BTW1耐磨板焊接及加工工艺研究.pdf

Value Engineering 表 2 BTW1 化学成分渊wt.冤 元素CSiMnPSCr 含量臆1.20.8臆8.50.030.0051.6 元素MoNbNiAlB 含量0.40.10.050.040.003 牌号撞b/MPa撞0.2/MPaA/ AKv/j 硬度/HB 室温-20毅C BTW1 Hardox 750 1300 420 1100 20 10 95 60 55 24 4255 4045 表 1 BTW1 与 Hardox 力学性能对比 虞闭水试验。 除了要保证管道整体在工作过程中的稳 定性之外， 对于检查井的质量和管道接口质量也应该进行 前期质量检测， 在去除其他可能存在的干扰因素以后进行 闭水试验。 4结束语 免防水套管施工工艺的出发点为节约施工过程中物 料成本、 减少人力资源浪费， 同时有效提升柔性排水管道 内部的防渗性能。经过理论上的分析和一定的试验验证， 柔性排水管道钢筋混凝土检查井免防水套管施工技术在 实际工作中的稳定性能够得到保证， 其工艺施工方法在现 场具有可行性， 同时其在提高功效、 降低成本方面有着显 著优势，有利于推进项目施工水平的提高和工艺的进步。 虽然免防水套管施工技术在诸多方面较传统工艺都有着 不小的提升， 但目前来说免防水套管施工技术仍然存在着 一些问题有待进一步解决。 参考文献院 [1]孟召虎， 杨逍， 陈增兵， 尹军红， 叶雷， 李艳.钢筋混凝土检 查井免防水套管施工技术[J].施工技术， 2019， 48 （24） 104-106. [2]赵君.市政道路中排水管道施工技术要点的思考[J].住宅与 房地产， 2018 （02） 192. [3]刘昌福.海绵城市建设中道路排水管道施工技术要点探析 [J].住宅产业， 2017 （10） 56-58. 0引言 刮板输送机和转载机各类槽体的中板、 底板是关键零 件， 使用过程中要承受冲击、 疲劳、 摩擦、 腐蚀等恶劣工况， 因此中板、 底板都采用高硬度耐磨钢板， 如Hardox系列、 JFE系列这类中低合金高强度钢板。 这类钢板表面硬度较 大， 内部硬度一般， 当表面耐磨层磨损后会加快磨损速度。 BTW1耐磨钢板是天津威尔朗科技公司与宝钢近些年联 合研发成功的奥氏体型耐磨钢。尽管这种钢强度不如 Hardox， 但是它的硬度要优于Hardox， 力学性能见表1， 该 钢种在中低冲击工况下具有应变诱发马氏体相变的强化 机制， 强化后表面硬度能达到HRC4255， 且当表面一层 被磨掉后， 新露出的表面同样会得到自强化， 正因为这种 “越磨越硬” 的特性， 使其开始应用到煤矿输送设备上。作 为一种新材料， 尽管它有以上许多优点， 但是其工艺性还 需要在生产中不断摸索和研究。 1 BTW1切割工艺 1.1火焰切割 BTW1耐磨板可以采用火焰切割方式下料， 但是火焰 切割质量一般， 由于BTW1中C、Mn含量较高 （化学成分 见表2） 。 火焰切割时， 在高压氧的作用下，C、Mn元素大量 烧损， 而Mn正是促进BTW1获得稳定奥氏体组织的关键 元素， 当Mn大量烧损后， 奥氏体组织开始不稳定， 向切口 附近大量析出碳化物， 使切口表面增碳， 增碳层组织在空 气中淬硬， 导致焊接裂纹产生的可能性大大提高， 因此火 焰切割后， 尤其是切割焊接坡口， 还需要将增碳层加工掉， 才可用于焊接。也可采用打磨方式去除增碳层， 但需要注 意打磨温度不能过高。 1.2等离子切割 等离子切割效果要优于火焰切割， 虽然切口处也会有 碳化物析出， 但是量要少得多， 并且等离子切割温度高， 速 要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要 作者简介院刘虎 （1986-） ， 男， 湖北鄂州人， 工程师， 本科， 从事煤 矿机械装备生产工艺研究工作。 BTW1 耐磨板焊接及加工工艺研究 Research on Welding and Processing Technology of BTW1 Wear-resistant Plate 刘虎 LIU Hu曰肖洁玲 XIAO Jie-ling （中煤张家口煤矿机械有限责任公司， 张家口 076250） （China Coal Zhangjiakou Coal Mining Machinery Co.， Ltd.， Zhangjiakou 076250， China） 摘要院BTW1 耐磨板是近些年出现并应用在煤矿输送设备上的板材， 它属于高碳、 高锰钢范畴， 其加工、 焊接性能都较差， 本文通 过 BTW1 材料成分和力学性能， 分析 BTW1 的切割、 加工和焊接性能， 制定合理的焊接、 加工工艺， 应用于生产。 Abstract BTW1 wear-resistant plate is a kind of plate which appears in recent years and is used in coal mine transportation equipment. It belongs to the category of high carbon and high manganese steel, and its processing and welding perance are poor. This paper analyzes the cutting, processing and welding perance of BTW1 through the composition and mechanical properties of BTW1 material, and ulates reasonable welding and processing technology for production. 