CN111037038B - 一种场桥回转小车耐磨轨道焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种场桥回转小车新型耐磨轨道焊接工艺，所述场桥回转小车新型耐磨轨道包括由方钢拼接成的轨道体和承轨构件，且轨道体焊于承轨构件上；所述焊接工艺包括轨道对接焊接以及轨道体与承轨构件的角焊缝焊接。本发明的优点在于：本发明从原材料选取来初步优化轨道表面硬度，然后对轨道焊接区域先采用预加热，再进行焊接的方式，且预加热过程中通过选用侧面下部区域为加热区域，有效避免加热火焰触及轨道表面，并结合特定的工艺参数，进而能够大大提高轨道表面硬度；此外，本发明的焊接工艺无需将轨道焊接后，再进行整体热处理，热处理和焊接几乎同步进行，能够加快生产进度，且无需多次对轨道进行热处理，因而可以大大降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种轨道焊接工艺，特别涉及一种场桥回转小车耐磨轨道焊接工艺。
背景技术
场桥轨道吊小车架属于全回转形式的其主小车回转轨道传统制作是采用材质Q345B的方钢焊接在主小车结构上，待整体机加工完成后对回转轨道踏面淬火来提高轨道表面硬度。实践证明即使专业热处理厂家多次对轨道进行热处理也难达到要求，增加了生产成本并延误生产进度。
随着我国冶金行业的飞速发展，炼钢、轧钢设备和技术不断提高，钢铁行业开发出适应市场需求的不同质量等级的钢板，其中耐磨钢具有高硬度、高强度和极佳的冲击韧性等综合性能，成为一种用途广泛的理想材料。市场有普通耐磨钢板、高等级耐磨钢板和极佳冲击韧性耐磨钢板等产品系列，厚度在8～150mm之间，最高硬度高达500HBW。耐磨钢板用途涉及地下矿井、水泥工业、筑路行业、采矿石和露天矿及冶金行业等设备耐磨部件。
因此，研发一种能够大大提高轨道表面硬度、降低生产成本且加快生产进度的场桥回转小车耐磨轨道焊接工艺是非常有必要的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够大大提高轨道表面硬度、降低生产成本且加快生产进度的场桥回转小车耐磨轨道焊接工艺。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种场桥回转小车耐磨轨道焊接工艺，所述场桥回转小车耐磨轨道包括由方钢拼接成的轨道体和承轨构件，且轨道体焊于承轨构件上；其创新点在于：所述焊接工艺包括轨道对接焊接以及轨道体与承轨构件的角焊缝焊接，
所述轨道对接焊接，包括如下步骤：
步骤1：选用轨道材料：选用表面布氏硬度为370～430HBW的WNM400A耐磨钢作为轨道体拼接材料；
步骤2：WNM400A耐磨钢预热：将WNM400A耐磨钢置于衬垫上，相邻两WNM400A耐磨钢之间进行对接焊，形成完整的轨道体；以WNM400A耐磨钢的对接焊面底部外侧点为起点，WNM400A耐磨钢长度的5/8为长，WNM400A耐磨钢宽度的1/2为宽，形成WNM400A耐磨钢侧面加热区，然后对WNM400A耐磨钢侧面加热区来回均匀移动加热，使WNM400A耐磨钢对接焊面的5/6高度以下区域的温度在125℃～175℃；
步骤3：WNM400A耐磨钢对接焊：在相邻WNM400A耐磨钢的对接焊面底部通过手工电弧焊分别进行与WNM400A耐磨钢连接的第一道焊和第二道焊，再再在第一道焊和第二道焊之间进行与第一道焊和第二道焊搭接的第三道焊，然后由对接焊面自下而上依次完成三道焊，以此类推，总共进行60道焊；其中，1～36道焊采用CHE50为焊接材料，37～60道焊采用CHE857CrNi为焊接材料；待整个焊接完成，立即用多层三防布对焊缝保温，待48小时后进行100％UT+100％MT探伤；
所述轨道体与承轨构件的角焊缝焊接，包括如下步骤：
