CN111872529A - 一种堆焊应力释放裂纹处理方法 - Google Patents

一种堆焊应力释放裂纹处理方法 Download PDF

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庄铭浩
朱俊俍
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
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Abstract

本发明公开了一种堆焊应力释放裂纹处理方法，该种堆焊应力释放裂纹处理方法包括以下步骤：a、填充溶液的制作：使用水玻璃溶液作为填充溶液，或将水玻璃溶液混合高硬度陶瓷粉末作为填充溶液；b、涂料：将填充溶液涂布于具有应力释放裂纹的高碳高铬合金硬面层，使其渗入应力释放裂纹内；c固化：水玻璃溶液固化后将裂纹开口封闭，避免裂纹底部母材发生氧化或腐蚀现象。通过上述方式，本发明让高碳高铬合金硬面堆焊层不只具有耐磨性，且能应用于具高温氧化及腐蚀环境，能对裂纹边缘较脆的硬面材料提供支撑性，提高其抗冲击能力，避免裂纹周围因未受到冲撞而崩落。

Description

一种堆焊应力释放裂纹处理方法
技术领域
本发明涉及裂纹处理技术领域，特别是涉及一种堆焊应力释放裂纹处理方法。
背景技术
硬面耐磨堆焊是利用电弧方式，将硬面材料堆焊于需要耐磨保护的金属工件表面，其中高铬铸铁类型的高碳高铬合金硬面材料具有高硬度及高度抗磨粒磨耗能力，广泛的应用于中低度冲击的严重磨粒磨耗环境，如立磨、辊压机辊轮表面耐磨堆焊，或堆焊于钢板上制成堆焊复合耐磨板后，再加工成衬板、溜槽等工件后安装于需要耐磨保护的区域。
由于材料特性关系，高碳高铬合金材料于堆焊时，不易透过传统预热或缓冷方式来释放产生的焊接热应力，堆焊高碳高铬合金材料时，通常透过降低入热量或快速冷却方式，控制焊接温度，使其自然产生应力释放裂纹，若母材韧性较佳或者有高韧性打底材料层堆焊，这些硬面堆焊后产生的应力释放裂纹通常大致垂直分布于硬面层内，且不会贯穿至母材，如此应力释放裂纹的产生，能有效避免焊接热应力累积于界面上形成水平分布裂纹而造成剥落现象。
但由于此类应力释放裂纹常会延伸到母材表面，因此当使用于高温或具腐蚀环境时，虽然高碳高铬合金本身具备一定之耐高温氧化及耐腐蚀特径，但氧化及腐蚀状况仍会透过裂纹而在母材界面产生，进而产生水平方向延伸，严重时会造成界面裂化硬面层剥落，而使工件失效，此外，但于特定工况下，由于操作压力较大，工件表面的应力释放裂纹可能过于密集，造成硬面层裂纹周围无足够支撑，使得硬面呈现小颗粒状剥落或大范围片状剥落等异常现象，使得工件使用寿命降低，甚至失效，基于以上缺陷和不足，有必要对现有的技术予以改进，设计出一种堆焊应力释放裂纹处理方法。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种堆焊应力释放裂纹处理方法，让高碳高铬合金硬面堆焊层不只具有耐磨性，且能应用于具高温氧化及腐蚀环境，能对裂纹边缘较脆的硬面材料提供支撑性，提高其抗冲击能力，避免裂纹周围因未受到冲撞而崩落。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种堆焊应力释放裂纹处理方法，该种堆焊应力释放裂纹处理方法包括- 以下步骤：
a、填充溶液的制作：使用水玻璃溶液作为填充溶液，或将水玻璃溶液混合高硬度陶瓷粉末作为填充溶液；
b、涂料：将填充溶液涂布于具有应力释放裂纹的高碳高铬合金硬面层，使其渗入应力释放裂纹内；