关键词院BTW1； 切割； 加工； 焊接； 加工硬化 Key words BTW1； cutting； machining； welding； work hardening 中图分类号院TG4文献标识码院A文章编号院1006-4311 （2020） 16-0119-02 119 价值工程 度快， 切割面光滑， 因此生产上推荐优先使用等离子切割 的方式下料。 2 BTW1加工工艺 BTW1具有强烈的形态硬化特性， 加工过程中加工硬 化非常明显， 切削时发热大， 加快刀具软化、 磨损， 因此在 编制工艺过程中，BTW1留量不宜过大，应遵循非重要面 不留加工量， 重要面少留加工量的原则。 其次，BTW1在加 工时需注意以下几点 淤切削速度不宜过大， 避免刀具过热； 于进给量不宜过小， 避免刀具在硬化层工作， 切深最 好控制在23mm之间； 盂切削时发热量较高， 加工时使用冷却液， 降低切削 温度， 延长刀片使用寿命； 榆刀具选择上， 使用可转位铣刀， 刀片选用高耐磨基 体带耐高温涂层材质刀片， 由于这类刀片价格较高， 考虑 选用多切削刃刀片， 以提高刀片利用率， 降低加工成本； 虞加工参数选用见表3。 3 BTW1焊接工艺 BTW1的热导率低， 同时电阻率高， 其热导率是低碳 钢的1/4， 线胀系数是低碳钢的1.6倍， 所以易形成较大的 内应力， 引起裂纹，BTW1物理性能见表4。 3.1 BTW1焊接性分析 淤热影响区析出碳化物的问题，BTW1在1050毅C左 右，C全部固溶于奥氏体中，但是这种钢若再次受热超过 250毅C时，就可能沿晶界析出碳化物而使材料变脆。从 BTW1连续转变曲线看， 在冷却较快时， 碳化物首先在晶 界析出， 随着停留时间增长， 晶界碳化物将由不连续的颗 粒状态变为网状分布， 使脆性显著增加。若冷却速度更慢 时， 还要通过针状碳化物析出区， 析出针状碳化物， 使脆性 大大增加，BTW1连续转变曲线见图1。 因此BTW1在焊接 后， 在热影响区不断的析出碳化物， 并可能向马氏体转变。 为了减少碳化物的析出， 应加快冷却速度， 缩短在高温停 留时间； 于焊接热裂纹问题，BTW1在焊接时容易产生热裂 纹， 主要原因有两点 一是P、S和Mn、Fe容易形成低熔点 共晶物， 其熔点分别在960毅C、1050毅C， 都远低于其固相线 温度， 在焊缝凝固后期， 这些低熔点共晶物容易在晶间形 成液态薄膜， 导致焊缝金属塑性极低； 二是BTW1线膨胀 系数大， 焊后冷却收缩量大， 同时热导率小， 热场分布不均 匀， 使焊接产生较大的内应力， 在这两种因素的共同作用 下， 容易出现热裂纹。 3.2 BTW1焊接要点 由于BTW1焊接时容易出现碳化物和热裂纹， 因此焊 接时需要注意以下几点 淤焊接时要严格控制热输入， 焊前禁止预热， 焊后禁 止后热， 并控制层间温度不超过150毅C， 最好小于100毅C； 于焊接过程中应及时采用水冷 （用喷壶或其他工具） ， 使焊缝快速冷却至室温。具体操作方法如下 每一道焊接 约400600mm长度后， 对准焊缝处喷水快冷， 水干之前可 在另一边或其他干燥处继续焊接作业， 下一道焊接时同样 在焊接400600mm长度后对焊缝喷水快冷， 如上操作， 反 复进行焊接水冷作业， 直至焊接完毕； 盂操作手法上， 可通过短段焊， 窄焊道， 采用多层多 道， 不摆动焊接， 注意填满弧坑； 榆焊接工艺上采用低线能量， 小电流， 快速焊接； 虞清理时使用不锈钢钢丝刷。 3.3焊丝和焊接方法选择 焊丝选用CHM18.8Mn不锈钢焊丝，使用熔化极气体 保护焊，保护气体选用Ar和5CO2混合气体保护焊， 减 少飞溅的同时能获得较好熔深， 焊接参数见表5。 4结语 BTW1耐磨板属于高碳高锰钢范畴， 并且又具有马氏 体相变的强化机制， 其加工、 焊接都存在较大难度， 以上工 艺方法是根据BTW1耐磨板特性， 总结生产实际， 制定的 比较详尽的工艺方法， 目前已成功应用到多套设备上。 参考文献院 [1]陈剑虹， 等.焊接手册[M].机械工业出版社， 2001. [2]吴素霞， 王明星， 许润辉.ZGMn13 与 Q235-A 的焊接讨论 [J].才智， 2010 69-70. [3]李学有.关于刮板输送机中间机身段的创新使用梅花 井煤矿原煤仓分仓刮板输送机[J].价值工程， 2014， 33 （22） 54-56. 刀具直径 mm 切削速度 m/min 转速 rpm 进给速度 mm/min 每齿 进给量 mm/Z 切深 mm 50 80 60 80 382 318 172 144 0.15 0.075 2.5 2.5 表 3 BTW1 加工参数 性能单位BTW1低碳钢 密度 线胀系数 热导率 电阻率 kg.m*3 mm （mk） -1 W （mk） -1 滋赘m 7.92 20.7 （0300毅C） 13.4 0.68 7.85 12.8 （20300毅C） 52 0.17 表 4 BTW1尧低碳钢物理性能比较 表 5 BTW1 焊接参数 直径 （mm）电流 （A）电压 （V） 焊接速度 （cm/min） 打底 填充 盖面 椎1.2 150180 190230 180220 2024 2226 2225 2228 3040 2535 图 1 BTW1 连续转变曲线 1000 800 600 400 200 奥氏体 碳化物区 奥氏体 针状碳 化物区 针状碳化物 珠光体区 110102103104105 时间/s 120