中锰耐磨钢与30MnSi槽帮钢熔化极气体保护焊工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明创造属于耐磨钢烙化极气体保护焊焊接工艺领域，尤其是设及一种中儘耐 磨钢与30MnSi槽帮钢烙化极气体保护焊工艺。
【背景技术】
[0002] 自20世纪80年代W来，国内外刮板输送机不断向大运量、长运距、大功率、长寿命 与高可靠性方向发展，刮板输送机的可靠、稳定、高效运行直接影响着矿井的安全生产和经 济效益。刮板输送机中部槽是物料的承载部分，运行过程中承受煤、刮板和链条的剧烈摩 擦，是使用量和消耗量最大的部件，刮板输送机的失效，也多由中部槽的过度磨损或断裂引 起。所W，中部槽的使用寿命是衡量整机寿命的重要指标。中部槽在恶劣工况条件下，不仅 要经受磨粒、冲击等摩擦磨损，还要承受采煤机的运行负荷，推、拉液压支架的侧向力和纵 向力，大煤块、岩石卡死在槽中时的挤压、冲击力等。因此，中部槽应具有足够的强度、刚度 和耐磨性。
[0003] 中部槽的中、底板是整个中部槽中磨损最严重的部分，中儘耐磨钢在中、低冲击载 荷下就可W发生形变诱导马氏体相变，在钢材表面形成一层耐磨层，当耐磨层在使用过程 中被磨损掉，就会在钢材表面重新形成耐磨层，耐磨性能非常好，因此，中儘耐磨钢板特别 适合于刮板输送机中部槽的中、底板结构。中部槽的槽帮部分在使用过程中，承受的磨损较 小，选用一般耐磨钢就可W满足使用要求。中部槽的中、底板和槽帮由不同的钢种组成，他 们之间W焊接的型式连接，因此，研究中儘耐磨钢与槽帮钢之间的焊接性能变的尤为重要。 W04] 就目前技术而言，国内专利《一种NM400耐磨钢的焊接方法》（公开号 CN104227180A)公开了一种NM400耐磨钢的焊接方法，选用A407不诱钢焊条进行打底焊， 邸50-6焊丝进行填充焊，D212焊条进行盖面焊，虽然解决了焊缝根部易产生冷裂纹的问 题，但是焊接工艺复杂，最终获得的焊接接头强度不高，仅为540MPa。国内专利《耐磨钢与 低碳钢异种金属埋弧焊焊接工艺》（公开号CN104625358A)公开了一种耐磨钢与低碳钢埋 弧焊焊接工艺，通过调整和控制焊接位置、焊接参数、层间溫度达到高碳、高儘耐磨钢与低 碳钢焊接焊缝无裂纹的目的，但是焊前要对母材预热，焊后对焊缝进行热处理，延长了生产 周期，提高了生产成本。
【发明内容】
阳0化]本发明创造要解决的问题是，提供一种中儘耐磨钢与30MnSi槽帮钢烙化极气体 保护焊工艺，解决现有技术中存在的焊接接头强度不高W及生产周期长、生产成本高等问 题。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：
[0007] 提供中儘耐磨钢与30MnSi槽帮钢烙化极气体保护焊工艺，在中儘钢和槽帮钢焊 接接头开双V型坡口，
[0008] (1)在V型坡口正面根部位置进行第1道次的焊接作为打底焊，焊接电流为140~ 150A，电压为22-24V，焊接速度为25~30cm/min;
[0009] 似在V型坡口正面第二层位置进行第2、3道次焊接作为填充焊，首先在中儘耐磨 钢侧进行第2道次焊接，再在槽帮钢侧进行第3道次焊接，焊接电流为200~220A，电压为 26~28V，焊接速度为25~30cm/min;
[0010] (3)第4道次焊接在V型坡口背面进行，并作为背面焊缝的第一层；
