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耐磨鋼板、強度高、抗沖擊、外觀優(yōu)美,具有高性能、率、高性價比等特性,應用前景廣闊。耐磨鋼板采用板梁組合整體承載全焊結(jié)構,由于使用的板材更薄,為了不降低板材強度和減小變形,盡量采用點焊連接形成空腔,這是耐磨鋼板的結(jié)構特征和技術關鍵。
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)進行。
2、保護焊接熔池。焊接過程中,空氣中的氧、氮及水蒸氣浸入焊縫,會給焊縫帶來不利的影響。不僅形成氣孔,而且還會降低焊縫的機械性能,甚至導致裂紋。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,會減少熔化的金屬和空氣的相互作用。焊縫冷卻時,熔化后的藥皮形成一層熔渣,覆蓋在焊縫表面,保護焊縫金屬并使之緩慢冷卻、減少產(chǎn)生氣孔的可能性。
3、為焊縫補充合金元素。由于電弧的高溫作用,焊縫金屬的合金元素會被蒸發(fā)燒損,使焊縫的機械性能降低。因此,必須通過藥皮向焊縫加入適當?shù)暮辖鹪?,以彌補合金元素的燒損,保證或提高焊縫的機械性能。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,有效的防止構件在焊接過程中產(chǎn)生的應力與變形是保證耐磨鋼板焊接質(zhì)量的關鍵。在焊接過程中將各部件按圖紙位置點焊后,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?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)實驗證明,沉淀強化的耐磨板在力學性能方面的顯著特點是屈服強度有大幅度提高。例如,經(jīng)過沉淀強化處理的耐磨板的屈服強度達到480-8l0MPa,屈強比為0.55-0.56;采用鑰、釩、鐵復合合金化的耐磨板,彌散強化后的屈強比為0.60-0.65。
同時,沉淀強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間的延長,鋼中碳化物數(shù)量增加,沉淀強化效果增強,導致硬度有所提高。
NM360耐磨板的熱導率只有碳鋼的1/2,即使在900-1000℃高溫階段的熱導率也低于碳鋼在相同溫度的熱導率。因此,NM360耐磨板的加熱速率,特別是在低溫階段應低于碳鋼,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超過100℃/h;壁厚為80-120mm的鑄件不應超過75℃/h;壁厚超過120mm的鑄件應小于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放出的熱量來熔化金屬:它的特點是設備及操作簡單,但對耐磨鋼板來說,焊接質(zhì)量不高。只用于修補工件。
電弧焊
這是應用廣泛的焊接方法,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)點愈為突出。這種焊接方法可以細分為許多類型,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??梢苑譃橹苯拥摹㈤g接的及綜合的三種焊接方法。應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成一個回路,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,有提純作用。
真空電子束焊接
這是用來焊接技術方面的高熔點及活潑金屬的小零件的。這種方法的特點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。對其進行光學聚焦能夠產(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。激光焊接應用于汽車工業(yè)上批量生產(chǎn)的部件,替代了電子束焊。