耐磨钢件的焊接和焊补是很困难的,这是由于耐磨钢的化学成分和组织以及性能的特殊性所决定的。,耐磨钢的线收缩率较一般钢大1倍多,而导热性能则远远低于一般的钢种。在焊接和焊补之后它的热影响区范围内的温度分布也极不均匀。在热影响区内本体的组织发生较大的变化,有大量碳化物析出,使金属变脆,冲击韧性明显下降,即使焊后立即淬人水中也难以达到材料原有的性能。
耐磨钢铸件焊补时必须尽量使焊补的金属冷凝时也得到奥氏体组织。只有在焊接金属冷凝后成为奥氏体组织并且尽量减小热影响区,减少奥氏体组织的分解量,减少焊接金属热裂的条件下才能保证耐磨钢铸件在焊补后的质量。焊缝处和焊补金属的组织对冷却速度是很敏感的。缓冷时会有大量析出碳化物或同时形成珠光体型组织。高温下焊接金属的奥氏体晶粒很容易长大,从而降低焊接和焊补部位的金属强度、塑性和韧性。为使焊接和焊补部位的金属能得到奥氏体组织,必须用特殊的焊条而且其成分中m (mn) /m (c)的比值要高些,以防止碳化物析出。为了得到单相奥氏体组织,也可以加人其他合金元素如铬、锐等。在焊缝金属成分中,磷对质量的影响很大。磷的偏析倾向很大,很容易形成磷共晶。fe fe3 p的共晶熔点为1005`,而mn mn3p的共晶熔点为96,4r-。这些共晶组成物使晶界加厚,减弱晶间强度。在高温下当它尚处于液态时,由于焊缝处存在拉应力,在拉应力的作用下它必然容易被拉裂,形成热裂。这种拉应力是由于焊接时,局部受热,当其冷却收缩时受到周围金属的牵制而形成的。 由上分析以及实践经验得知,在耐磨钢铸件焊补时,应注意以下几个问题:
(1)耐磨钢铸件焊补时不能用一般碳钢件的焊条.否则焊缝处形成马氏体组织。焊条的成分应保证焊缝、过渡区均为奥氏体组织。生产中常选用含锰较高的焊条或是低磷的镍锰焊条。如堆 256焊条,其焊缝成分为0.9%c,13%mn。堆266焊条的焊缝成分为0.8%c,13%mn,2.0%mo。也有人试验,使用空心的焊条其中加人合金元素的粉状材料,以保证焊缝的成分。这种方法效果较好,电弧稳定,可防止铸体本体的金属过热。
(2)所使用的焊条直径应小,电流尽量小,电流应稳定,以保证焊透,减小热影响区的宽度和深度。
(3)在焊缝处进行锤击.这可以造成金属内部的压应力。在一定程度上可以抵消拉应力的作用,减少热裂的可能。
(4)焊补铸件表面缺陷之前应将表面清理干净,打磨掉一层,表面不可有锈蚀、油污等。
(5)铸件应先经过水韧处理,在焊补之前不可预热。
(6)使用直流焊接时,焊条应接于正极,否则铸件受热严重,难以焊透。
耐磨的堆焊 由于不同的工况有不同的要求,因此工件有时要进行表面堆焊,堆焊有以下3种情况。
(1)在耐磨钢铸件表面堆焊硬的金属。如在挖掘机铲齿表面堆焊含有钨、铬、钥、铁等元素的高合金材料。堆焊后形成合金元素的碳化物及碳氮化物,具有高的硬度,适用于低冲击或中等冲击磨料磨损的工况条件,提高耐磨性。
(2)对某些不宜更换的磨损件,用表面堆焊的方法恢复其工作表面。如耐磨钢的铁路辙叉的表面磨损后,可用堆焊的办法修复。
(3)在其他工具材料上堆焊耐磨钢,以提高其抗冲击磨料磨损的能力。为防止堆焊过程中有碳化物析出,在其中加人妮。
堆焊前工件的准备工作和焊接及焊补是类似的。对修复堆焊应注意在堆焊之前将耐磨钢铸件表面的硬化层去除掉,否则堆焊后易出现裂纹。为防止堆焊时铸件受热,可以将铸件水冷。铸件本体温度升到200℃时应即停止。堆焊可以分段进行。
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