耐磨鋼板的力學(xué)性能主要決定于化學(xué)成分,尤其是C、Mn等合金元素的含量。此外,耐磨鋼板的沖擊韌性還決定于鋼的純凈度以及微觀組織。那么怎么解決耐磨鋼板的焊接問題呢?
焊接性分析
?。?)焊接冷裂紋傾向
由于鋼材的化學(xué)成分對(duì)焊接熱影響區(qū)的淬硬及冷裂傾向有直接影響,所以用碳當(dāng)量(CE)來估計(jì)冷裂傾向的大小,可以有效的分析金屬的焊接性。國(guó)際焊接學(xué)會(huì)公式計(jì)算得知,CE=3.14%。
當(dāng)CE≥0.6%時(shí),耐磨鋼板在焊接時(shí)淬硬傾向逐漸增加,冷裂敏感性明顯增大。由此可知,耐磨鋼板焊接冷裂紋傾向較大,為避免焊接冷裂紋產(chǎn)生,需要嚴(yán)格控制焊接熱輸入。
?。?)脆化
耐磨鋼板在1050℃水韌處理后,C元素全部固溶于奧氏體中,具有很好的韌性。但是,這種鋼若再次受熱超過250℃時(shí),就可能沿晶界析出碳化物引起脆化而使材料的韌性大大下降。一般規(guī)律是當(dāng)溫度較高時(shí),在晶界處析出網(wǎng)狀碳化物,650℃左右析出最嚴(yán)重;當(dāng)溫度高于900℃或低于400℃時(shí)碳化物析出較少。
為減少脆化作用,焊前不能預(yù)熱,但環(huán)境溫度應(yīng)保持在5℃以上,焊接過程中應(yīng)選擇小的焊接熱輸入,同時(shí)加快冷卻速度,以減少碳化物的析出。
?。?)焊接熱裂紋
P、S元素是耐磨鋼板中的主要有害雜質(zhì),在鋼中容易形成多種低熔點(diǎn)共晶物,在冷卻過程中由于收縮而受到拉伸應(yīng)力,增加焊接熱裂紋傾向。
為防止耐磨鋼板產(chǎn)生焊接熱裂紋,法鋼特種鋼材(上海)有限公司采用以下方法:
一是要盡可能降低母材和焊接材料中的P、S含量,重要焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)采用堿性焊條;
二是可以向焊縫中加入細(xì)化晶粒元素(如Mo、V、Nb等),以細(xì)化晶粒來提高抗裂性;
三是可以改善焊接工藝,如焊后用尖錘錘擊、短段焊、間歇焊等來減小應(yīng)力集中。