[0011] (4)进行正面第Ξ层5~7道次、背面第二层8~9道次、背面第Ξ层10~11道 次、正面第四层12~15道次和正面第五层16~19道次，其中10~11道次W及16~19 道次为盖面焊，焊接电流为200~220A，电压为26~28V，焊接速度为25~30cm/min; 阳01引焊接所用焊丝的化学组分重量百分比为：C:0. 05~0. 12%，Μη:6. 00~8. 00%，Ρ《 0. 025%，S《0. 02%，Si:0. 30 ~0. 80%，Ni:6. 00 ~9. 00%，化：17. 00 ~19. 00%， 化《0. 20%，Mo《0. 20%，N《0. 10%，其余为铁和不可避免的杂质；
[0013] 焊接试验选用的保护气体为Ar巧.5%C〇2混合气体，气体流量为18~20L/min， 焊前不预热、焊后不进行热处理。
[0014] 进一步的，所述坡口角度为60。，坡口深度为22mm，组装后坡口根部间隙为3mm。
[0015] 进一步的，道间溫度<150°C。
[0016] 进一步的，焊接接头抗拉强度> 725MPa，拉伸断裂发生在30MnSi槽帮钢一侧，焊 缝区室溫冲击功Akv> 120J，焊接接头在弯曲直径为144mm、弯屯、角为180°的弯曲试验中 表现为合格。
[0017] 本发明所述的焊接工艺焊前对母材不需要预热处理，焊后对焊缝不需要去应力退 火处理，节约施工成本，提高焊接效率，降低施焊难度，有利于施工现场工业化推广。
【附图说明】
[001引图1是本发明创造焊接道次顺序示意图，图中1-19代表道次顺序。
【具体实施方式】
[0019] 为了更好的说明本发明，下面结合实施例进一步阐述本发明的内容：
[0020] 实施例 阳〇2U 实施例母材WBTW1中儘耐磨钢和ZG30MnSi槽帮钢为例，焊接材料选用Φ1. 2mm 的焊丝，其化学组分及重量百分比为：C:0. 05~0. 12%，Mn:6. 00~8. 00%，P《0. 025%，S《0. 02%，Si:0. 30 ~0. 80%，Ni:6. 00 ~9. 00%，Cr:17. 00 ~19. 00%，Cu《0. 20%， Mo《0. 20%，N《0. 10%，其余为铁和不可避免的杂质。BTWl母材力学性能如表1所示。
[0022] 表1BTW1中儘耐磨钢力学性能
[0023]
[0024]1、BTW1中儘耐磨钢与ZG30MnSi槽帮钢烙化极气体保护焊焊接工艺参数如下： 阳0巧]在BTW1和ZG30MnSi母材焊接接头处开双V型坡口，开口角度为60。，坡口深度 为22mm，组装后坡口根部间隙为3mm;选用的保护气体为Ar+2. 5 %C〇2混合气体，气体流量 为18~20L/min。打底焊时，电流为140~150A，电压为22~24V;填充焊时，焊接电流为 200~220A，电压为26~28V;盖面焊焊接参数与填充焊焊接参数相同。焊接位置为平焊， 采用正反面对称焊方式，打底焊正反面各1道，正面打底焊后反面彻底清除焊根部缺陷后 施焊，焊接速度为25~30cm/min，道间溫度<150°C。焊接前将V型坡口打磨至呈现金属光 泽，清除坡口两侧20~40mm范围内的油污及水分。
[00%] 实施例选取3组不同的工艺参数，各组焊接工艺参数如表2所示。
[0027] 表2实施例焊接工艺参数
[0028]
[0029] 2、对3组实施例焊接接头进行拉伸试验，弯曲试验和冲击初性试验分析，力学性 能分析试验，均在室溫下进行。弯曲试验参数为：弯曲直径144mm、弯屯、角180°，试验结果 如表3所示。
[0030] 表3实施例焊接接头的力学性能
[0031]
[0032] 5组实施例中焊缝成型效果较好，在焊缝区没有发现裂纹、气孔、咬边等宏观缺陷， 断裂均发生在ZG30MnSi槽帮钢一侧。由表1和表3对比结果可W看出，焊接接头抗拉强度 > 725MPa，焊缝区室溫冲击功Akv> 120J，焊接接头在弯曲直径144mm、弯屯、角180°弯曲 试验中表现为合格，弯曲性能优于母材，完全能够满足使用工况中焊接性能的要求。
