1. 焊前预热由于铲板NM360的碳当量较大, 厚度较大,抗拉强度大,预热有防止冷裂纹、降低冷却速度、减小焊接应力的作用,故应在焊接前进行适当预热,根据NM360的力学性能采取的预热温度为120℃~150℃,在近焊接区采用氧气—乙炔气体(或NAS气体)局部预热的方法,注意预热温度不能过高,否则将增加高温停留时间,减缓冷却速度,促使出现脆性裂纹。
2. 低合金高强钢的定位焊缝很容易开裂，其原因是由于焊缝尺寸小、长度短、冷却速度快，这种开裂属于冷裂纹性质。铲板NM360与铲齿合金铸钢点固时，点固长度为40～60mm,同时采用小电流点固。使整个结构件处于预热状态。
3. 铲板NM360与铲齿合金铸钢焊接采用混合气体保护焊,由于混合气体保护焊电弧稳定,飞溅小,能实现熔滴过渡频率稳定的短路过渡,可焊接细晶结构钢,焊缝机械性能优于纯Ar或CO2气体保护焊。因此采用Ar+CO2混合气体保护焊,其中Ar为70%~80%,CO2为20%~30%。
4. 焊接线能量的选择，NM360为低合金钢,在其热影响区易产生低淬硬组织,从而导致产生冷裂纹,另外钢材的热处理状态从热轧、正火到调质,焊接线能量则随之降低,线能量对于焊缝金属的抗冷裂性和机械性能有明显影响。因此从减少淬硬倾向及冷裂纹的产生、避免焊接过程中奥氏体的过热、减少高温区停留时间的出发点考虑采用较小的线能量能减少焊接缺陷的产生。
5. 焊接速度的选择随着焊接速度的增大,母材熔合比会减小,速度过高会造成咬边、未焊透、气孔等缺陷,速度过慢则形成大熔池、满溢、焊缝粗糙等缺陷 。因此合理的控制焊接速度对保证焊缝质量起着决定作用。
6. 焊接电压、焊接电流、焊丝直径 、焊丝伸出长度对焊接质量的影响，电压过大,电弧不稳,熔深减小,易造成咬边。在一定焊速下电流增大易造成烧穿和过大的热影响区,反之熔深不足,焊缝成形变坏。焊丝直径过大,伸出过长易形成飞溅造成电弧不稳定。
混合气体保护焊的工艺参数：
保护气体 Ar 80% CO2 20%
焊丝直径 Ф1.6mm
焊接电流 280~300/A
焊接电压 20~30/V
焊接极性 直流反接
焊接速度 0.6cm/s
焊丝伸出长度 焊丝直径×10～15
五.焊接应力与变形的控制
在焊接过程中,有效的防止构件在焊接过程中产生的应力与变形是保证焊接质量的另一关键。在焊接过程中将各部件按图纸位置点焊后,确保与图纸尺寸一致,采用对称多层多道焊的焊接方式,保证适当的焊接工艺参数,从而可有效的防止了焊接变形。
1. 焊后可捶击焊缝周围以消除和扩散应力。
2. 焊后热处理为了有效的消除内应力,提高构件的稳定性,改善构件的力学性能,据实际情况并结合可采取550℃整体高温回火的方式进行焊后热处理。
3. 焊接缺陷返修，焊接缺陷要彻底清除,可用机械加工或角向砂轮打磨,坡口要合适,补焊时预热、层温及后热的范围要适当放宽,温度与焊接要保持一致。
4. 应严格制定工艺措施,同时进行严格检验,确保焊接质量。
