CN102049597A - 一种高强度耐磨钢富氩混合气体保护焊接方法 - Google Patents
一种高强度耐磨钢富氩混合气体保护焊接方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102049597A CN102049597A CN 201110002830 CN201110002830A CN102049597A CN 102049597 A CN102049597 A CN 102049597A CN 201110002830 CN201110002830 CN 201110002830 CN 201110002830 A CN201110002830 A CN 201110002830A CN 102049597 A CN102049597 A CN 102049597A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- welding
- strength abrasion
- mixed gas
- steel plate
- strength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高强度耐磨钢富氩混合气体保护焊接方法，方法包括如下步骤：采用相同硬度级别高强度耐磨钢板，并为相同板厚组合对接；选用80%Ar+20%CO2混合气体和BHG-3焊丝；焊前清除焊缝周边铁锈、油污；32mm及以下厚度钢板固定点对焊及打底焊时，施焊前预热75℃，连续焊接，填充及盖面焊缝焊道间温度不低于60℃，焊接时焊接热输入量控制在10～15KJ/cm；40mm厚钢板固定点对焊及打底焊时,施焊前预热100℃，连续焊接，填充及盖面焊缝焊道间温度不低于75℃，焊接时焊接热输入量控制在10～15KJ/cm。本发明焊接接头不仅具有较高强度，而且使焊缝具有优良的抗裂性能。
Description
技术领域
本发明属于钢铁材料焊接领域，特别是涉及一种高强度耐磨钢富氩混合气体保护焊接方法。
背景技术
耐磨钢板广泛应用于工作条件恶劣，要求强度高、耐磨性好的工程、矿山机械、水泥生产、电力以及冶金等机械产品上，如装载机、挖掘机、刮板输送机等。随着我国国民经济的迅速发展，对耐磨钢板的需求增长迅猛，耐磨钢的强度和硬度趋向于更高的水平，以适应严酷的工作环境。高强度耐磨钢由于含碳量高，约为0.18%-0.20%，同时加入Cr、Mo、B等提高淬透性及淬硬性的合金元素，因而其硬度和脆性较大，增加了高强度耐磨钢冷裂纹的敏感性。在焊接过程中，由于受到焊接热循环的作用，焊接接头热影响粗晶区过热，奥氏体晶粒严重粗化，在焊后快速冷却过程中产生粗大淬硬的马氏体组织，导致热影响粗晶区成为该钢焊接接头的冷裂纹主要敏感区之一。为防止冷裂纹产生，往往需要以降低焊接施工效率和恶化施工条件作代价，通常采用焊前高温预热、焊后热处理的工艺，这增加了焊接工艺的复杂性和特殊情况下的不可操作性，危害到焊接结构的安全可靠性,对于强度很高的耐磨钢板，焊接问题尤为明显。在冬季室外温度较低，钢板焊接部位可能产生冷裂纹，导致整个工件报废。耐磨钢焊接时，不仅要确保结构的可靠安全性，还应使焊接接头综合机械性能满足设计要求。对于强度级别大于1000MPa的钢种，要使焊缝金属与母材达到等强匹配存在很大的技术难度，即使焊缝达到了等强， 往往焊缝的塑韧性降低到了不可接受的程度，抗裂性能也随之显著下降，为了防止焊接裂纹的产生，施工条件要求极其严格，成本大大提高。
发明内容
为了克服现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种高强度耐磨钢富氩混合气体保护焊接方法，该焊接方法在施焊前低温预热，焊后不进行热处理，焊接材料按照低强匹配原则，采用适度低强的焊接材料，保证焊接接头不仅具有较高强度，而且使焊缝具有优良的抗裂性能，接头还具有较高的冲击韧性储备及安全裕度，同时焊接施工条件得到改善，生产成本降低。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种高强度耐磨钢富氩混合气体保护焊接方法，其特征在于该焊接方法包括以下步骤：
1）选用硬度级别相同的待焊接高强度耐磨钢板，其厚度为16mm～40mm，并与相同板厚的高强度耐磨钢板组合对接；
2）选用60%～90%Ar加10%～40%CO2的混合气体和BHG-3焊丝；优选用80%Ar加20%CO2的混合气体；
3）焊前对待焊接高强度耐磨钢板打磨，清除焊缝周边20mm范围内的铁锈、油污；
32mm及以下厚度高强度耐磨钢板，固定点对焊及打底焊时，施焊前预热不低于75℃，连续焊接，填充及盖面焊缝焊道间温度不低于60℃，焊接时焊接热输入量控制在10～15KJ/cm；
32mm 以上厚高强度耐磨钢板，固定点对焊及打底焊时, 施焊前预热不低于100℃，连续焊接，填充及盖面焊缝焊道间温度不低于75℃，焊接时焊接热输入量控制在10～15KJ/cm。
焊接时，坡口可采用非对称双面X型坡口或对称双面X型坡口，坡口角度为60??，坡口间隙为0～1mm。
本发明中，所述BHG-3焊丝的化学组分及重量百分比为：C：≤0.10％，Mn：1.30～1.80％，Si：0.40～0.80％，P：≤0.013％，S：≤0.005％， Mo ：0.20～0.55％，Ni：0.7%-0.9%，余量为Fe及不可避免的杂质。
本发明可用于硬度级别为HB400级高强度耐磨钢NM400的厚板富氩混合气体保护焊焊接。