[0033] W上实施例是为了描述本发明的基本原理、主要特征W及本发明的优点，但所述 内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明 创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1. 中锰耐磨钢与30MnSi槽帮钢熔化极气体保护焊工艺，在中锰钢和槽帮钢焊接接头 开双V型坡口，其特征在于： (1) 在V型坡口正面根部位置进行第1道次的焊接作为打底焊，焊接电流为140~ 150A，电压为22-24V，焊接速度为25~30cm/min; (2) 在V型坡口正面第二层位置进行第2、3道次焊接作为填充焊，首先在中锰耐磨钢侧 进行第2道次焊接，再在槽帮钢侧进行第3道次焊接，焊接电流为200~220A，电压为26~ 28V，焊接速度为25~30cm/min; (3) 第4道次焊接在V型坡口背面进行，并作为背面焊缝的第一层； (4) 进行正面第三层5~7道次、背面第二层8~9道次、背面第三层10~11道次、正 面第四层12~15道次和正面第五层16~19道次，其中10~11道次以及16~19道次 为盖面焊，焊接电流为200~220A，电压为26~28V，焊接速度为25~30cm/min; 焊接所用焊丝的化学组分重量百分比为：C:0.05~0. 12%，Μη:6. 00~8.00%，P彡 0· 025%，S彡 0· 02%，Si:0· 30 ~0· 80%，Ni:6· 00 ~9. 00%，Cr:17· 00 ~19. 00%， Cu彡0. 20%，Mo彡0. 20%，N彡0. 10%，其余为铁和不可避免的杂质； 焊接试验选用的保护气体为Ar+2. 5 %C(V混合气体，气体流量为18~20L/min，焊前 不预热、焊后不进行热处理。2. 根据权利要求1所述的中锰耐磨钢与30MnSi槽帮钢熔化极气体保护焊工艺，其特征 在于：所述坡口角度为60°，坡口深度为22_，组装后坡口根部间隙为3_。3. 根据权利要求1所述的中锰耐磨钢与30MnSi槽帮钢熔化极气体保护焊工艺，其特征 在于：道间温度<150°C。4. 根据权利要求1至权利要求3中任意一项所述的中锰耐磨钢与30MnSi槽帮钢熔化 极气体保护焊工艺焊接的焊接接头，其特征在于：焊接接头抗拉强度多725MPa，拉伸断裂 发生在30MnSi槽帮钢一侧，焊缝区室温冲击功Akv彡120J，焊接接头在弯曲直径为144mm、 弯心角为180°的弯曲试验中表现为合格。
【专利摘要】本发明提供一种中锰耐磨钢与30MnSi槽帮钢熔化极气体保护焊工艺。通过优化焊接电流、焊接电压、焊接速度和道间温度，选用合适的保护气体以及气体流量来获得良好的焊接接头。采用本发明所述的焊接工艺获得的焊接接头抗拉强度≥725MPa，拉伸断裂发生在30MnSi槽帮钢一侧，焊缝区室温冲击功Akv≥120J，焊接接头在弯曲直径为144mm、弯心角为180°的弯曲试验中表现为合格。本发明所述的焊接工艺焊前对母材不需要预热处理，焊后对焊缝不需要去应力退火处理，节约施工成本，提高焊接效率，降低施焊难度，有利于施工现场工业化推广。
【IPC分类】B23K9/23, B23K9/173
【公开号】CN105312744
【申请号】CN201510862476
【发明人】王军祥, 岳宏霖, 王斐, 高继萍, 牛广义, 范桂霞
【申请人】天津威尔朗科技有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年11月30日