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坡口角度很小的埋弧焊稱為窄間隙埋弧焊。窄間隙埋弧焊的坡口面角一般為1-4,在復合耐磨板進行窄間隙埋弧焊的過程中,坡口面角隨著焊縫收縮也相應地縮小到接近零度,使坡口變成具有一定寬度的間隙,此間隙寬度略大于導電嘴的寬度。 窄間隙埋弧焊一般焊接復合耐磨板,厚度為350mm,間隙尺寸為18-25mm。復合耐磨板窄間隙埋弧焊具有下列優點:坡口窄小,熔敷金屬量小,節省焊絲、焊劑、電能和工時。焊頭自動跟蹤焊縫,與一般埋弧自動焊相比,可避免人工調節焊頭偏差引起的焊接缺陷,所以窄間隙埋弧焊性能可靠能確保焊接質量。 窄間隙埋弧焊采用脫渣性好的細顆粒焊劑,自動回收焊劑,焊工避免了清渣和篩選焊劑的工序。窄間隙埋弧焊采用線能量較小的焊接規范,改善了焊接接頭的力學性能。由于復合耐磨板的坡口窄小,使焊接應力小和焊接接頭綜合力學性能良好,了焊接接頭的抗裂性能。 焊縫中的熱裂紋由于雙金屬耐磨板的含碳量及合金元素含量都較高,其結晶溫度區間較大、偏析較嚴重,因而具有較大的熱裂傾向。熱裂紋經常出現在條焊道弧坑和凹形角焊縫中。為防止熱裂紋,在選擇焊接材料時,應盡量選用含碳量低,含S、P雜質少的填充金屬【一般控制w(C)在0.15%以下,不超過0.25%,w(S)和w(P)均不超過0.03%-0.035%】,焊接時必須填滿弧坑和保證良好的焊縫成形。
焊劑應具有良好的焊接工藝性能在規定的參數下進行焊接,焊接雙金屬耐磨板的過程中應保證電弧燃燒,熔合良好,過渡平滑,焊縫成形好,脫渣容易。焊劑應具有較低的含水量和良好的抗潮性出廠焊劑中含水質量分數不得大于0.28%。 焊劑在溫度250℃、相對濕度70%的環境條件下,放置24h,吸潮率不應大于0.15%。控制焊劑中機械夾雜物焊劑中碳粒、鐵屑、原料顆粒及其他夾雜物的質量分數不應大于0.35%,其中碳粒與鐵合金凝珠的質量分數不應大于0.28%。 焊劑應有較低的硫、磷含量焊劑中硫、磷的質量分數一般為S0.066%,P0.085%。焊劑應有一定的顆粒度焊劑的粒度一般分為兩種,一種是普通粒度,為5-0.45mm(8-40目);另一種是細粒度,為18-0.28mm(14-60目)。 組織與性能特點Cr13型和馬氏體耐磨襯板,一般經調質熱處理,金相組織為馬氏體,隨回火溫度的不同,馬氏體的強度、硬度及塑性可在較大范圍內,以滿足不同使用性能的要求。對于低碳、超低碳馬氏體耐磨襯板以及超級馬氏體耐磨襯板,經淬火和一次回火或二次回處理后,金相組織為低碳馬氏體+逆變奧氏體復合相同組織。
但焊接熔池結晶與一般的鋼板結晶相比有如下特點。熔池體積小,冷卻速度快焊接熔池的尺寸形狀取決于焊接方法、耐磨襯板熱物理性質和工藝參數,典型的熔池形狀是一個半橢球狀。一般焊接電流增大時,熔池的深度隨之增大,而熔寬相當減小;焊接電弧電壓增大時,熔深減小而熔寬相對增大。 焊接速度增大時,整個熔池體積減小,并呈細長狀。焊接熱輸入增大時,熔池長度也隨之增大。除了電渣焊外,一般焊接方法的熔池質量不超過100g,體積是很小的;而且熔池周圍又被冷金屬包圍,因此熔池的冷卻速度快,平均冷卻速度約為4-100℃/s。 熔池溫度分布不均勻,液態金屬處于過熱狀態熔池前部和中心處于過熱狀態,發生耐磨襯板的熔化;熔池后部溫度較低,熔池底部接近耐磨襯板的熔點。熔池的平均溫度一般超過鋼板的熔點200-500℃。焊接熱輸入越大,熔池的平均溫度越高,熔池的過熱度越大。 熔池處于不斷運動狀態,熔池存在時間短焊接熔池中的液態金屬始終處于運動狀態。由于熔池隨熱源作同步運動,熔池前部熔化的同時,熔池后部也在凝固。即熔池各部位或整個熔池停留于液態的時間極短,熔池凝固速度是相當快的。
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復合耐磨板是一種用薄鋼帶卷成圓形鋼板或異形截面鋼板,并在其中填滿一定成分的 粉,或在焊接鋼板或無縫鋼板中填滿 粉,經拉拔制成的一種焊絲。復合耐磨板的電弧焊是利用連續送進的、可熔化的耐磨板與焊件之間的電弧所產生的高溫,進行焊接的熔焊方法之一。 耐磨板電弧焊的電弧特性,基本上與熔化極氣體保護焊相同;其熔滴過渡形式亦可為過渡、滴狀過渡或純短路過渡。耐磨板氣體保護電弧焊復合耐磨板氣體保護電弧焊與通常的熔化極氣體保護焊的主要區別就在于耐磨板上,它除了采用輔助的外加保護氣體以外,還有耐磨板熔化時產生的氣體和熔渣的保護。 兩種工藝所需的設備,包括焊在內,基本上是相同的。自保護耐磨板電弧焊這種方法與上述的復合耐磨板氣體保護電弧焊的區別,主要是不用外加的輔助保護氣體,依靠 芯熔化時產生的氣體和熔渣保護熔滴和熔池。因此,這種方法稱為自保護耐磨板電弧焊,所使用的焊絲稱為自保護耐磨板。 自保護與輔助氣體保護方法的區別還在于焊的形式和焊絲伸出長度。自保護方法中的焊絲伸出長度較長,有利于較高的熔敷速度,這是因為焊絲伸出部分較長而被電流預熱得更好。自保護焊的焊,也可以與通常的熔化極氣體保護焊焊相同,只是不通保護氣而已目前國內多采用此種方式,因其方便而易行。
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