步骤1：选用承轨构件材料：选用表面布氏硬度为375～385HBW的Q345D钢板作为承轨构件材料；
步骤2：轨道体预热：将完整的轨道体置于承轨构件上，轨道体与承轨构件的角焊缝焊接；以轨道体与承轨构件相交的轨道体底边为长，轨道体高度的1/2为宽，形成轨道体侧面加热区，然后由承轨构件向轨道体侧面加热区均匀移动加热，使轨道体侧面的5/6高度以下区域的温度在125℃～150℃；
步骤3：轨道体与承轨构件的角焊缝焊接：通过药芯焊丝，CO2气体保护焊对承轨构件上的轨道体一侧底部进行第一道焊，然后再在轨道体另一侧底部依次进行第二道焊和第三道焊，且第一道焊、第二道焊和第三道焊均采用Supercored71H为焊接材料；焊接过程中，随焊使用多层三防布对焊缝保温，待48小时后进行100％MT探伤。
进一步地，所述WNM400A耐磨钢包括以下质量分数的化学成分：C≤0.30％，Si≤0.70％，Mn≤1.60％，P≤0.025％，S≤0.010％，Cr≤1.00％，Ni≤0.70％，Mo≤0.50％，Ti≤0.050％，B 0.0005％～0.006％，Als≥0.010％。
进一步地，所述轨道对接焊接的步骤3中，1～36道焊缝厚度为55～60mm，焊接电流180～190A，焊接电压28～30V；37～60道焊缝厚度为30～35mm，焊接电流180～190A，焊接电压28～30V。
进一步地，所述轨道体与承轨构件的角焊缝焊接的步骤3中，第一道焊的焊接电流为260A，焊接电压为30V，第二道焊和第三道焊的焊接电流为255～258A，焊接电压为28～29V。
本发明的优点在于：本发明场桥回转小车耐磨轨道焊接工艺，通过采用耐磨钢WNM400A为轨道材料，即从原材料选取来初步优化轨道表面硬度，然后通过对轨道焊接工艺优化，即对焊接区域先采用预加热，再进行焊接的方式，且预加热过程中通过选用侧面下部区域为加热区域，有效避免加热火焰触及轨道表面，并结合特定的工艺参数，进而能够大大提高轨道表面硬度；此外，本发明的焊接工艺无需将轨道焊接后，再进行整体热处理，热处理和焊接几乎同步进行，能够加快生产进度，且无需多次对轨道进行热处理，因而可以大大降低生产成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明场桥回转小车耐磨轨道焊接工艺中WNM400A耐磨钢对接焊及焊道分布图。
图2为本发明场桥回转小车耐磨轨道焊接工艺中WNM400A耐磨钢加热位置及温度测量示意图。
图3为本发明场桥回转小车耐磨轨道焊接工艺中轨道体与承轨构件的角焊缝焊接及焊道分布图。
图4为本发明场桥回转小车耐磨轨道焊接工艺中轨道体与承轨构件的角焊缝焊接的加热位置及温度测量示意图。
图5为本发明场桥回转小车耐磨轨道焊接工艺中对轨道对接焊接宏观腐蚀试样图。
图6为本发明场桥回转小车耐磨轨道焊接工艺中对轨道对接焊接硬度测试位置图。
图7为本发明场桥回转小车耐磨轨道焊接工艺中轨道体与承轨构件的角焊缝焊接宏观腐蚀试样图。
图8为本发明场桥回转小车耐磨轨道焊接工艺中轨道体与承轨构件的角焊缝焊接第一次硬度测试位置图。
图9为本发明场桥回转小车耐磨轨道焊接工艺中轨道体与承轨构件的角焊缝焊接第二次硬度测试位置图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例
本实施例场桥回转小车耐磨轨道焊接工艺，所述场桥回转小车耐磨轨道包括由方钢拼接成的轨道体和承轨构件，且轨道体焊于承轨构件上；该焊接工艺包括轨道对接焊接以及轨道体与承轨构件的角焊缝焊接。
轨道对接焊接，包括如下步骤：
步骤1：选用轨道材料：选用表面布氏硬度为395HBW的WNM400A耐磨钢作为轨道体拼接材料，其中，WNM400A耐磨钢包括以下质量分数的化学成分：C 0.18％，Si 0.33％，Mn0.95％，P 0.008％，S 0.002％，Cr 0.75％，Ni 0.28％，Mo 0.32％，Ti 0.025％，B0.0025％，Als 0.06％；
