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1、JFE400高强度耐磨钢的焊接工艺研究 JFE400高强度耐磨钢的焊接工艺研究 摘 要：随着煤炭市场的开展、机械化采煤程度的提高、大型运输设备综采刮板输送机不断增大投入，并具有较高的耐磨特性、性能可靠、平安性能高的方面特性。目前刮板输中板有不少厂家采用NM450高强度耐磨钢，在生产焊接的工作中极易产生热影响机械性能的变化，高强度的耐磨钢在焊接后容易发生冷裂纹及淬硬组织，需要对低合金高强度钢进行焊接，同时根据母材的材质和机械特性，从工艺的需求，对焊接前做好准备工作，选择焊接的材料工艺程序、工艺焊接控制及热处理进行研究。 关键词：高强度；耐磨钢；焊接工艺 1 JFE合金耐磨钢主要成分及力学性能 J
2、FE耐磨钢从20世纪50年代后半期初开始率先生产和销售耐磨钢板，作为重要材料被广泛应用在工程机械、矿山 机械、农业机械上。该型号炼钢时减少了添加的元素，且是添加硼的单纯成分系列，是重点追求钢板硬度的产品，被广泛应用矿山机械、煤矿机械、环保机械、工程机械等。 JFE耐磨钢从20世纪50年代后期开始进行耐磨钢板的生产和销售，同时成为重要的材料被广泛使用在工程的机械领域、矿山机械及其农业机械方面。JFE400高强度耐磨钢的型号在生产过程中减少了增加的成分，并且是添加硼系列的单纯因素，也是生产要求关键达标的钢板硬度的品种，被广泛应用矿山机械、煤矿机械、环保机械、工程机械等。 2 JFE合金耐磨钢切割工
3、艺要求 JFE合金耐磨钢切割面不能与一般的钢板同样施工，基于切割面的硬度较高，加大防止钢板生产的制造发生的裂纹，必须防范在气割施工过程中出现缺口现象。因此，在气割面上不造成“缺口的幅度范围增加气压、氧压，减缓切割速度，到达切割工艺要求。同时要求钢板在150以下进行预热，或者进行后补加热，预热温度超过150时会降低材料的外表硬度，特别是小件切割时要特别注意。 3 JFE合金耐磨钢弯曲加工工艺要求 我们在加工过渡槽中板时需要对耐磨板进行弯曲加工，由于JFE耐磨板坚硬，弯曲加工时比高强度钢还要难，由于上述原因一般不采取热弯，由于加热温度低起不到弯曲时提高金属塑性的目的，加热温度高降低了材料的硬度达不
4、到使用硬度的要求，因此弯曲加工时采取弯曲方向应与板材扎制方向垂直，有利于加工，同时防止板材纹理方向的原因产生的弯曲微观裂纹或开裂，确保材料的使用性能。 4 JFE合金耐磨钢弯焊接工艺要求 4.1 焊接材料的选择 JFE耐磨钢与普通钢结构有很大差异，特别是在高硬度、高强度的钢板机械性能方面有明显的不同。 在实施焊接过程中，特别是防范焊接过程中造成的裂纹问题，必须采取严格的施工程序。例如低温产生的裂纹或延迟造成的裂纹现象，在多数情形下，一般焊接金属中所具有的氢气会朝母材进行扩散，往往造成氢致裂纹。所以在焊接JFE耐磨钢时选择焊接材料，焊前工艺准备相当重要。 对焊接材料过程中，一般建议采取低氢系及超
5、低氢系的焊接材料进行生产施工。在实施CO焊接工程中，建议采取实心焊丝较为保险。而低强度水平的焊接材料一般不容易造成低温裂纹。但由于刮板输送中板，过渡槽等焊道的耐磨性要求较高，所以在焊接时采用GH70焊丝焊接。 4.2 坡口加工、装配及点组定位焊接 JFE400高强度耐磨钢刮板机的中部槽的强度具有较高的要求，因此必须对JFE400高强度耐磨钢板材进行清理切割面的氧化渣，同时坡口加工程序的工艺也有很高的要求，坡口制作使用数控等离子进行机割生产或机械加工方式，在坡口的两面50mm的幅度内，严格清理坡口层面含有的水渍、油污及锈渍等杂质。为防范在焊接中定位焊缝裂纹，定位焊的焊接材料应与焊接施工中采取相同
6、的材料。 4.3 预热焊接前应进行适当预热 根据碳当量Ceq = C + Mn / 6 + / 15 + / 5工时计算Ceq=0.421， 25+0.091+0.08=0.421，-焊接性中等，Ceq0.45%，焊接过程中发生淬硬问题。对于低合金高强度钢，在母材碳当量0.35%时应采取预热方法，同时刮板输送机用板为厚度为40mm、50mm，材料厚，强度要求高，为保障均匀受热，对部件装配及点组后，应使用全部预热方法实施预热，预热温度范围100150。焊前预热具有防范裂纹的功能，减少焊缝和热影响区冷却的速度的效果，预热后实施焊接。焊接工程中层间的温度控制范围120150。 4.4 焊接工艺参数确
7、实定 JFE400高强度耐磨钢热影响区极易发生低塑性淬硬组织，淬硬问题伴随材料厚度加大而增大，极易发生冷裂纹现象。以降低淬硬问题考虑，使用大焊接线能量较为方便，而这种钢材的淬硬问题会出现的更多，使用增加线能量很难免于马氏体的形成，会进一步加大奥氏体的过热及加大奥氏体的稳定，促进粗大马氏体的形成，造成热影响区的脆化现象变得更加复杂，对此防范热影响区脆化的工艺程序主要实施小的线能量，尽量降低在高温区施工时间，免于奥氏体的过热，加大奥氏体因素的不均问题，进而减少奥氏体的稳定性，同时使用低温预热和缓冷方法，这些措施对改变热影响区的性能非常有利，并使用多层面、多焊方式，加大焊接次数会导致焊缝的高度和板材
8、的厚度的变化而产生新的情况。 4.5 JFE400高强度耐磨钢焊接后热处理及打磨 JFE400高强度耐磨钢中板较厚且大，焊接剩余应力很大，施工环境复杂，承受动载荷，具有应力腐蚀问题并要求尺寸较为稳定，需要低温去氢回火焊后的热处理。焊后热处理的目的是有效的处理焊接内应回力，加大抗应力的腐蚀，改变接头组织和力学的性能，热处理后焊缝外表和工件外表的飞溅物应及时打磨处理、清洗。 参考文献： 【1】吴涛，刘宝良，武杰，张仪杰.高强耐磨钢板直接淬火板型控制工艺研究J.宽厚板，2021. 【2】麻衡，周平，刘军刚，吴德发，代平.回火温度对NM360耐磨钢组织与性能的影响J.金属热处理，2021. 【3】刘军刚，袁林，王玮，刘宁.耐磨钢生产研究现状与分析J.山东冶金，2021. 【4】柳翊，谢敬佩，杨涤心，王文焱，王爱琴.新型高强耐磨钢的组织与性能研究J.矿山机械，2021.