本发明的优点在于采用80%Ar+20%CO2混合气体保护焊，焊接材料按照低强匹配原则选用BHG-3焊丝施焊，焊前以较低的温度预热，焊后不进行热处理，既可以提高焊接接头的抗冷裂纹敏感性及焊接接头的韧性和塑性，尤其是冲击韧性有了较大提高，确保综合机械性能满足设计要求，且施焊过程相对简单，提高了焊接生产效率，改善焊接施工条件，降低生产成本。
在具体施焊时，由于采用常规的焊接方法，焊接热影响区不可避免的要产生马氏体，而工程、矿山机械等结构件所用的钢板以中厚板为主，焊接接头采用多层多道焊，焊
接接头的拘束应力较大，对NM400高强度耐磨钢的焊接冷裂纹敏感性研究结果表明，在拘束条件苛刻条件下，对于板厚≤32mm厚的NM400耐磨钢，预热温度不低于75℃，厚板为40mm厚的NM400耐磨钢，预热温度不低于100℃，即可防止焊接冷裂纹的产生；从焊接接头拉伸及低温冲击结果看出，当焊接热输入量在10-15KJ/cm时，焊接接头强度保持在840MPa以上，焊接接头0℃冲击功不低于130J，保持在较高水平上。
附图说明
图1为焊接厚板组合32mm+32mm的气体保护焊坡口示意图；
具体实施方式
实施例1
（1）采用调质处理生产的硬度级别为HB400级的高强度耐磨钢板NM400，厚板组合为16mm+16mm。试板尺寸为450mm×400mm×16mm；
匹配的焊接材料：
焊丝，其化学组分及重量百分比为：C：≤0.10％，Mn：1.30～1.80％，Si：0.40～0.80％，P：≤0.013％，S：≤0.005％， Mo ：0.20～0.55％，Ni：0.7%-0.9%，余量为Fe及不可避免的杂质。
保护气体：80%Ar+20%CO2混合气体
（2）气体保护焊坡口采用非对称双面X型坡口，坡口角度为60??，坡口间隙为0～1mm，钝边为0mm；
（3）将待焊接的NM400耐磨钢预热到75℃，预热范围不少于焊接坡口两侧各75mm范围内；
（4）焊接工艺参数：焊接电流230A，电弧电压25V，焊接速度33cm/min、焊接热输入量10KJ/cm；对厚度为16mm+16mm组合钢板气体保护焊对接接头采用多层多道连续施焊，直至焊缝填满为止，其焊缝层间温度不低于60℃。
经对采用上述焊接方法焊接的高强度耐磨钢板NM400对接接头力学性能检测，其接头力学性能为：抗拉强度Rm：850MPa，断裂位置：焊缝，接头冷弯d=3a，90?? 合格，焊缝金属0℃冲击功AKv：153J，热影响区熔合线外1mm处0℃冲击功AKv：192J。
实施例2
（1）采用调质处理生产的硬度级别为HB400级的高强度耐磨钢板NM400，厚板组合为40mm+40mm。试板尺寸为450mm×400mm×40mm；
匹配的焊接材料：
焊丝，其化学组分及重量百分比为：C：≤0.10％，Mn：1.30～1.80％，Si：0.40～0.80％，P：≤0.013％，S：≤0.005％， Mo ：0.20～0.55％，Ni：0.7%-0.9%，余量为Fe及不可避免的杂质。
保护气体：80%Ar+20%CO2混合气体
（2）气体保护焊坡口采用对称双面X型坡口，坡口角度为60??，坡口间隙为0～1mm，钝边为1mm；
（3）将待焊接的NM400耐磨钢预热到100℃，预热范围不少于焊接坡口两侧各120mm范围内；
（4）焊接工艺参数：焊接电流270A，电弧电压29V，焊接速度30cm/min、焊接热输入量15KJ/cm；对厚度为40mm+40mm组合钢板气体保护焊对接接头采用多层多道连续施焊，直至焊缝填满为止，其焊缝层间温度不低于75℃。
经对采用上述焊接方法焊接的高强度耐磨钢板NM400对接接头力学性能检测，其接头力学性能为：抗拉强度Rm：845MPa，断裂位置：焊缝，接头冷弯d=3a，90?? 合格，焊缝金属0℃冲击功AKv：130J，热影响区熔合线外1mm处0℃冲击功AKv：184J。
本发明采用80%Ar+20%CO2混合气体保护焊，焊接材料按照低强匹配原则选用BHG-3焊丝施焊，焊前以较低的温度预热，焊后不进行热处理，保证焊接接头不仅具有较高强度，而且使焊缝具有优良的抗裂性能，接头还具有较高的冲击韧性储备及安全裕度，尤其是冲击韧性有了较大提高，确保综合机械性能满足设计要求，且施焊过程相对简单，提高了焊接生产效率，改善焊接施工条件，降低生产成本。
Claims (5)
1.一种高强度耐磨钢富氩混合气体保护焊接方法，其特征在于该焊接方法包括以下步骤：
1）选用硬度级别相同的待焊接高强度耐磨钢板，其厚度为16mm～40mm，并与相同板厚的高强度耐磨钢板组合对接；
2）选用60%～90%Ar加10%～40%CO2的混合气体和BHG-3焊丝；
3）焊前对待焊接高强度耐磨钢板打磨，清除焊缝周边的铁锈、油污；
32mm及以下厚度高强度耐磨钢板，固定点对焊及打底焊时，施焊前预热不低于75℃，连续焊接，填充及盖面焊缝焊道间温度不低于60℃，焊接时焊接热输入量控制在10～15KJ/cm；
32mm 以上厚高强度耐磨钢板，固定点对焊及打底焊时, 施焊前预热不低于100℃，连续焊接，填充及盖面焊缝焊道间温度不低于75℃，焊接时焊接热输入量控制在10～15KJ/cm。
2.根据权利要求1所述的高强度耐磨钢富氩混合气体保护焊接方法，其特征在于：所述BHG-3焊丝的化学组分及重量百分比为：C：≤0.10％，Mn：1.30～1.80％，Si：0.40～0.80％，P：≤0.013％，S：≤0.005％， Mo ：0.20～0.55％，Ni：0.7%-0.9%，余量为Fe及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的高强度耐磨钢富氩混合气体保护焊接方法，其特征在于：焊接时，坡口采用非对称双面X型坡口或对称双面X型坡口，坡口角度为60??，坡口间隙为0～1mm。
