超高锰钢锤头复合堆焊修复研究.pdfVIP

第十狄全国焊接会议论文集 超高锰钢锤头的复合堆焊修复研究 魏建军1姚可夫2潘健1黄智泉 1郑卅l机械研究所， 郑州450。52 2清华大学机械工程系，北京100084 摘要 本文在分析超高锰钢锤头的破坏行为和磨损机理后．采用“母材+中间过渡层+耐磨层”的复 台堆焊丁岂进行了超高锰锤头的堆焊修复实验，井分析丁不同焊条堆焊的过渡层和焊接热影响匪的组织 结构-应用新研制的GMl焊条堆焊过渡层成功地堆焊修复了超高锰钢锤头。工业应用结果表明这种复台 堆焊修复的超高锰钢锤头具有议好的抗磨损性能，幢锤头的使用寿命提高了2．5—3倍． 关链词堆焊超高锰钢锤头抗磨损性能 0前言 超高锰钢是近年来在普通高锰钢的基础上发展起来的一个新钢种。它是在Mn含量增 加到14～18％的同时，加入1～3％的cr和适量的Ti、v、Mo等台金强化元素的超高锰合 金钢。cr、Mo等合金元素的加入使超高锰钢具有比MnL3钢高得多的屈服强度和铸态硬度． 显著地提高了材料的抗变形能力。使其具有更好的冲击加工硬化·I生能和抗冲击、抗冲刷磨 损性能。超高锰钢已广泛应用于制造50Kg以上大型单段式锤式破碎机锤头。 锤头是破碎机械的易损件，使用环境恶劣，磨损严重。锤头一般磨损10％左右既囡破 碎出料粒度过大无法正常工作而报废。频繁更换锤头将会降低破碎机生产效率、增加生产 成本。因而研究提高超高锰钢锤头的抗磨损性能和探讨惨复已严重磨损的锤头的有效方法 具有重要的实际意义。堆焊是修复严重磨损件的有效方法2一。采用先进的焊接材料和堆 焊工艺技术可望成功堆焊修复超高锰钢．并且可望使修复后的锤头的使用寿命优于原超高 锰钢锤头。但目前超高锰钢堆焊的研究少有报告．因而研究用于高锰钢锤头堆焊的焊接材 料和堆焊修复技术十分必要。本文研究了超高锰钢锤头的复台堆焊修复技术，着重探讨了 不同的过渡层材料对堆焊修复锤头耐磨层与超高锰钢母材结合性能的影响。 1实验方法 由于破碎机械的锤头的工作环境十分恶劣，为了确保堆焊修复锤头具有优异的综台性 能．采用了使堆焊层组织结构逐渐过渡的“母材+中间过渡层+耐磨层”复合堆焊方案。 选择目前常用的焊条和研制新型豹焊条用作超高锰钢锤头堆焊的中间过渡层的堆焊焊条， 通过观察分析其与超高锰钢焊接HAZ区的金相组织，筛选出超高锰钢复合堆焊的理想过渡 层堆焊材料。 GMl A302焊条和新研制的¨m 试验用过渡层堆焊焊条分别为+4mmJ506焊条、+4m 型焊条，耐磨层堆焊焊条为zD3型高耐磨堆焊焊条。试验用试块尺寸为20×80×80m，在 超高锰钢锤头上用线切割方法直接截取，试块常规化学成分和机械性能见表l。 表1 试块化学成分和机械性能 ——————————————————r—_—————————__————————————————●———-————-——_——_———————————————一。 C № Si ’cr Mo mmPa， n(MP8)an(J) !：! !!-! !：! !：! !：塑 却彤 一 ．一 苎±些里望董望!堡苎苎 焊接规范为：r=160～180A，U=30～35V，层问温度≤100℃。焊接时试块放置在水 冷铜垫上以加强冷却。 目j试验焊条在试板上进行模拟堆焊修复，然后截取横截面观察金相组织，井焊出焊接 接头进行熔合线部位冲击性能实验。最后对用不同焊条堆焊过渡层再堆焊耐磨层修复的超 高锰钢锤头进行了工业对比试验。 2实验结果与讨论 2 l锤头的磨损机理和破坏形式分析 超高锰钢锤头的示意图见图1。火型单段式锤式破碎机主要用于破碎～次爆破的矿Ⅱ， 其最大述料粒径为1000mm左右，出料粒径一般控制在70mm以F。破碎比大，破碎效率高 达d50～650t／h。锤头在机腔内高