高硬度超薄耐磨鋼板在軍工產(chǎn)品上一般用作彈殼類武器外殼和發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，而這些零部件都是焊接而成，生產(chǎn)中常需對(duì)其進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。在一些特定的薄壁管狀產(chǎn)品的生產(chǎn)中，要求焊縫兩側(cè)的基體不許錯(cuò)位、咬邊，不許變形、開裂，焊縫質(zhì)量要求高，通常按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)I級(jí)進(jìn)行驗(yàn)收，所以其焊接工藝方面的研究尤為重要。鑒于此，對(duì)高硬度超薄耐磨鋼板的焊接工藝和焊接應(yīng)力消除等進(jìn)行了一系列的工藝試驗(yàn)，制定了合理的焊接加工方案，使焊接質(zhì)量和各項(xiàng)性能均滿足設(shè)計(jì)要求。
1、高硬度超薄耐磨鋼板焊接性分析高硬度超薄耐磨鋼板是一種中碳調(diào)質(zhì)鋼，其含碳量較高，同時(shí)又加入了多種合金元素以保證鋼的淬透性、消除回火脆性及調(diào)質(zhì)處理后的綜合力學(xué)性能。按照國(guó)際焊接學(xué)會(huì)(ⅡW)推薦的碳當(dāng)量公式計(jì)算，該鋼的碳當(dāng)量高達(dá)0.73%，具有較高的淬硬傾向，焊接接頭極易出現(xiàn)硬脆的馬氏體組織，增大了焊接接頭的冷裂傾向。又因高硬度超薄耐磨鋼板Ms點(diǎn)較低，在低溫形成的高碳粗大針片狀馬氏體一般難以產(chǎn)生象低碳馬氏體產(chǎn)生的“自回火”效應(yīng)，導(dǎo)致接頭嚴(yán)重脆化，其冷裂傾向更大。另外，因本產(chǎn)品是在調(diào)質(zhì)狀態(tài)焊接，其熱影響區(qū)被加熱到超過調(diào)質(zhì)處理的回火溫度時(shí)將出現(xiàn)強(qiáng)度、硬度低于母材的軟化區(qū)，嚴(yán)重降低接頭性能。鑒于上述情況，焊接高硬度超薄耐磨鋼板時(shí)需要采用小線能量且盡量降低焊接接頭的含氫量，并采取焊后及時(shí)熱處理的焊接工藝。
2、高硬度超薄耐磨鋼板焊接工藝評(píng)定
2.1焊接高硬度超薄耐磨鋼板方法確定根據(jù)提供的材料厚度為1.5mm的板材進(jìn)行試驗(yàn)。分別以氬弧焊、脈沖氬弧焊、氬弧焊＋填絲三種焊接工藝方案進(jìn)行，均采用單面焊雙面成形。
2.2焊接參數(shù)的制訂氬弧焊工藝：I=130～140A；v=120～150mm/min。脈沖氬弧焊：Ip=130～140A；Ib=18～20A；tp=0.16～0.24s；tb=0.2～0.36s；脈沖頻率8Hz；v=120～150mm/min。氬弧焊＋填絲工藝：I＝150A；v=120～150mm/min。焊絲材料為18CrMoA，直徑為2mm。焊接時(shí)均采用直徑3mm的鈰鎢極，并磨尖成一定形狀。氬氣流量為10L/min，噴嘴采用長(zhǎng)方形以加強(qiáng)保護(hù)，噴嘴至工件距離為4～5mm，鎢極伸出噴嘴長(zhǎng)度為5mm。
2.3焊接高硬度超薄耐磨鋼板工藝流程
（1）高硬度超薄耐磨鋼板焊前清理先用丙酮擦除油污，再用砂布、鋼絲球?qū)⒋覆课磺謇砀蓛?，以見金屬光澤為?zhǔn)，以防止產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷。
（2）卷制、裝配及焊接將按尺寸下好的板料，通過卷圓機(jī)卷成管狀。先點(diǎn)焊固定，由于是薄板焊接，為防止焊接變形，把點(diǎn)固好的管子放到具有琴鍵結(jié)構(gòu)的直焊機(jī)上進(jìn)行直焊縫的自動(dòng)焊接。由于琴鍵結(jié)構(gòu)具有均勻的拘束力，能夠在焊接過程中使焊縫受力平衡，傳熱一致性好，使焊縫成型均勻、美觀。為防止冷卻過程中焊接區(qū)氧化，焊槍附有后拖尾罩，并通過芯軸中的凹槽輸送氬氣，保護(hù)焊縫背面。
（3）高硬度超薄耐磨鋼板焊后進(jìn)行無(wú)氧化回火處理為有效地提高焊縫的抗冷裂性能，降低焊縫和近縫區(qū)的含氫量，改善焊接接頭的組織性能和應(yīng)力狀態(tài)，焊后需要及時(shí)進(jìn)行回火處理。特別強(qiáng)調(diào)指出本產(chǎn)品為防止在回火過程中被氧化，需要在密閉的砂箱中進(jìn)行回火處理。回火溫度為650～680℃，保溫時(shí)間是2h，隨爐冷卻到200℃后空冷。
（4）高硬度超薄耐磨鋼板去應(yīng)力處理由于要求其直焊縫平整光滑，正面沒有凹陷，反面沒有余高，且焊縫為殘余壓應(yīng)力，因此熱處理后還要進(jìn)行一次去應(yīng)力處理以達(dá)到要求。所謂去應(yīng)力處理是指用特定工藝將焊縫殘余拉應(yīng)力加工成壓應(yīng)力，并使焊縫光滑平整。高硬度超薄耐磨鋼板焊后將產(chǎn)品放到專用設(shè)備上進(jìn)行去應(yīng)力處理以滿足上述要求。對(duì)于該薄板筒形件產(chǎn)品而言，去應(yīng)力處理工藝是必不可少的。
（5）把產(chǎn)品放在校圓機(jī)上進(jìn)行校圓，使橢圓度達(dá)到要求。
3、結(jié)論按照以上評(píng)定結(jié)果編制焊接工藝進(jìn)行高硬度超薄耐磨鋼板焊接，工藝可行。薄板焊接時(shí)，工裝設(shè)計(jì)要合理，防止在焊接過程中變形。選擇合適的焊接線能量，焊后及時(shí)進(jìn)行熱處理，可以改善接頭組織性能，消除焊接應(yīng)力。
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