4.根据权利要求1所述的高强度耐磨钢富氩混合气体保护焊接方法，其特征在于：步骤2）中，选用80%Ar加20%CO2的混合气体。
5.根据权利要求1所述的高强度耐磨钢富氩混合气体保护焊接方法，其特征在于：步骤3）中，清除焊缝周边20 mm范围内的铁锈、油污。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011100028304A CN102049597B (zh) | 2011-01-07 | 2011-01-07 | 一种高强度耐磨钢富氩混合气体保护焊接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011100028304A CN102049597B (zh) | 2011-01-07 | 2011-01-07 | 一种高强度耐磨钢富氩混合气体保护焊接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102049597A true CN102049597A (zh) | 2011-05-11 |
| CN102049597B CN102049597B (zh) | 2012-07-25 |
Family
ID=43954578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011100028304A Expired - Fee Related CN102049597B (zh) | 2011-01-07 | 2011-01-07 | 一种高强度耐磨钢富氩混合气体保护焊接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102049597B (zh) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102416522A (zh) * | 2011-10-14 | 2012-04-18 | 河北首钢燕郊机械有限责任公司 | 一种不锈钢薄板的焊接方法 |
| CN102500887A (zh) * | 2011-10-28 | 2012-06-20 | 南车眉山车辆有限公司 | 一种铁路运输车辆排管焊接方法 |
| CN102632320A (zh) * | 2012-04-09 | 2012-08-15 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种高级别耐磨钢二氧化碳气体保护焊接方法 |
| CN104475920A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-04-01 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种适合于50-80mm厚钢板的气电立焊方法 |
| CN105033411A (zh) * | 2015-07-09 | 2015-11-11 | 安徽金阳金属结构工程有限公司 | 一种30mm厚16MnDR钢板的气体保护焊焊接工艺 |
| CN105149746A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-16 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种耐磨钢板免预热气体保护焊接方法 |
| CN105397243A (zh) * | 2015-11-04 | 2016-03-16 | 山东钢铁股份有限公司 | 厚规格耐磨钢板与高强度铸钢的焊接方法 |
| CN107671395A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-02-09 | 南阳淅减汽车减振器有限公司 | 减振器外筒混合气体焊接装置及其焊接方法 |
| CN109158739A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-08 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种提高耐磨钢板盖面焊道表面硬度的焊接方法 |
| CN110153583A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-08-23 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种提高q890dqp钢焊接接头强韧性的方法 |
| CN111774758A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-16 | 郑州大学 | Nm400工程机械用高强度耐磨钢板焊接配套药芯焊丝 |
| CN113182648A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-07-30 | 南京钢铁股份有限公司 | 适用于耐磨钢板的免预热高效焊接方法 |
| CN114178664A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-15 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种nm450高强度耐磨钢富氩混合气体保护焊接方法 |
