耐磨板材作为一种新型材料,凭借自身具有耐磨性、成型性等特点,在航空航天、汽车配件等领域得到了广泛应用。而激光焊接在耐磨板中的应用占据十分重要的位置,-是汽车行业,柳工50装载机刀板价位适中,车身全部采用焊接方式连接。但是,受到诸多因素的影响,耐磨板焊接存在变形问题、且控制难度较大、不利于相关领域可持续发展。因此,加强对耐磨板激光焊接变形的研究具有重要意义。
1.激光焊接概述
激光焊接主要是指利用激光能作为热源融化并连接工件的一种焊接方法。激光焊接过程中,激光照射到被焊接材料表面,与其产生作用,一部分被反射、余下的被吸收,进入材料内部,完成焊接目标。简而言之,激光焊接的过程是使用经光学系统-后具有的高功率激光束,照射到被焊材料表面,然后充分利用材料对光能吸收来进行加热等处理袁后经过冷却形成焊接接头的一种融化焊接过程。通常情况下,激光焊接主要分为热导焊与深熔焊两类。
2.焊接变形产生的危害及影响焊接变形的主要因素
影响焊接变形的主要因素有焊接电流、脉宽及频率遥。焊接电流增加,焊缝宽度也随之增加,逐渐出现飞溅等现象,导致焊缝表面出现氧化变形情况,并伴有粗糙感;脉冲宽度增加,使得焊接接头强度增加,当脉冲宽度达到一定程度时,材料表面的热传导能量消耗也随之增加,蒸发使得液体从熔池中溅出,导致焊点截面积变小,影响接头强度;焊接频率对耐磨板焊接变形的影响与钢板厚度等方面息息相关,如针对0.5mm耐磨板来看,当频率达到2hz时,焊缝重叠率较高;而当频率达到5hz时,焊缝灼烧---,热影响区范围较广,产生变形情况。由此可见,加强对焊接变形的有效控制势在必行。
耐磨钢板未焊透产生的原因主要有:坡口角度小,根部间隙过窄或钝边过厚,焊接规范选择不当电流过小、线能量小、焊接速度过快等。
1、冷裂纹
耐磨钢板冷裂纹的特征:
多出现在焊道与母材熔合线附近的热影响区中,多为穿晶裂纹。
冷裂纹无氧化色彩。
冷裂纹发生于或,高的含碳量和合金含量。
冷裂纹具有-性质,主要是-裂纹。
冷裂纹产生原因
(和热影响区及熔合区)的淬火倾向---,产生淬火组织,柳工装载机刀板发货地址,导致接头性能脆化。
含氢量较高,并在处形成大量氢分子,造成非常大的局部压力,使接头脆化;磷含量过高同样产生冷裂纹。
存在较大的拉应力。因氢的扩散需要时间,所以冷裂纹在焊后需-一段时间才出现。由于是氢所诱发的,也叫氢致裂纹。
防止冷裂纹的措施
选用碱性或,减少金属中氢的含量,提高金属塑性。
要烘干,焊缝及附近母材要去油、水、除锈,减少氢的来源。
工件焊前预热,焊后缓冷大部分材料的温度可查表,可降低焊后冷却速度,避免产生淬硬组织,并可减少焊接。
采取减小焊接应力的工艺措施,如对称焊,小线能量的多层多道焊等,焊后进行清除应力的。
焊后立即进行去氢后热处理,加热到250℃,保温2~6h,使焊缝金属中的散氢逸出金属表面。
2、热裂纹又称结晶裂纹
热裂纹的特征:
热裂纹可发生在焊缝区或热影响区,沿焊缝长度方向分布。
热裂纹的微观特征是沿晶界开裂,所以又称晶间裂纹。因热裂纹在高温下形成,有氧化色彩。
焊后立即可见。
热裂纹产生原因。
焊缝金属的晶界上存在低熔点共晶体含硫、磷、铜等杂质。
接头中存在拉应力。
防止措施
选用适宜的,严格控制有害杂质碳、硫、磷的含量。fe和fes易形成低熔点共晶,其熔点为988℃,很容易产生热裂纹。
严格控制焊缝截面形状,避免突高,扁平过渡。
缩小结晶温度范围,-焊缝组织,细化焊缝晶粒,提高塑性减少。
挖掘机广泛用于采掘、土建、水利及工程,挖掘机斗齿是机上的重要部件,也是易损件。目前,我国约有二万台以上不同型号的挖掘机在不同工况下服务,其斗齿消耗量很大。一个大型水利工程或一个中等规模矿山,通常有十台以上挖掘机处于使用状态,每年消耗的斗齿达数百万吨,每吨在一万以上。因此提高使用寿命,洛阳装载机刀板,开发新型耐磨材料,减少磨损造成的损失,越来越受到重视。
国齿材料常用的为高锰钢(mn13),高锰钢水韧处理后的组织为单相奥氏体,在剧烈冲击、挤压负荷的反复作用下,具有加工硬化的特点。冲击能量越大,硬化效果越好,但是如果加工硬化效果不充分,表面硬度偏低,耐磨性就差。近期研究发现,在高冲击应力状况下,高锰钢也非的耐磨材料,因为在凿削式磨损的工作状况下,高锰钢的加工 硬化峰不在表层,而在亚表层,此处的组织脆化萌生裂纹会引起磨损表面的剥落。因此,高锰钢适用于受到-冲击的采掘工况,对既受冲击又受磨粒磨损的软介质就不适用。
斗齿一般装在挖掘机铲斗的前端,系悬臂梁构件,直接与矿石、砂土、岩石等物料接触。在接触物料时,既承受冲击作用,又承受弯矩作用。服役过程中,斗齿尖部受到较大的冲击滑动磨粒磨损,尖部表面常出现各式犁沟、变形,造成表面磨损或脱落。某矿九十年代进口美国的斗齿,成本高,使用寿命大大超过国内产品,且综合性能好。因此,柳工装载机刀板全系产品展示,研究适合矿山挖掘工况条件下使用的耐磨钢板,是摆在材料-面前的一项重要任务。
材料设计
斗齿的抗磨性与力学性能、物理性能有所区别,不是单一性能,而是综合性能;既受材料本身性能的影响,又受磨料性质、工作介质、工作条件的影响。
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