[发明专利]一种高级别耐磨钢二氧化碳气体保护焊接方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁材料焊接技术领域，涉及一种硬度级别为HB500级高级别耐磨钢二氧化碳气体保护焊接方法。

背景技术

随着我国基础设施的加速建设及对西部大开发战略的实施，水泥建材、冶金矿山、工程机械等行业对耐磨钢的需求逐步上升，对耐磨钢的强度和硬度的要求也趋向于更高的水平，其中以硬度达到HB500的高级别耐磨钢为代表。随着耐磨钢级别的提高，钢中碳元素的含量也相应提高到0.24%～0.30%，且又添加了Cr、Mo、B等可提高淬透性的元素，淬硬倾向较大，在骤热骤冷的焊接条件下，极易产生淬硬的马氏体组织，导致焊接冷裂纹的产生及焊接热影响区的脆化。为保证结构的安全使用性，往往需要以降低焊接施工效率和恶化施工条件作代价，即在较高的焊前预热温度及控制较高的层间温度下焊接。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种高级别耐磨钢二氧化碳气体保护焊接方法，既保证焊接接头不仅具有较高强度，而且使焊缝具有优良的抗裂性能，接头还具有较高的低温冲击韧性储备及安全裕度，同时焊接施工条件得到改善，生产成本降低。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种高级别耐磨钢二氧化碳气体保护焊接方法，选用度级别为HB500级高级别耐磨钢板，其厚度为25mm及以下，并为相同板厚组合对接；选用CO₂气体保护焊；

选用焊丝为以下两种焊丝中的一种：第一焊丝的化学组分及重量百分比为：0.06％≤C≤0.15％，1.40％≤Mn≤1.85％，0.80％≤Si≤1.15％，P≤0.025％，S≤0.025％，余量为Fe及不可避免的杂质；第二焊丝的化学组分及重量百分比为：0.07％≤C≤0.10％，1.30％≤Mn≤1.80％，0.40％≤Si＜0.80％，P≤0.013％，S≤0.005％，0.20％≤Mo≤0.55％，0.7%≤Ni≤0.9%，余量为Fe及不可避免的杂质；

焊前打磨清除坡口面及周边20mm范围内的铁锈和油污；选用所述第一焊丝与CO2气体保护焊时，固定点对焊及打底焊时，施焊前预热温度不低于120℃，连续焊接，填充及盖面焊缝焊道间温度为120℃～200℃，焊接时焊接热输入量控制在8～20KJ/cm；选用所述第二焊丝与CO2气体保护焊时，固定点对焊及打底焊时, 施焊前预热温度不低于150℃，连续焊接，填充及盖面焊缝焊道间温度为150℃～200℃，焊接时焊接热输入量控制在8～20KJ/cm。

在具体施焊时，由于采用常规的焊接方法，焊接热影响区不可避免的要产生马氏体，而工程、矿山机械等结构件所用的钢板以中厚板为主，焊接接头采用多层多道焊，焊接接头的拘束应力较大，申请人对HB500级高级别耐磨钢的焊接冷裂纹敏感性试验结果表明，为防止焊接冷裂纹的产生，当采用上述第一焊丝焊接时，对于板厚≤25mm厚的HB500级耐磨钢，预热温度应不低于120℃；当采用第二焊丝焊接时，对于板厚≤25mm厚的NM500耐磨钢，预热温度应不低于150℃。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的高级别耐磨钢二氧化碳气体保护焊接方法，气体保护焊坡口采用对称或非对称X型坡口，坡口角度为 60??，坡口间隙为0～1mm，钝边为0～1mm。

前述的高级别耐磨钢二氧化碳气体保护焊接方法，选用第一焊丝与CO₂气体保护焊时，焊接工艺参数：200A～300A，电弧电压22V～32V，焊接速度30 cm/min ～40cm/min；选用第二焊丝与CO₂气体保护焊时，焊接工艺参数：200A～300A，电弧电压22V～32V，焊接速度30 cm/min ～40cm/min。

前述的高级别耐磨钢二氧化碳气体保护焊接方法，第一焊丝抗拉强度Rm≥500MPa；第二焊丝抗拉强度Rm≥690MPa。

前述的高级别耐磨钢二氧化碳气体保护焊接方法，第一焊丝的化学组分及重量百分比为：C：0.06％，Mn：1.85％，Si：0.80％，P：0.025％，S：0.025％，余量为Fe及不可避免的杂质；第二焊丝的化学组分及重量百分比为：C：0.10％，Mn：1.30％，Si：0.40％，P：0.013％，S：0.005％，Mo：0.20％，Ni：0.9%，余量为Fe及不可避免的杂质。