刘爽

摘 要：通过对耐磨板Hardox450的焊接性能分析研究，制定合理的预热及层间温度，焊接电流、电压和焊接速度等焊接工艺参数，选用合理的低匹配低氢焊材，保护气体，控制热输入，后热处理等，取得良好的焊接效果。

关键词：Hardox450；焊接

1 前言

Hardox悍达耐磨钢板是由瑞典SSAB公司生产制造的高韧性、具有良好的弯曲和焊接性能的多用途耐磨钢，被广泛的应用于矿山机械产品中。

2 Hardox 450耐磨钢板的焊接性分析

Hardox钢板具有高耐磨性，而其硬度及强度，化学成分也随着厚度的增加而发生改变，如下表。

由以上可知，Hardox 450耐磨钢板具有非常高的硬度和强度，以及较高的碳当量，Hardox 450焊接时有淬硬倾向，有产生氢致裂纹的可能性。因此焊接中需要重点关注如何防止冷裂纹，氢致裂纹。防止氢致裂纹有以下两个原则：

2.1 接头里面及接头周围的氢含量的最小化

（1）使用合理的预热及层间温度；

（2）使用低氢焊材；

（3）保证焊接区域无杂质。

2.2 焊接接头内的应力最小

（1）尽可能使用低强焊材；

（2）制定合理的焊接顺序，使残余应力最小化；

（3）组对间隙最大不超过3mm。

3 Hardox 450耐磨钢板的焊接制造工艺

3.1 预热及层间温度

合理的预热及层间温度对于防止氢致裂纹至关重要。预热温度的制定通常与母材的碳当量与组合厚度有关。我们的产品使用的是45mm钢板，对接焊缝的组合厚度为90mm，根据钢板材质证可知碳当量为0.56%，因此我们初步根据EN1011确定预热温度为175℃，层间温度为225℃。预热方式为整体进入加热炉预热，预热温度的测量位置应在距离焊接接头75mm处。

3.2 焊接材料的选择

焊接材料的选择上可以选择非合金，低合金以及不锈钢焊材。

使用低强焊材的好处如下：焊缝金属良好的性能，更好的防止氢致裂纹，低的残余应力。低合金焊材中的氢含量应低于或等于每100g焊缝金属5ml扩散氢。

我们选择了药芯低氢，低匹配焊材，AWS A 5.20 E 70T-5，为提高生产效率我们选用φ2.4mm的焊材，使用轨道行走小车进行焊接。保护气体方面，因为使用的是药芯焊丝，因此选用了100%CO2，以实现稳定的焊接电弧，较大熔深。

3.3 焊前清理

在焊接前，对焊接区域两侧至少50mm范围内彻底清除铁锈，油污等杂质，必要时需露出金属光泽。

3.4 焊接参数

为保证焊后热影响区良好的机械性能，应控制焊接热输入，以获得良好的冲击性能，提高强度，减少焊接变形，低的内应力，窄的热影响区。我们此次的焊接将热输入控制在小于2.5KJ/mm。

3.5 焊接坡口形式

采用机加工制作坡口，K型坡口，组对间隙为2mm。

3.6 后热处理

对于有冷裂纹倾向的钢材，为了降低焊接接头的冷却速度，后热处理与预热的作用同等重要。我们的方案是焊后立即送进加热炉里进行160℃，保温2h，之后随炉冷却的后热处理。

3.7 焊后检验

因为Hardox 钢具有延迟裂纹倾向，因此不适宜在焊接完成后立即进行无损检测，为此我们选择焊后48h进行超声波和磁粉检测，未发现焊接裂纹。另外我们还做了宏观金相试验，焊接热影响区较小，未发现未熔合，夹渣等缺陷。

4 结语

通过选择合适的焊前预热温度，后热处理工艺，严格控制整个施焊过程中的温度，选用适当的焊接热输入并认真执行焊接规范的情况下，Hardox 450材料具有良好的可焊性，严格执行工艺措施，能够保证获得较好的焊缝综合力学性能。

参考文献

[1]周小华，范卢军，李彦.耐磨板hardox450的焊接工艺实验研究[J].矿业工程研究，2016，31（3）：62-65.

[2]王富强，张帆，徐兴国，等.复合耐磨板的焊接工艺研究[J].水泥技术，2013，（3）：47-49.

[3]张彩霞，张传伟，郑民惠.ZG30MnSi与HARDOX450的焊接工艺实践[J].现代焊接，2010，（9）：43-44.

（作者单位：久益环球（天津）装备制造有限公司）