耐磨鋼板的力學性能主要決定于化學成分,尤其是C、Mn等合金元素的含量。此外,耐磨鋼板的沖擊韌性還決定于鋼的純凈度以及微觀組織。那么怎么解決耐磨鋼板的焊接問題呢?
焊接性分析
(1)焊接冷裂紋傾向
由于鋼材的化學成分對焊接熱影響區的淬硬及冷裂傾向有直接影響,所以用碳當量(CE)來估計冷裂傾向的大小,可以有效的分析金屬的焊接性。國際焊接學會公式計算得知,CE=3.14%。
當CE≥0.6%時,耐磨鋼板在焊接時淬硬傾向逐漸增加,冷裂敏感性明顯增大。由此可知,耐磨鋼板焊接冷裂紋傾向較大,為避免焊接冷裂紋產生,需要嚴格控制焊接熱輸入。
(2)脆化
耐磨鋼板在1050℃水韌處理后,C元素全部固溶于奧氏體中,具有很好的韌性。但是,這種鋼若再次受熱超過250℃時,就可能沿晶界析出碳化物引起脆化而使材料的韌性大大下降。一般規律是當溫度較高時,在晶界處析出網狀碳化物,650℃左右析出最嚴重;當溫度高于900℃或低于400℃時碳化物析出較少。
為減少脆化作用,焊前不能預熱,但環境溫度應保持在5℃以上,焊接過程中應選擇小的焊接熱輸入,同時加快冷卻速度,以減少碳化物的析出。
(3)焊接熱裂紋
P、S元素是耐磨鋼板中的主要有害雜質,在鋼中容易形成多種低熔點共晶物,在冷卻過程中由于收縮而受到拉伸應力,增加焊接熱裂紋傾向。
為防止耐磨鋼板產生焊接熱裂紋,法鋼特種鋼材(上海)有限公司采用以下方法:
一是要盡可能降低母材和焊接材料中的P、S含量,重要焊接結構應采用堿性焊條;
二是可以向焊縫中加入細化晶粒元素(如Mo、V、Nb等),以細化晶粒來提高抗裂性;
三是可以改善焊接工藝,如焊后用尖錘錘擊、短段焊、間歇焊等來減小應力集中。