CN113275704B - 一种铸钢转子体横梁表面堆焊耐磨层的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铸钢转子体横梁表面堆焊耐磨层的工艺方法，采用多种材质焊丝分层堆焊，底层焊接为过渡层，可以起到止裂、预热作用，上层堆焊为工作层，具备较高耐磨耐冲击性能，采用合理的焊接顺序和简易焊接变位工装保证在水平位置下焊接，预热200℃~250℃，焊接过程保证层间温度高于预热温度，焊接后保温6小时，然后再进行磁粉探伤，解决了铸钢件表面堆焊高硬度耐磨材料极易出现裂纹的难题。本发明堆焊工艺方法操作简单，焊接成型美观，耐磨焊缝出现裂纹的几率很低，对工人的技能水平要求不高，焊接质量稳定，提高了生产效率，降低了生产成本。

Description

一种铸钢转子体横梁表面堆焊耐磨层的方法
技术领域
本发明涉及焊接工艺技术领域，具体是一种铸钢转子体横梁表面堆焊耐磨层的方法。
背景技术
移动反击式破碎站在矿山生产和建筑垃圾处理等行业广泛应用，主机转子体是反击式破碎站的核心部件，由中心管、支架、转子体横梁、挡料条拼焊组成。转子体横梁材料为中碳钢铸件ZG270，强度和硬度较高，其表面要求堆焊耐磨层，焊缝高度为8mm、宽度为20mm，硬度不小于55HRC。铸钢ZG270的含碳量为0.4%，焊接性能较差，铸钢件表面硬度比较高，且表面含有较多的杂质，铸钢件与耐磨材料的化学成分和线膨胀系数差异比较大，直接在铸钢件表面堆焊耐磨层，产生冷裂纹的几率极大。必须选用合理的焊接方法，采用预热保温等手段减少焊缝冷却梯度和避免产生淬硬组织，减少焊缝的开裂倾向。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种铸钢转子体横梁表面堆焊耐磨层的方法，焊缝成型好、无裂纹、焊接效率高、操作方便简单。
本发明采用的技术方案：一种铸钢转子体横梁表面堆焊耐磨层的方法，包括以下步骤：
S1：在铸钢转子体横梁表面划分出3条环焊缝和5条纵焊缝，其中，3条环焊缝从左到右依次编号为8、6、7；5条纵焊缝从上到下依次编号为5、2、1、3、4；单条焊缝设计为三层五道，底层2道焊接为过渡层，中层2道和上层1道堆焊为耐磨层，5个焊道按照从右到左，从下到上的顺序依次编号为a、b、c、d、e道；
S2：焊接顺序：依次焊接序号1-5的纵焊缝，再焊接序号6-8的环焊缝，每条焊缝的层道形式均为步骤S1中描述的三层五道；
S3：预热：焊前预热至200-250，预热喷头采用喷火嘴；
S4：过渡层焊接：ab道的焊丝选用ER50-6，直径为1.2mm，电流I=240~280A，电压U=26~30V，依次焊接序号为1-5纵焊缝的ab道后，再焊接序号为6-8环焊缝的ab道，环焊缝由铸件延伸至转子体支架一端20mm；
S5：耐磨层焊接：cde道的焊丝选用伊萨60GM，直径为1.6mm的药芯焊丝，电流I=290±10A，电压U=31±1V；依次焊接序号为1-5纵焊缝的cde道后，再焊接序号为6-8环焊缝的cde道，环焊缝由铸件延伸至转子体支架一端20mm；
S6：焊接过程中保证层间温度不低于预热温度，焊接完成后用保温棉缠绕铸件并裹紧，保温时间为6h；
S7：焊接保温结束后放置48h进行磁粉探伤。
优选的，采用的焊接方法为富氩的熔化极气体保护焊，气体成分为84%Ar+16%CO2，气体流量为15~20L/min，电流极性为直流反接。
优选的，焊接位置为平焊。
优选的，采用多层多道焊接，每层焊道的厚度控制在3mm以内，焊缝重叠量为30%~40%。
附图说明
图1为本发明的铸钢表面堆焊焊缝形式及编号图；
图2为本发明单个焊缝的层道图；
图3为本发明实施例中回转工件简易变位工装的使用效果图；
图中，9为支座、10为带轴承的法兰组件、11为拉紧双头螺杆、12为芯轴。
具体实施方式
为了进一步说明本发明的技术细节及其优点，现结合附图和实施例进行说明。
为了保证在水平位置下焊接，本实施例中还用到了回转工件简易变位工装，如图3所示，主要由支座9、芯轴12、带轴承的法兰组件10、拉紧式双头螺杆11、螺母等组成。
主机转子体是移动反击式破碎站的核心部件，在破碎物料过程中承受各种外来物料的高速冲击与剧烈磨损，为提升破碎站的整机工作寿命，转子体表面堆焊一层高硬度耐磨层。采用熔化极气体保护焊（GMAW）焊接方法和简易焊接变位工装使焊道位于水平位置下进行施焊作业，采用了本发明的铸件材料表面堆焊高硬度耐磨材料的焊接工艺步骤如下：
S1：在铸钢转子体横梁表面划分出3道环焊缝和5道纵焊缝，其中，3道环焊缝从左到右依次编号为8、6、7；5道纵焊缝从上到下依次编号为5、2、1、3、4；单条焊缝设计为三层五道，底层2道焊接为过渡层，中层2道和上层1道堆焊为耐磨层，5个焊道按照从右到左，从下到上的顺序依次编号为a、b、c、d、e道；
S2：焊接顺序：依次焊接序号1-5的纵焊缝，再焊接序号6-8的环焊缝，每条焊缝的层道形式均为步骤S1中描述的三层五道；采用这种焊接顺序优点为由内向外焊接，散热速度慢，产生延迟裂纹的几率低，采用对称焊的焊接焊接顺序工件焊接变形和残余应力最小。
S3：预热：焊前预热至200-250，预热喷头采用喷火嘴；
S4：过渡层焊接：ab道的焊丝选用ER50-6，直径为1.2mm，电流I=240~280A，电压U=26~30V，依次焊接序号为1-5纵焊缝的ab道后，再焊接序号为6-8环焊缝的ab道，环焊缝由铸件延伸至转子体支架一端20mm；
S5：耐磨层焊接：cde道的焊丝选用伊萨60GM，直径为1.6mm的药芯焊丝，电流I=290±10A，电压U=31±1V；依次焊接序号为1-5纵焊缝的cde道后，再焊接序号为6-8环焊缝的cde道，环焊缝由铸件延伸至转子体支架一端20mm；
S6：焊接过程中保证层间温度不低于预热温度，要求同一铸件上的8条耐磨焊道应一次焊完，焊接完成后用保温棉缠绕铸件并裹紧，保温时间为6h；
S7：焊接保温结束后放置48h进行磁粉探伤, 探伤合格后转至下道工序。
本实施例中，采用的焊接方法为富氩的熔化极气体保护焊，气体成分为84%Ar+16%CO2，气体流量为15~20L/min，电流极性为直流反接，焊接位置为平焊，配合回转工件简易变位工装，通过人工作为驱动力可以轻松实现回转零件围绕芯轴中心线360度旋转，焊道均可处在水平位置状态下焊接。焊接采用多层多道焊接，每层焊道的厚度控制在3mm以内，焊缝重叠量为30%~40%。
实践表明，本发明的有益效果是采用本发明堆焊方法，工艺手段简单，焊接成型美观，耐磨焊缝出现裂纹的几率很低，对工人的技能水平要求不高，焊接质量稳定，提高了生产效率和一次焊接合格率，降低了生产成本。
本发明采用焊前预热200℃-250℃，焊接过程保证层间温度高于预热温度，焊后保温6小时等方法；可以延缓焊缝的冷却速度，防止延迟裂纹的产生；采用多层多道焊和合理的焊接顺序，有效减少热输入，控制焊接变形，改善焊接过程的残余应力分布状态。通过堆焊过渡层金属ER50-6韧性较好的材料，解决转子体堆焊层焊缝易开裂的难题。过渡层具备两重作用，一是它具有良好的韧性，可以起到打底层止裂作用，二是可以起到对基体材料加热和耐磨焊道预热，减缓耐磨焊道的冷却速度，有效阻止冷裂纹的产生。通过采用简易变位工装，保证焊道位于水平位置下焊接，可获得良好的焊缝质量。

