堆焊耐磨復(fù)合板的焊接工藝進(jìn)展

    在工程機(jī)械的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，承載噸位與自身重量是一對(duì)矛盾體，為了降低自重，設(shè)計(jì)人員更青瞇于選擇高強(qiáng)，甚至超耐磨復(fù)合板板，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，則采用薄厚板對(duì)接的形式，上述連個(gè)方面均對(duì)焊接提出了新的挑戰(zhàn)。

    鋼鐵冶金技術(shù)的不斷進(jìn)步使耐磨復(fù)合板實(shí)現(xiàn)了潔凈化、細(xì)晶化和力學(xué)性能上的強(qiáng)韌化，這就要求在焊接過程中與之匹配的焊接材料也必須實(shí)現(xiàn)潔凈化和強(qiáng)韌化，否則接頭性能將不能與母材匹配，進(jìn)而成為焊接接頭的薄弱部位。焊接材料的潔凈化與鋼板潔凈化的含義是相對(duì)應(yīng)的，要求S、P、N、H、O元素的含量應(yīng)盡可能低，而在強(qiáng)韌性方面，對(duì)于強(qiáng)度在400MPa左右的調(diào)質(zhì)鋼，只要通過調(diào)整焊縫組織使其獲得細(xì)小的針狀鐵素體即可獲得理想的強(qiáng)韌性；

    而強(qiáng)度≥800MPa的耐磨復(fù)合板，要實(shí)現(xiàn)焊縫金屬與母材的強(qiáng)韌性匹配較為困難，一般強(qiáng)度等匹配的情況下，焊接接頭韌性儲(chǔ)備往往不夠，在進(jìn)行耐磨復(fù)合板焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)時(shí)，接頭的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率都是合格的，主要是韌性不足引起脆斷，以起重機(jī)產(chǎn)品為例，目前國(guó)內(nèi)所采用的鋼板強(qiáng)度級(jí)別已突破1100MPa，而可批量生產(chǎn)投入使用的焊絲強(qiáng)度等級(jí)別在1000MPa左右，這一局限下，耐磨復(fù)合板激光焊接工藝則顯示出其無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。

    該技術(shù)摒棄傳統(tǒng)的依托焊接材料過渡合金元素這一復(fù)雜過程，采用連續(xù)或脈沖激光束作為熱源直接熔化待焊母材，其冶金過程類似于電子束焊，能量轉(zhuǎn)換機(jī)制通過“激光束小孔”結(jié)構(gòu)來(lái)完成，熔融金屬填充小孔形成焊縫，激光焊接具有焊接熔深大、熱影響區(qū)小、焊接速度快等優(yōu)點(diǎn)，但是激光焊接設(shè)備造價(jià)高，對(duì)工件拼點(diǎn)間隙要求嚴(yán)格。國(guó)外工程機(jī)械企業(yè)已開始進(jìn)行這一技術(shù)的研究，并取得了階段性的進(jìn)展。

    降低自重的另一手段是將焊縫設(shè)計(jì)為薄厚板對(duì)接的形式，關(guān)鍵受力處采用厚板，而受力較小、僅是起到增強(qiáng)剛性的部位盡量使用薄板。

    但這對(duì)焊接技術(shù)提出了更高的要求，在保證焊透的情況下，薄板一側(cè)變形量要明顯大于厚板，焊縫量側(cè)板厚不同也不利于焊后調(diào)平，而對(duì)于這種焊接結(jié)構(gòu)較為有效的解決方法是對(duì)待接頭進(jìn)行預(yù)先反變形，該方法需要精確的掌握不同板厚的焊接變形量，如果反變形量預(yù)留得當(dāng)，可以基本消除焊后變形。

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