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1.铲斗材料及其焊接性

  WY25型挖掘机的斗体材料为Q345,其焊接性良好。斗齿材料为ZGMn13(高锰钢),在高温下呈单相奥氏体组织,具有很好的韧性,在冲击载荷作用下因表面层加工硬化而具有高耐磨性。但这种钢焊接性较差:一是在焊接热影响区析出碳化物引起材料脆化;二是焊缝产生热裂纹,特别是在近缝区产生液化裂纹。

  (1)热影响区析出碳化物引起脆化

  ZGMn13高锰钢在再次受热超过250 ℃时可能会沿晶界析出碳化物,使材料的韧性大大下降,严重损害高锰钢的优异性能。经分析,当高锰钢再次加热且冷却速度较快时,碳化物首先在晶界处析出,随着停留时间的延长,晶界碳化物将由不连续的颗粒状态变为网状分布,其脆性显著增加。因此,当高锰钢在焊补或焊接后再加热时,就会在焊接热影响区的一个区段内不同程度地析出碳化物,并可能向马氏体转变,不仅使材料变脆,而且还会降低其耐磨性和冲击韧性。并且,在热影响区易析出碳化物的温度范围(650 ℃左右)内的停留时间越长,碳化物析出越多。

  为减少碳化物的析出,防止材料失去韧性而变脆,应采取措施加快其冷却速度,即缩短在高温下的停留时间。为此,焊接时要采用短段焊、间歇焊、泡水焊等。

  (2)焊接热裂纹

  防止热裂纹产生的办法是,降低基本金属或焊接材料中S和P的含量;也可从焊接工艺上采取措施尽量降低焊接应力,如采用短段焊、间歇焊、分散焊和焊后锤击等。在斗体上堆焊高锰钢时,可以先焊一层Cr-Ni、Cr-Ni-Mn或Cr-Mn奥氏体钢作隔离焊道,可防止裂纹。


  2.斗体与斗齿的焊接工艺

  (1)焊前准备

  首先从斗体上切除已磨损的斗齿,然后用角磨机把安装斗齿处打磨干净,不得存有泥垢、铁锈,并仔细检查有无裂纹等缺陷;在斗齿待焊处用碳弧气刨开出坡口,并用角磨机清理干净。

  (2)施焊

  ①首先在斗体上(与斗齿的接合处)用GB E309-15焊条进行堆焊,焊前焊条需经350 ℃、15 h烘干,焊接电流应偏大、焊速略慢,以保证熔合区镍含量5%~6%,防止产生对裂纹敏感的马氏体。

  ②进行定位焊。斗齿装配到位后,用直径为32 mm的D266焊条进行两侧对称的定位焊,焊缝长度不超过30 mm。焊后立即水冷并锤击。

  ③打底焊。用直径为32 mm的D266焊条进行打底焊。用小电流、直流反极性、断续焊、短段焊。每次停焊时应及时水冷,间层温度控制在50 ℃以下。

  ④进行填充焊。底焊焊完后,改用直径为4 mm的D266焊条进行断续焊,焊接电流为160A,一根焊条分3~4次焊完,每次停焊时仍须及时用水冷却焊道至50 ℃以下,并进行锤击,以消除应力与防止碳化物析出;每焊完两层则进行左右焊缝轮换焊接以保证焊接的对称性,直至焊脚达16 mm为止。每焊完一道用放大镜检查裂纹情况,如有裂纹则用碳弧气刨消除后再焊接。

  铲斗斗齿经此方法修复后经一年多的使用,焊缝仍然良好。此方法修复斗齿效率高、成本低、效果好,有一定的实用价值。

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