WY25型挖掘機的鬥體材料為Q345,其焊接性良好。鬥齒材料為ZGMn13(高錳鋼),在高溫下呈單相奧氏體組織,具有很好的韌性,在衝擊載荷作用下因表麵層加工硬化而具有高耐磨性。但這種鋼焊接性較差:一是在焊接熱影響區析出碳化物引起材料脆化;二是焊縫產生熱裂紋,特別是在近縫區產生液化裂紋。
(1)熱影響區析出碳化物引起脆化
ZGMn13高錳鋼在再次受熱超過250 ℃時可能會沿晶界析出碳化物,使材料的韌性大大下降,嚴重損害高錳鋼的優異性能。經分析,當高錳鋼再次加熱且冷卻速度較快時,碳化物首先在晶界處析出,隨著停留時間的延長,晶界碳化物將由不連續的顆粒狀態變為網狀分布,其脆性顯著增加。因此,當高錳鋼在焊補或焊接後再加熱時,就會在焊接熱影響區的一個區段內不同程度地析出碳化物,並可能向馬氏體轉變,不僅使材料變脆,而且還會降低其耐磨性和衝擊韌性。並且,在熱影響區易析出碳化物的溫度範圍(650 ℃左右)內的停留時間越長,碳化物析出越多。
為減少碳化物的析出,防止材料失去韌性而變脆,應采取措施加快其冷卻速度,即縮短在高溫下的停留時間。為此,焊接時要采用短段焊、間歇焊、泡水焊等。
(2)焊接熱裂紋
防止熱裂紋產生的辦法是,降低基本金屬或焊接材料中S和P的含量;也可從焊接工藝上采取措施盡量降低焊接應力,如采用短段焊、間歇焊、分散焊和焊後錘擊等。在鬥體上堆焊高錳鋼時,可以先焊一層Cr-Ni、Cr-Ni-Mn或Cr-Mn奧氏體鋼作隔離焊道,可防止裂紋。
2.鬥體與鬥齒的焊接工藝
(1)焊前準備
首先從鬥體上切除已磨損的鬥齒,然後用角磨機把安裝鬥齒處打磨幹淨,不得存有泥垢、鐵鏽,並仔細檢查有無裂紋等缺陷;在鬥齒待焊處用碳弧氣刨開出坡口,並用角磨機清理幹淨。
(2)施焊
①首先在鬥體上(與鬥齒的接合處)用GB E309-15焊條進行堆焊,焊前焊條需經350 ℃、1?5 h烘幹,焊接電流應偏大、焊速略慢,以保證熔合區鎳含量5%~6%,防止產生對裂紋敏感的馬氏體。
②進行定位焊。鬥齒裝配到位後,用直徑為3?2 mm的D266焊條進行兩側對稱的定位焊,焊縫長度不超過30 mm。焊後立即水冷並錘擊。
③打底焊。用直徑為3?2 mm的D266焊條進行打底焊。用小電流、直流反極性、斷續焊、短段焊。每次停焊時應及時水冷,間層溫度控製在50 ℃以下。
④進行填充焊。底焊焊完後,改用直徑為4 mm的D266焊條進行斷續焊,焊接電流為160A,一根焊條分3~4次焊完,每次停焊時仍須及時用水冷卻焊道至50 ℃以下,並進行錘擊,以消除應力與防止碳化物析出;每焊完兩層則進行左右焊縫輪換焊接以保證焊接的對稱性,直至焊腳達16 mm為止。每焊完一道用放大鏡檢查裂紋情況,如有裂紋則用碳弧氣刨消除後再焊接。
鏟鬥鬥齒經此方法修複後經一年多的使用,焊縫仍然良好。此方法修複鬥齒效率高、成本低、效果好,有一定的實用價值。
作者:山東荷澤交通中專 郭實英 陳憲功
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