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耐磨鋼板、強(qiáng)度高、抗沖擊、外觀優(yōu)美,具有高性能、率、高性價(jià)比等特性,應(yīng)用前景廣闊。耐磨鋼板采用板梁組合整體承載全焊結(jié)構(gòu),由于使用的板材更薄,為了不降低板材強(qiáng)度和減小變形,盡量采用點(diǎn)焊連接形成空腔,這是耐磨鋼板的結(jié)構(gòu)特征和技術(shù)關(guān)鍵。
1、提高電弧燃燒的穩(wěn)定性。無藥皮的耐磨鋼板不容易引燃電弧。即使引燃了也不能穩(wěn)定地燃燒。在耐磨鋼板藥皮中,一般含有鉀、鈉、鈣等電離電位低的物質(zhì),這可以提高電弧的穩(wěn)定性,保證焊接過程持續(xù)進(jìn)行。
2、保護(hù)焊接熔池。焊接過程中,空氣中的氧、氮及水蒸氣浸入焊縫,會(huì)給焊縫帶來不利的影響。不僅形成氣孔,而且還會(huì)降低焊縫的機(jī)械性能,甚至導(dǎo)致裂紋。而耐磨鋼板藥皮熔化后,產(chǎn)生的大量氣體籠罩著電弧和熔池,會(huì)減少熔化的金屬和空氣的相互作用。焊縫冷卻時(shí),熔化后的藥皮形成一層熔渣,覆蓋在焊縫表面,保護(hù)焊縫金屬并使之緩慢冷卻、減少產(chǎn)生氣孔的可能性。
3、為焊縫補(bǔ)充合金元素。由于電弧的高溫作用,焊縫金屬的合金元素會(huì)被蒸發(fā)燒損,使焊縫的機(jī)械性能降低。因此,必須通過藥皮向焊縫加入適當(dāng)?shù)暮辖鹪?,以彌補(bǔ)合金元素的燒損,保證或提高焊縫的機(jī)械性能。對有些合金鋼的焊接,也需要通過藥皮向焊縫滲入合金,使焊縫金屬能與母材金屬成分相接近,機(jī)械性能趕上甚至超過基本金屬。
在焊接過程中,有效的防止構(gòu)件在焊接過程中產(chǎn)生的應(yīng)力與變形是保證耐磨鋼板焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。在焊接過程中將各部件按圖紙位置點(diǎn)焊后,確保與圖紙尺寸一致,采用對稱多層多道焊的焊接方式,保證適當(dāng)?shù)暮附庸に噮?shù),從而可有效的防止了耐磨鋼板焊接變形。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,沉淀強(qiáng)化的耐磨板在力學(xué)性能方面的顯著特點(diǎn)是屈服強(qiáng)度有大幅度提高。例如,經(jīng)過沉淀強(qiáng)化處理的耐磨板的屈服強(qiáng)度達(dá)到480-8l0MPa,屈強(qiáng)比為0.55-0.56;采用鑰、釩、鐵復(fù)合合金化的耐磨板,彌散強(qiáng)化后的屈強(qiáng)比為0.60-0.65。
同時(shí),沉淀強(qiáng)化耐磨板的硬度和沖擊韌度也都有所提高。例如,耐磨板沉淀強(qiáng)化后的硬度為230-300 HBw,沖擊韌度為140-180,更重要的是上述指標(biāo)的提高并不帶來塑性的顯著下降。
耐磨鋼板在1100℃水淬后,先在中溫區(qū)不同溫度保溫,后在970℃水淬后的性能。隨著中溫區(qū)保溫溫度的提高和保溫時(shí)間的延長,鋼中碳化物數(shù)量增加,沉淀強(qiáng)化效果增強(qiáng),導(dǎo)致硬度有所提高。
NM360耐磨板的熱導(dǎo)率只有碳鋼的1/2,即使在900-1000℃高溫階段的熱導(dǎo)率也低于碳鋼在相同溫度的熱導(dǎo)率。因此,NM360耐磨板的加熱速率,特別是在低溫階段應(yīng)低于碳鋼,以避免鑄件內(nèi)部溫度梯度過于陡峭而產(chǎn)生裂紋。
壁厚為40-80mm的鑄件在700℃以下的加熱速率不應(yīng)超過100℃/h;壁厚為80-120mm的鑄件不應(yīng)超過75℃/h;壁厚超過120mm的鑄件應(yīng)小于50℃/h。在700℃以上,壁厚小于100mm的鑄件可以隨爐升溫;而壁厚大于100mm的鑄件,升溫速率不超過100℃/h。
依據(jù)耐磨鋼板的加熱方式和熔煉方法的不同,耐磨鋼板也有自己的熔化焊接方法。下面將熔化焊接的幾種方法說說:
氣焊
氣體混合物嫩燒形成高沮火焰。用火焰來熔化焊件接頭及焊條。常用的氣體是氧與乙炔的混合物,調(diào)整級(jí)與乙炔的比值,可以獲得氧化性、中性及還原性的火焰。這種方法所用的設(shè)備較為簡單,而加熱區(qū)寬,但焊后焊件的變形較大。并且操作費(fèi)用較高,因而已逐漸被電弧焊代替。
鑄焊
這是較早的焊接方法,采用鋁熱劑或鎂熱劑氧化時(shí)放出的熱量來熔化金屬:它的特點(diǎn)是設(shè)備及操作簡單,但對耐磨鋼板來說,焊接質(zhì)量不高。只用于修補(bǔ)工件。
電弧焊
這是應(yīng)用廣泛的焊接方法,由于電弧的溫度高于火焰的溫度。加熱更為集中,適用于各種形狀及尺寸的焊件,并且焊件體積愈大。厚度愈厚,電弧焊的優(yōu)點(diǎn)愈為突出。這種焊接方法可以細(xì)分為許多類型,按電弧的作用、電極的類型、電流的種類、熔池的保護(hù)方法等可以有幾十種之多。按照電弧作用于金屬的方法??梢苑譃橹苯拥?、間接的及綜合的三種焊接方法。應(yīng)用廣泛的電弧焊接方法只有三類:電渣焊、真空電子束焊接、激光束焊。
電渣焊
這是前蘇聯(lián)發(fā)展的電焊方法,在工業(yè)上已得到廣泛應(yīng)用。它是利用電流通過熔渣所產(chǎn)生的電阻熱來熔化金屬的。這種熱源加熱的范圍比電弧大,每一根焊絲可以單獨(dú)成一個(gè)回路,增加焊絲數(shù)目,可以一次焊接很厚的焊件。焊條金屬滴通過熔渣滴下,加速金屬與熔渣反應(yīng),有提純作用。
真空電子束焊接
這是用來焊接技術(shù)方面的高熔點(diǎn)及活潑金屬的小零件的。這種方法的特點(diǎn)是將焊件放在高真空容器內(nèi),容器內(nèi)裝有電子槍。利用高速電子束打在焊件上將焊件熔化而進(jìn)行焊接。這種方法可以獲得高質(zhì)量的焊件。
激光束焊
該焊接方法的能束為相干單色光。對其進(jìn)行光學(xué)聚焦能夠產(chǎn)生與電子束焊相近的能f密度,因此它可以在金屬工件上燕發(fā)出一個(gè)空潤。并且以鎖孔的模式焊接。激光器有固體激光器和激光器。激光器的功率一般小于5 kW。激光焊接應(yīng)用于汽車工業(yè)上批量生產(chǎn)的部件,替代了電子束焊。