| CN114985875A (zh) * | 2022-06-01 | 2022-09-02 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种屈服强度620MPa级高强度焊接结构用调质钢板气保焊方法 |
| CN115446497A (zh) * | 2022-10-18 | 2022-12-09 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种稀土处理的nm500耐磨钢焊接方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5217346A (en) * | 1975-07-31 | 1977-02-09 | Nippon Steel Corp | Mig wire for use in large heat input welding |
| JPS6096394A (ja) * | 1983-10-28 | 1985-05-29 | Kawasaki Steel Corp | 低温用鋼のミグ・ア−ク溶接用含Νｉワイヤ |
| JPH01150475A (ja) * | 1987-12-07 | 1989-06-13 | Toyota Motor Corp | アーク溶接方法 |
| CN1118295A (zh) * | 1995-07-21 | 1996-03-13 | 冶金工业部钢铁研究总院 | 一种气体保护焊焊丝 |
| CN101913035A (zh) * | 2010-08-23 | 2010-12-15 | 山东索力得焊材有限公司 | 一种低温钢焊接用高韧性气体保护焊丝及其使用方法 |
-
2011
- 2011-01-07 CN CN2011100028304A patent/CN102049597B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5217346A (en) * | 1975-07-31 | 1977-02-09 | Nippon Steel Corp | Mig wire for use in large heat input welding |
| JPS6096394A (ja) * | 1983-10-28 | 1985-05-29 | Kawasaki Steel Corp | 低温用鋼のミグ・ア−ク溶接用含Νｉワイヤ |
| JPH01150475A (ja) * | 1987-12-07 | 1989-06-13 | Toyota Motor Corp | アーク溶接方法 |
| CN1118295A (zh) * | 1995-07-21 | 1996-03-13 | 冶金工业部钢铁研究总院 | 一种气体保护焊焊丝 |
| CN101913035A (zh) * | 2010-08-23 | 2010-12-15 | 山东索力得焊材有限公司 | 一种低温钢焊接用高韧性气体保护焊丝及其使用方法 |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102416522A (zh) * | 2011-10-14 | 2012-04-18 | 河北首钢燕郊机械有限责任公司 | 一种不锈钢薄板的焊接方法 |
| CN102500887A (zh) * | 2011-10-28 | 2012-06-20 | 南车眉山车辆有限公司 | 一种铁路运输车辆排管焊接方法 |
| CN102632320A (zh) * | 2012-04-09 | 2012-08-15 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种高级别耐磨钢二氧化碳气体保护焊接方法 |
| CN102632320B (zh) * | 2012-04-09 | 2016-08-24 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种高级别耐磨钢二氧化碳气体保护焊接方法 |
| CN104475920A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-04-01 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种适合于50-80mm厚钢板的气电立焊方法 |
| CN105033411A (zh) * | 2015-07-09 | 2015-11-11 | 安徽金阳金属结构工程有限公司 | 一种30mm厚16MnDR钢板的气体保护焊焊接工艺 |
| CN105149746A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-16 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种耐磨钢板免预热气体保护焊接方法 |
| CN105397243A (zh) * | 2015-11-04 | 2016-03-16 | 山东钢铁股份有限公司 | 厚规格耐磨钢板与高强度铸钢的焊接方法 |
| CN107671395A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-02-09 | 南阳淅减汽车减振器有限公司 | 减振器外筒混合气体焊接装置及其焊接方法 |
