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一.实验材料
试验材料为NM360耐磨钢板,厚度为30 mm,钢板的供货状态为热轧加低温回火。机械切削加工成NM360焊接试板,其尺寸为 200 mm×400 mm×30 mm(厚),共6块。试板坡口为X形,其中,α=50O,板厚δ=30 mm,钝边P=3 mm,间隙b=2 mm。焊前均将焊接试板待焊附近的氧化皮、油和锈等打磨、清洗干净。专业供应耐磨板:NM360、NM400、NM450、NM500等保证钢板质量,货真价实、郑州商道钢铁物资有限公司,
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二.实验条件
1.焊接方法
采取三种不同方法进行对焊:手工电弧焊,CO2气体保护焊以及埋弧自动焊。三种焊接方法的焊接工艺参数分别见表1~表3。
表1 手工电弧焊工艺参数
材质 |
NM360 |
厚度 |
30mm |
焊接方法 |
手工电弧焊 |
坡口型式 |
X型 |
焊条 |
E5015(J507)、φ3.2 |
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焊接层次 |
正面4层、背面碳弧气刨清根后焊7层 |
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焊接电流 |
底层:135 A |
中间层:140 A |
盖面:135 A |
焊接电压 |
22~25 V |
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预热和层间温度 |
预热温度和层间温度不低于200℃、焊接后石棉保温缓冷 |
表2 CO2气体保护焊工艺参数
材质 |
NM360 |
厚度 |
30mm |
焊接方法 |
CO2气体保护焊 |
坡口型式 |
X型 |
焊丝、保护气体 |
H08Mn2SiA、φ1.2、CO2工业气体 |
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焊接层次 |
正面3层、背面碳弧气刨清根后焊6层 |
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焊接电流 |
底层:200 A |
中间层:260-280 A |
盖面:260 A |
焊接电压 |
25~29 V |
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预热和层间温度 |
预热温度和层间温度不低于200℃、焊接后石棉保温缓冷 |
表3 埋弧自动焊工艺参数
材质 |
NM360 |
厚度 |
30 mm |
焊接方法 |
埋弧自动焊 |
坡口型式 |
X型 |
焊丝、焊剂 |
H08Mn2SiA、φ4.0、HJ431 |
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焊接层次 |
正面2层、背面碳弧气刨清根后焊4层 |
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焊接电流、电压 |
各层电流:600-650 A |
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焊接电压 |
32-35 V |
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预热和层间温度 |
预热温度和层间温度不低于200℃、焊接后石棉保温缓冷 |
2.实验方法
焊后将焊接试板焊缝表面打磨平整后,使用CUD-2080超声波探伤仪进行探伤。焊后沿垂直于焊缝方向从直接从焊接试板上割取拉伸试样,焊接接头拉伸试样加工成12.5 mm × 400 mm × 30 mm的非标准拉伸试样;冲击试样规格为10 mm × 10 mm × 55 mm,V形缺口开在热影响区部位。
三.实验结果
1.焊接接头的探伤
对三种不同焊接方法的焊缝进行超声波探伤,其结果见表4。经过超声波对三道焊缝100%检查,未发现明显的超标缺陷,符合JB4730-2005Ⅰ级标准。
3.5 钢板焊接工艺
南钢NM360/NM400耐磨钢板的焊接,采用三种不同焊接方式:手工电弧焊、埋弧焊及CO2气体保护焊。
焊接工艺要点
(1)焊前均采取预热措施,保证钢板预热温度≥200℃。
(2)钢板厚度在15~25 mm,采用Y型坡口(图1),其中,坡口角α=55O,钝边P=2 mm,间隙b=2 mm。钢板厚度在30~60 mm,采用双Y形坡口,其中,坡口角α=55O,钝边P=3 mm,间隙b=2 mm。
图1 Y型坡口 图2 X型坡口
(3)耐磨钢板在焊接前要清理坡口及距坡口两侧30~50 mm范围内的油、锈等污物。
(4)对焊接材料推荐使用低氢系、超低氢系的焊接材料。在进行CO2焊接时,推荐使用实心焊丝。低强度水准的焊接材料不易产生低温裂纹(氢致裂纹)。
(5)手工电弧焊焊条进行350 ℃烘干处理,烘干温度达到后保温1~2 h,随用随取。
(6)焊接过程中,控制焊接层间温度≥200℃。
(7)焊后对焊缝采取石棉保温,使之缓慢冷却。
典型的焊接工艺参数
表1 两种焊接方式下的焊接工艺参数
焊接方法 |
手工电弧焊 |
埋弧自动焊 |
CO2气体保护焊 |
焊 材 |
NM360/NM400 |
NM360/NM400 |
NM360/NM400 |
焊条(焊丝/焊剂) |
焊条:E5015 (J507) |
焊丝:H08Mn2SiA 焊剂:HJ431 |
H08Mn2SiA |
焊条或焊丝直径 φ,mm |
3.2 |
4.0 |
1.2 |
预热温度 T,℃ |
≥200℃ |
≥200℃ |
≥200℃ |
层间温度 T,℃ |
≥200℃ |
≥200℃ |
≥200℃ |
焊接电流I,A |
120~140 |
600~650 |
260~280 |
焊接电压 U,V |
22~25 |
32~35 |
25~29 |
焊接速度V,cm/min |
10~12 |
34~36 |
40~43 |