WK-20铲斗焊接修复工艺.pdf

机电与自动化
露天采矿技术2011年第4期
WK-20铲斗焊接修复工艺
张登军,朱继锋
(内蒙古大唐国际惕林浩特矿业有限公司,内蒙古锡林浩特026000
摘要:介绍了在北方寒冷气候条件下铲斗裂焊接修复的焊接エ艺、操作方法及注意事项,利用含夫
勃组织图选取合适的焊材及一种先进的焊接エ艺。
关键词:铲斗修复;舍夫勒组织图;马氏体;焊接修复エ艺
中图分类号:
文献标识码:B
文章编号:1671-9816(2011)04-0077-02
1铲斗开裂的原因
锰钢在二次加热超过250℃时,碳化物首先在晶界
位置析出,如果冷却速度较慢,随着冷却时间的增长,
我矿WK-20电铲主要进行剥离物采装及处理
碳化物将由不连续的颗粒状态变为网状分布;同时,
三角台阶,采装物料不进行爆破处理。因此,在采掘
如果该材质在焊后再次加热,就有可能生成马氏体
工作中,铲斗两侧及前端承担着物料的冲击力和静
不仅产生脆化现象,还会降低耐摩度和冲击韧性。
压力,同时还承担着工作过程中推压及提升共同作
结合以上分析可知,如果想在焊接过程中尽可
用造成的弯曲力矩。在工作过程中,经常出现斗杆振能少的产生马氏体,防止脆化现象产生,就必须尽可
动的现象,加剧了铲斗的受力情况,受力更具复杂性。
能的减少焊接过程中所产生的热量,同时尽可能编
铲斗在复杂的受力状态下,前端及侧壁表面会产生
短焊接后高温持续时间。
微小的疲劳裂纹,如对这些小裂纹不加处置,随着工
(2)关于产生热裂纹的分析。在焊接过程中产生
作时间的延续,裂纹会不断延长,导致铲斗损坏或报废。热裂纹的主要原因有两种:一是因为爆接应力过大;
2焊接性分析
二是因为材质中含有S、P等元素。这两种元素容易
因溶解度低或与Fe元素结合后以共晶形式分布于
WK-20电铲铲斗材质为ZCMn13Mo,该材质为晶界,从而增加热裂纹倾向。因此,在焊接过程中要
高锰低合金钢,其主要成分如表1所示。
采取各种措施尽量降低焊接应力,同时要选用含S
表1ZCMn13Mo铲斗材质分析表
和P较少的焊接材料。
材质成分
會量/%
0,70~1,30
3爆接材料选择
Si
≤1.00
11.5~14.0
结合铲斗焊接性的分析,我矿决定采用A302络
P≤
0.070
镍不锈钢焊条。该焊条是钛钙型药皮的Cr23Ni13不
0.050
2.0
锈钢焊条,焊缝金属具有良好的抗裂性能及抗氧化
Ni/Mo
Mo0.90~1.2
性能,常用于焊接相同类型的不锈钢,异种钢及高铬
由表1可以看出,WK-20电铲的铲斗材质在高钢、高锰钢等。焊条成分如表2所示。
温下呈单相奥氏体组织,强度、硬度不髙,塑性、任性
为进一步确认所选焊条是否符合要求,同时也
良好,在冲击载荷的作用下,表层会发生加工硬化现为了对焊缝组织成分进行预测,采用舍夫勒组织图
象而具有较高的耐磨性。但该材质焊接性能较差,焊进行分析。
接时会在焊接热影响区析出碳化物引起脆化;同时
表2A302焊条成分表
会在焊缝上产生热裂纹,近缝区还会产生液化裂纹。
溶敷金属化学成分
含量/%
(1)关于在热影响区析出碳化物的分析。该种高
C
≤0.15
≤0.9
收稿日期:2011-04-22
M
2.5
作者简介:张叠军(1972-),另,山西期州人,工师,本
科,现任内古大虐国际锡林浩特矿业有限公司副总工程
Ni
Mo
≤0,7
师,长期从事机电设各管理エ作。