| CN109158739A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-08 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种提高耐磨钢板盖面焊道表面硬度的焊接方法 |
| CN110153583A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-08-23 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种提高q890dqp钢焊接接头强韧性的方法 |
| CN111774758A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-16 | 郑州大学 | Nm400工程机械用高强度耐磨钢板焊接配套药芯焊丝 |
| CN111774758B (zh) * | 2020-07-29 | 2021-11-26 | 郑州大学 | Nm400工程机械用高强度耐磨钢板焊接配套药芯焊丝 |
| CN113182648A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-07-30 | 南京钢铁股份有限公司 | 适用于耐磨钢板的免预热高效焊接方法 |
| CN114178664A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-15 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种nm450高强度耐磨钢富氩混合气体保护焊接方法 |
| CN114985875A (zh) * | 2022-06-01 | 2022-09-02 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种屈服强度620MPa级高强度焊接结构用调质钢板气保焊方法 |
| CN115446497A (zh) * | 2022-10-18 | 2022-12-09 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种稀土处理的nm500耐磨钢焊接方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102049597B (zh) | 2012-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102049597B (zh) | 一种高强度耐磨钢富氩混合气体保护焊接方法 | |
| CN102179606B (zh) | 一种1000MPa级非调质型高强度钢的焊接工艺 | |
| CN105149746B (zh) | 一种耐磨钢板免预热气体保护焊接方法 | |
| CN102441727B (zh) | 一种调质低合金高强钢气体保护焊接方法 | |
| CN102632320B (zh) | 一种高级别耐磨钢二氧化碳气体保护焊接方法 | |
| CN100557082C (zh) | 渗碳类重载齿类件齿面激光熔覆粉末材料及修复方法 | |
| CN102179601B (zh) | 800MPa高强度钢的CO2气保护焊接工艺 | |
| CN102363238B (zh) | 一种低温海工用厚板埋弧焊焊接工艺 | |
| CN102179602B (zh) | 一种屈服强度800MPa低合金高强钢不预热组织梯度匹配焊接工艺 | |
| CN102049599B (zh) | 一种超高强海洋结构用钢板f460z埋弧焊接方法 | |
| WO2012002563A1 (ja) | 溶接部靭性と耐遅れ破壊特性に優れた耐磨耗鋼板 | |
| CN105522262A (zh) | 屈服强度1100MPa级低合金超高强钢的焊接方法 | |
| CN101337298A (zh) | 一种低合金高强钢焊接工艺方法 | |
| CN105397243B (zh) | 厚规格耐磨钢板与高强度铸钢的焊接方法 | |
| CN103341695A (zh) | 一种改善调质低合金高强钢gmaw接头力学性能的方法 | |
| JP5445723B1 (ja) | 溶接用超高張力鋼板 | |
| CN104625342A (zh) | 一种屈服强度为500MPa级高性能桥梁钢角的焊缝焊接工艺 | |
| CN104175019A (zh) | 一种x90管线钢环焊缝用气保护实心焊丝 | |
| KR20210099627A (ko) | 고강도 강 제품 및 그 제조 방법 | |
| CN103934552A (zh) | 抗拉强度≥650MPa级工程结构用钢埋弧对接焊接方法 | |
| Bhatnagar et al. | A review on weldability of cast iron | |
| CN109158739B (zh) | 一种提高耐磨钢板盖面焊道表面硬度的焊接方法 | |
| JP7506305B2 (ja) | 大入熱溶接用高強度鋼板 | |
| JP5170212B2 (ja) | 高い降伏点を有する高張力鋼材の製造方法 | |
| CN105817746A (zh) | 900MPa级别高强钢气体保护焊接工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120725 Termination date: 20220107 |