Claims (4)

1.一种铸钢转子体横梁表面堆焊耐磨层的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：在铸钢转子体横梁表面划分出3条环焊缝和5条纵焊缝，其中，3条环焊缝从左到右依次编号为8、6、7；5条纵焊缝从上到下依次编号为5、2、1、3、4；单条焊缝设计为三层五道，底层2道焊接为过渡层，中层2道和上层1道堆焊为耐磨层，5个焊道按照从右到左，从下到上的顺序依次编号为a、b、c、d、e道；
S2：焊接顺序：依次焊接序号1-5的纵焊缝，再焊接序号6-8的环焊缝，每条焊缝的层道形式均为步骤S1中描述的三层五道；
S3：预热：焊前预热至200-250摄氏度，预热喷头采用喷火嘴；
S4：过渡层焊接：ab道的焊丝选用ER50-6，直径为1.2mm，电流I=240~280A，电压U=26~30V，依次焊接序号为1-5纵焊缝的ab道后，再焊接序号为6-8环焊缝的ab道，环焊缝由铸件延伸至转子体支架一端20mm；
S5：耐磨层焊接：cde道的焊丝选用伊萨60GM，直径为1.6mm的药芯焊丝，电流I=290±10A，电压U=31±1V；依次焊接序号为1-5纵焊缝的cde道后，再焊接序号为6-8环焊缝的cde道，环焊缝由铸件延伸至转子体支架一端20mm；
S6：焊接过程中保证层间温度不低于预热温度，焊接完成后用保温棉缠绕铸件并裹紧，保温时间为6h；
S7：焊接保温结束后放置48h进行磁粉探伤。
2.根据权利要求1所述的一种铸钢转子体横梁表面堆焊耐磨层的方法，其特征在于：采用的焊接方法为富氩的熔化极气体保护焊，气体成分为84%Ar+16%CO2，气体流量为15~20L/min，电流极性为直流反接。
3.根据权利要求1所述的一种铸钢转子体横梁表面堆焊耐磨层的方法，其特征在于：焊接位置为平焊。
4.根据权利要求1所述的一种铸钢转子体横梁表面堆焊耐磨层的方法，其特征在于：采用多层多道焊接，每层焊道的厚度控制在3mm以内，焊缝重叠量为30%~40%。
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