c、固化：水玻璃溶液固化后将裂纹开口封闭，避免裂纹底部母材(通常为低碳钢或低合金钢材料)处发生氧化或腐蚀现象。
优选的是，所述高硬度陶瓷粉末采用氧化铝、二氧化硅或碳化硅。
优选的是，所述高硬度陶瓷粉末粒度小于50目。
优选的是，所述水玻璃溶液采用于空气中可自然固化、于高浓度二氧化碳环境下加速固化或200度以上高温烘烤加速固化中任意一种固化方式。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
能使其用于高温氧化或具腐蚀性环境，不会因为裂纹存在而使内部母材发生氧化或腐蚀而使界面产生劣化或裂纹延伸造成硬面剥落失效，让高碳高铬合金硬面堆焊层不只具有耐磨性，且能应用于具高温氧化及腐蚀环境；
裂纹被固化的水玻璃或者水玻璃加陶瓷颗粒的复合材料填充，能对裂纹边缘较脆的硬面材料提供支撑性，提高其抗冲击能力，避免裂纹周围因未受到冲撞而崩落。
具体实施方式
下面对本发明较佳实施例进行详细阐述，以使发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明实施例包括：
一种堆焊应力释放裂纹处理方法，该种堆焊应力释放裂纹处理方法包括以下步骤：
a、填充溶液的制作：使用水玻璃溶液作为填充溶液，或将水玻璃溶液混合高硬度陶瓷粉末作为填充溶液；
b、涂料：将填充溶液涂布于具有应力释放裂纹的高碳高铬合金硬面层，使其渗入应力释放裂纹内；
c、固化：水玻璃溶液固化后将裂纹开口封闭，避免裂纹底部母材(通常为低碳钢或低合金钢材料)处发生氧化或腐蚀现象，能使其用于高温氧化或具腐蚀性环境，不会因为裂纹存在而使内部母材发生氧化或腐蚀而使界面产生劣化或裂纹延伸造成硬面剥落失效，让高碳高铬合金硬面堆焊层不只具有耐磨性，且能应用于具高温氧化及腐蚀环境。
所述高硬度陶瓷粉末采用氧化铝、二氧化硅或碳化硅，所述高硬度陶瓷粉末粒度小于50目，可提高水玻璃填充部位的耐磨性，避免裂纹处耐磨性不足而快速磨损，能对裂纹边缘较脆的硬面材料提供支撑性，提高其抗冲击能力，避免裂纹周围因未受到冲撞而崩落。
所述水玻璃溶液采用于空气中可自然固化、于高浓度二氧化碳环境下加速固化或200度以上高温烘烤加速固化中任意一种固化方式，并去除残余水分。
本发明一种堆焊应力释放裂纹处理方法，让高碳高铬合金硬面堆焊层不只具有耐磨性，且能应用于具高温氧化及腐蚀环境，能对裂纹边缘较脆的硬面材料提供支撑性，提高其抗冲击能力，避免裂纹周围因未受到冲撞而崩落。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种堆焊应力释放裂纹处理方法，其特征在于：该种堆焊应力释放裂纹处理方法包括以下步骤：
a、填充溶液的制作：使用水玻璃溶液作为填充溶液，或将水玻璃溶液混合高硬度陶瓷粉末作为填充溶液；
b、涂料：将填充溶液涂布于具有应力释放裂纹的高碳高铬合金硬面层，使其渗入应力释放裂纹内；
c、固化：水玻璃溶液固化后将裂纹开口封闭，避免裂纹底部母材(通常为低碳钢或低合金钢材料)处发生氧化或腐蚀现象。
2.根据权利要求1所述的一种堆焊应力释放裂纹处理方法，其特征在于：所述高硬度陶瓷粉末采用氧化铝、二氧化硅或碳化硅。
3.根据权利要求1所述的一种堆焊应力释放裂纹处理方法，其特征在于：所述高硬度陶瓷粉末粒度小于50目。
4.根据权利要求1所述的一种堆焊应力释放裂纹处理方法，其特征在于：所述水玻璃溶液采用于空气中可自然固化、于高浓度二氧化碳环境下加速固化或200度以上高温烘烤加速固化中任意一种固化方式。
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