步骤2：WNM400A耐磨钢预热：将WNM400A耐磨钢置于衬垫上，相邻两WNM400A耐磨钢之间进行对接焊，形成完整的轨道体；如图2所示，以WNM400A耐磨钢的对接焊面底部外侧点为起点，WNM400A耐磨钢长度的5/8为长，WNM400A耐磨钢宽度的1/2为宽，形成WNM400A耐磨钢侧面加热区，然后对WNM400A耐磨钢侧面加热区来回均匀移动加热，使WNM400A耐磨钢对接焊面的5/6高度以下区域的温度在125℃～175℃；
步骤3：WNM400A耐磨钢对接焊：如图1所示，在相邻WNM400A耐磨钢的对接焊面底部通过手工电弧焊分别进行与WNM400A耐磨钢连接的第一道焊和第二道焊，再再在第一道焊和第二道焊之间进行与第一道焊和第二道焊搭接的第三道焊，然后由对接焊面自下而上依次完成三道焊，以此类推，总共进行60道焊；其中，1～36道焊采用CHE50为焊接材料，37～60道焊采用CHE857CrNi为焊接材料；1～36道焊缝厚度为55～60mm，焊接电流180～190A，焊接电压28～30V；37～60道焊缝厚度为30～35mm，焊接电流180～190A，焊接电压28～30V；待整个焊接完成，立即用多层三防布对焊缝保温，待48小时后进行100％UT+100％MT探伤；
所述轨道体与承轨构件的角焊缝焊接，包括如下步骤：
步骤1：选用承轨构件材料：选用表面布氏硬度为375～385HBW的Q345D钢板作为承轨构件材料；
步骤2：轨道体预热：将完整的轨道体置于承轨构件上，轨道体与承轨构件的角焊缝焊接；如图4所示，以轨道体与承轨构件相交的轨道体底边为长，轨道体高度的1/2为宽，形成轨道体侧面加热区，然后由承轨构件向轨道体侧面加热区均匀移动加热，使轨道体侧面的5/6高度以下区域的温度在125℃～150℃；
步骤3：轨道体与承轨构件的角焊缝焊接：如图3所示，通过药芯焊丝，CO2气体保护焊对承轨构件上的轨道体一侧底部进行第一道焊，然后再在轨道体另一侧底部依次进行第二道焊和第三道焊，且第一道焊、第二道焊和第三道焊均采用Supercored71H为焊接材料；第一道焊的焊接电流为260A，焊接电压为30V，第二道焊和第三道焊的焊接电流为255～258A，焊接电压为28～29V；焊接过程中，随焊使用多层三防布对焊缝保温，待48小时后进行100％MT探伤。
1.对轨道对接焊接进行检验测试
1.1宏观腐蚀和硬度测试
试样经10％硝酸酒精溶液腐蚀，未见缺陷，见图5。硬度试验测量位置见图6,结果见表1。
表1硬度测量结果
1.2测试结果
考虑实际生产中还需加工余量约10mm，试验结果主要看距轨道表面10mm及以下硬度值，从.上表可看出10mm～30mm范围内整个接头硬度值情况:母材、焊缝中心平均硬度值HV10分别为356、329符合技术要求；热影响区出现软化现象硬度平均值HV10 288较技术要求下降约9％。
2.对轨道体与承轨构件的角焊缝进行检验测试
2.1宏观腐蚀和硬度测试
试样经10％硝酸酒精溶液腐蚀，未见缺陷，见图7。
硬度试验分两次，第一次对试件表面分别加工掉2mm和10mm进行布氏硬度测量,测试位置见图8，结果见表2。第二次测试位置见图9和结果见表2。
表2第一次硬度测试结果
表3第二次硬度测试结果
2.2测试结果
轨道体与承轨构件的轨道表面加工2mm、10mm以及距加工后的轨道面20mm处平均硬度值均符合技术要求。
综上所述，对厚度90mm的方钢轨道焊接后距轨道面30mm范围内硬度值(除对接焊缝热影响区软化外)完全符合设计要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种场桥回转小车耐磨轨道焊接工艺，所述场桥回转小车耐磨轨道包括由方钢拼接成的轨道体和承轨构件，且轨道体焊于承轨构件上；其特征在于：所述焊接工艺包括轨道对接焊接以及轨道体与承轨构件的角焊缝焊接，