其它
Cu≤0.75
78
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焊后所形成的焊缝组织中,96.5%为奥氏体,另外,用煤气燃烧器烧也是相当有效的办法。用砂轮
3.5%为奥氏体与铁素体的混合物,完全可以满足焊打磨的范围如图2所示。
缝抗晶闾腐蚀能力。因此可以得出结论:完全可以使4.4实施焊接
用A302焊条进行焊接修复铲斗。
气刨面
4焊接工艺
砂轮打磨面
因为奥氏体结构对过热敏感,当温度超过250℃
用砂轮清除这部分
时会产生马氏体,因此,须采用小电流、窄道焊、快速
图2焊接前砂轮清理坡口范圖
焊接的方法进行焊接,且在焊接过程中不能摆动焊
条,保持层间温度不高于60℃。
根据对铲斗材质焊接性的分析可知,焊接过程
4.1渗透探伤
中,焊接电弧能量在保证熔合和电弧稳定的前提下
采用渗逶探伤法可轻易通过目测检查铲斗表面应尽可能的小,必须保证填满弧坑,以防止产生裂
裂纹,便于气刨、焊接工作的实施。
纹。为了保证在焊接过程中将热影响区减至最小,防
(1)用钢丝刷和砂轮清除油漆之后,再用清洗液止在热影响区析出碳化物,产生马氏体,可以采用在
清除油污,使裂纹露出。使用清洗剂后,应充分干燥。
焊后焊缝上浇冷水的方法进行辅助冷却,但冷却后
(2)渗透剂涂在被检验的部位,使其充分渗进裂
必须将水分擦净方可继续焊接。
纹内部。渗透时间为5~20min
焊接顺序采用分段退焊法或跳焊法,便于焊缝
(3)薄薄地涂一层显影液,自然干燥(不得强制
快速降温。焊接顺序如图3所示。
干燥)。约7~30min后便可清晰地观察裂纹。
焊条与坡口的位置尽可能保持垂直以减小熔合
4.2气创处理
焊道顺序
焊道顾序
⑤④③
根据板材厚度不同,选用合适的气创碳棒进行
工作,表3为气刨碳棒选用标准
整体的焊接推进方向
整体的焊接推进方向
气刨过程的关键是全部清除焊接部位的缺陷,
再焊时焊缝内不得留有缺陷。万一留有缺陷,将再次
(b)分段倒退法的焊序
(c)跳焊法的焊序
产生裂纹。气创后,必须用砂轮打磨坡口,清除碳精、
图3焊接斗焊序图
修整坡口。气创工作范围及工作方法如图1所示。比。焊接过程中不可横向摆动焊条,每焊完一道焊缝
4.3焊接前清理焊接坡ロ
后要进行清渣处理,并锤击焊缝表面以消除焊接应
焊接坡口若粘附着锈斑油漆和油等,会引发焊力,防止产生热裂纹。
接缺陷,导致重大事故,因此,必须认真地清理焊接
焊后使用效果
部位。具体的方法是用布、钢丝刷和砂轮打磨清理。
表3气创碳棒选用标准
采用A302焊条对WK-20电铲铲斗裂纹进行
碳積的す钢包使用电流气遠度不的形状。活用焊接修复后,经过近20o的使用,发现一切良
直径长度
A/mm'nin深度宽度
好,焊缝区域没有再次产生裂纹
5.0305有100~200900~12003~47-9~9
这一焊接工艺的制定,为我矿WK-20铲斗的修
200~350900-12004-59-11-12复工作提供了良好的依据,确保了以后焊接工作有
8.0
250~400700~1000
610-129
300
400~700
711-13
序高效的进行。同时也为其他设备耐磨件的修复工
11.0
300~4008~-913~15

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