耐磨鋼件的焊接和焊補是很困難的,這是由于耐磨鋼的化學(xué)成分和組織以及性能的特殊性所決定的。,耐磨鋼的線收縮率較一般鋼大1倍多,而導(dǎo)熱性能則遠遠低于一般的鋼種。在焊接和焊補之后它的熱影響區(qū)范圍內(nèi)的溫度分布也極不均勻。在熱影響區(qū)內(nèi)本體的組織發(fā)生較大的變化,有大量碳化物析出,使金屬變脆,沖擊韌性明顯下降,即使焊后立即淬人水中也難以達到材料原有的性能。
耐磨鋼鑄件焊補時必須盡量使焊補的金屬冷凝時也得到奧氏體組織。只有在焊接金屬冷凝后成為奧氏體組織并且盡量減小熱影響區(qū),減少奧氏體組織的分解量,減少焊接金屬熱裂的條件下才能保證耐磨鋼鑄件在焊補后的質(zhì)量。焊縫處和焊補金屬的組織對冷卻速度是很敏感的。緩冷時會有大量析出碳化物或同時形成珠光體型組織。高溫下焊接金屬的奧氏體晶粒很容易長大,從而降低焊接和焊補部位的金屬強度、塑性和韌性。為使焊接和焊補部位的金屬能得到奧氏體組織,必須用特殊的焊條而且其成分中m (Mn) /m (C)的比值要高些,以防止碳化物析出。為了得到單相奧氏體組織,也可以加人其他合金元素如鉻、銳等。在焊縫金屬成分中,磷對質(zhì)量的影響很大。磷的偏析傾向很大,很容易形成磷共晶。Fe + Fe3 P的共晶熔點為1005`,而Mn + Mn3P的共晶熔點為96,4r-。這些共晶組成物使晶界加厚,減弱晶間強度。在高溫下當(dāng)它尚處于液態(tài)時,由于焊縫處存在拉應(yīng)力,在拉應(yīng)力的作用下它必然容易被拉裂,形成熱裂。這種拉應(yīng)力是由于焊接時,局部受熱,當(dāng)其冷卻收縮時受到周圍金屬的牽制而形成的。 由上分析以及實踐經(jīng)驗得知,在耐磨鋼鑄件焊補時,應(yīng)注意以下幾個問題:
(1)耐磨鋼鑄件焊補時不能用一般碳鋼件的焊條.否則焊縫處形成馬氏體組織。焊條的成分應(yīng)保證焊縫、過渡區(qū)均為奧氏體組織。生產(chǎn)中常選用含錳較高的焊條或是低磷的鎳錳焊條。如堆 256焊條,其焊縫成分為0.9%C,13%Mn。堆266焊條的焊縫成分為0.8%C,13%Mn,2.0%Mo。也有人試驗,使用空心的焊條其中加人合金元素的粉狀材料,以保證焊縫的成分。這種方法效果較好,電弧穩(wěn)定,可防止鑄體本體的金屬過熱。
(2)所使用的焊條直徑應(yīng)小,電流盡量小,電流應(yīng)穩(wěn)定,以保證焊透,減小熱影響區(qū)的寬度和深度。
(3)在焊縫處進行錘擊.這可以造成金屬內(nèi)部的壓應(yīng)力。在一定程度上可以抵消拉應(yīng)力的作用,減少熱裂的可能。
(4)焊補鑄件表面缺陷之前應(yīng)將表面清理干凈,打磨掉一層,表面不可有銹蝕、油污等。
(5)鑄件應(yīng)先經(jīng)過水韌處理,在焊補之前不可預(yù)熱。
(6)使用直流焊接時,焊條應(yīng)接于正極,否則鑄件受熱嚴重,難以焊透。
耐磨的堆焊 由于不同的工況有不同的要求,因此工件有時要進行表面堆焊,堆焊有以下3種情況。
(1)在耐磨鋼鑄件表面堆焊硬的金屬。如在挖掘機鏟齒表面堆焊含有鎢、鉻、鑰、鐵等元素的高合金材料。堆焊后形成合金元素的碳化物及碳氮化物,具有高的硬度,適用于低沖擊或中等沖擊磨料磨損的工況條件,提高耐磨性。
(2)對某些不宜更換的磨損件,用表面堆焊的方法恢復(fù)其工作表面。如耐磨鋼的鐵路轍叉的表面磨損后,可用堆焊的辦法修復(fù)。
(3)在其他工具材料上堆焊耐磨鋼,以提高其抗沖擊磨料磨損的能力。為防止堆焊過程中有碳化物析出,在其中加人妮。
堆焊前工件的準備工作和焊接及焊補是類似的。對修復(fù)堆焊應(yīng)注意在堆焊之前將耐磨鋼鑄件表面的硬化層去除掉,否則堆焊后易出現(xiàn)裂紋。為防止堆焊時鑄件受熱,可以將鑄件水冷。鑄件本體溫度升到200℃時應(yīng)即停止。堆焊可以分段進行。