所述轨道对接焊接，包括如下步骤：
步骤1：选用轨道材料：选用表面布氏硬度为370～430HBW的WNM400A耐磨钢作为轨道体拼接材料；
步骤2：WNM400A耐磨钢预热：将WNM400A耐磨钢置于衬垫上，相邻两WNM400A耐磨钢之间进行对接焊，形成完整的轨道体；以WNM400A耐磨钢的对接焊面底部外侧点为起点，WNM400A耐磨钢长度的5/8为长，WNM400A耐磨钢宽度的1/2为宽，形成WNM400A耐磨钢侧面加热区，然后对WNM400A耐磨钢侧面加热区来回均匀移动加热，使WNM400A耐磨钢对接焊面的5/6高度以下区域的温度在125℃～175℃；
步骤3：WNM400A耐磨钢对接焊：在相邻WNM400A耐磨钢的对接焊面底部通过手工电弧焊分别进行与WNM400A耐磨钢连接的第一道焊和第二道焊，再在第一道焊和第二道焊之间进行与第一道焊和第二道焊搭接的第三道焊，然后由对接焊面自下而上依次完成三道焊，以此类推，总共进行60道焊；其中，1～36道焊采用CHE50为焊接材料，37～60道焊采用CHE857CrNi为焊接材料；待整个焊接完成，立即用多层三防布对焊缝保温，待48小时后进行100％UT+100％MT探伤；
所述轨道体与承轨构件的角焊缝焊接，包括如下步骤：
步骤1：选用承轨构件材料：选用表面布氏硬度为375～385HBW的Q345D钢板作为承轨构件材料；
步骤2：轨道体预热：将完整的轨道体置于承轨构件上，轨道体与承轨构件的角焊缝焊接；以轨道体与承轨构件相交的轨道体底边为长，轨道体高度的1/2为宽，形成轨道体侧面加热区，然后由承轨构件向轨道体侧面加热区均匀移动加热，使轨道体侧面的5/6高度以下区域的温度在125℃～150℃；
步骤3：轨道体与承轨构件的角焊缝焊接：通过药芯焊丝，CO2气体保护焊对承轨构件上的轨道体一侧底部进行第一道焊，然后再在轨道体另一侧底部依次进行第二道焊和第三道焊，且第一道焊、第二道焊和第三道焊均采用Supercored71H为焊接材料；焊接过程中，随焊使用多层三防布对焊缝保温，待48小时后进行100％MT探伤。
2.根据权利要求1所述的场桥回转小车耐磨轨道焊接工艺，其特征在于：所述WNM400A耐磨钢包括以下质量分数的化学成分：C≤0.30％，Si≤0.70％，Mn≤1.60％，P≤0.025％，S≤0.010％，Cr≤1.00％，Ni≤0.70％，Mo≤0.50％，Ti≤0.050％，B 0.0005％～0.006％，Als≥0.010％。
3.根据权利要求1所述的场桥回转小车耐磨轨道焊接工艺，其特征在于：所述轨道对接焊接的步骤3中，1～36道焊缝厚度为55～60mm，焊接电流180～190A，焊接电压28～30V；37～60道焊缝厚度为30～35mm，焊接电流180～190A，焊接电压28～30V。
4.根据权利要求1或2或3所述的场桥回转小车耐磨轨道焊接工艺，其特征在于：所述轨道体与承轨构件的角焊缝焊接的步骤3中，第一道焊的焊接电流为260A，焊接电压为30V，第二道焊和第三道焊的焊接电流为255～258A，焊接电压为28～29V。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12304011B2 (en) * | 2021-04-07 | 2025-05-20 | Dezhou University | Rail welding method and device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| CN111037038A (zh) | 2020-04-21 |
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