盾构机刀具制造用耐磨耐冲击堆焊药芯焊丝的研究

北京地区地层中含有大量的砂砾和卵石,地铁盾构施工时盾构机刀具受到高应力下的磨粒磨损和冲击作用,损耗严重。进口刀具仅能掘进250m左右,这不仅增加了地铁施工成本,影响了施工进程,还增加了因刀具更换次数过多而带来的塌方隐患。文中从刀具的堆焊修复着手开展了盾构机刀具国产化研究,开发了DG7堆焊药芯焊丝。DG7所制堆焊层硬度在51HRC以上,堆焊时无需对刀体进行预热和焊后热处理,堆焊层无裂纹。通过冲击试验和磨粒磨损试验,考察了堆焊层的硬度、组织及其磨粒磨损性能。试验结果表明,堆焊层具有优异的耐磨耐冲击性能。通过合理的堆焊层设计,研制的盾构机刀具达到掘进780余米的使用寿命。

盾构机刀具制造用耐磨耐冲击堆焊药芯焊丝的应用分析

药芯焊丝是基于现有工程设备需求所产生的新型焊接材料,在实际工作环境中,相比较传统的焊丝具备焊接效率高、质量好和成本低的优势,对于现有生产制造行业而言,更具备多方面功能适用性,并在此基础上提供了更加稳定的加工环境。其中,针对盾构机刀具制造方面,药芯焊丝的应用主要负责刀刃保护这一方面,在相对完善的耐磨耐冲击堆焊技术环境下,更充分满足了现有工程开展的基础要求,为后续盾构机刀具制造提供了保障条件。

高铬铸铁耐磨堆焊埋弧药芯焊丝研究

采用自动埋弧堆焊对高铬铸铁埋弧药芯焊丝堆焊合金的组织及耐磨性进行试验,研究Cr/C对堆焊层的组织和耐磨性的影响。研究发现,Cr/C增加,初生碳化物形状越来越规则,初生碳化物的杆状纤维增长,增加堆焊层的韧性。初生碳化物微区Cr含量增加,增加初生碳化物显微硬度。Cr/C与初生碳化物面积分数对耐磨性的影响比较明显,其中初生碳化物面积分数与耐磨性呈线性关系。高铬铸铁堆焊层的耐磨性受到基体组织影响较大,由奥氏体及其分解产物构成的混合基体的堆焊层耐磨性最大。文中所研究的41#、43#、45#焊丝其堆焊层的耐磨性非常好,相对Q235钢的耐磨性分别为β41=27.1716、β43=18.6305和β45=19.7949。文中进一步探讨了耐磨堆焊层磨损过程中的孔洞效应及裂纹扩张效应。

Fe-Cr-C系药芯焊丝耐磨堆焊层的组织和性能

在Fe-Cr-C系药芯焊丝药芯中添加多种强碳化物形成元素,研究了堆敷金属的显微组织、耐磨性和抗氧化性。结果表明,堆焊层金属中大量呈针状和片状的细小碳化物均匀分布在共晶组织和马氏体基体上,改善堆焊金属的韧性,提高了抗裂性;焊缝金属的硬度为61.7HRC,耐磨性好,其相对耐磨性是市售某药芯焊丝堆焊层金属的3.75倍;堆焊层金属高温稳定性好,抗氧化能力强;焊丝适用于高温低应力磨料磨损环境。

铁-碳-铬-钒-钛系药芯焊丝堆焊层的显微组织及耐磨性能

采用新型铁-碳-铬-钒-钛系药芯焊丝和埋弧焊方法制备出含有初生M7C3相的堆焊层,借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等研究了堆焊层的显微组织及碳化物的分布、形貌,并对其进行了磨粒磨损试验。结果表明:堆焊层的显微组织由马氏体+铁素体+残余奥氏体+M7C3+M3C+VC等组成,当碳含量为1.45%和2.05%时,尺寸为10～25μm的初生M7C3相数量较多;初生M7C3相的数量和尺寸对堆焊层耐磨性能影响显著,其磨损机制以磨粒的显微切削为主。

药芯焊丝堆焊耐磨覆层组织性能试验研究

采用埋弧焊方法对三种不同的高碳高铬自保护药芯焊丝进行堆焊,并对其堆焊覆层的硬度、耐磨性以及显微组织等进行了试验,研究其堆焊耐磨层的组织、性能及其相互关系。结果显示:1#堆焊覆层材料耐磨性优于碳含量及硬度更高的2#堆焊覆层材料,表明同类堆焊覆层材料在硬度相近时其耐磨性主要取决于碳化物数量、形态、分布及大小,而合金元素对改变显微组织形态,晶粒大小与分布等方面有积极作用。

高硬度CO_2气保护堆焊药芯焊丝的研制及其耐磨性能研究

研制了一种高硬度气保护堆焊药芯焊丝。对含钨量分别为3.26%,4.13%,6.15%,8.26%的堆焊层性能进行了研究。利用显微照相仪观察堆焊层的金相组织,对堆焊层进行了点扫描及湿磨粒磨损试验。研究结果表明,堆焊层的组织为马氏体和残余奥氏体,碳化物呈球状,弥散分布于基体内,为堆焊层不均匀结晶的结果。堆焊层中含钨量为6.15%时,热处理后的平均洛氏硬度值为59HRC,磨损失重量为0.097g。含钨量继续增加时,硬度值略有下降,耐磨粒磨损性能略有提高。

两种硬面药芯焊丝堆焊层金属耐磨性的研究

对研制的两种硬面药芯焊丝HDY704、HDY502焊态和焊后热处理堆焊层金属的显微组织及耐磨性能进行了研究,探讨了堆焊层金属的磨损机理。结果表明:合金钢硬面药芯焊丝HDY704和不锈钢硬面药芯焊丝HDY502堆焊层金属的显微组织均为马氏体加少量残余奥氏体;焊后热处理均能提高其耐磨性能;热处理后HDY502堆焊层金属有弥散碳化物析出使硬度增加近10 HRC,而HDY704堆焊层金属的硬度不变;堆焊层金属的磨损机理为沙粒在压力作用下被压入基体中沿运动方向的切削破坏。

Fe/Cr-WC系药芯焊丝堆焊耐磨合金层性能研究

采用CO2气体保护焊方法,研制了一种耐磨损的Fe/Cr-WC系药芯焊丝堆焊合金。通过对堆焊层的平均硬度、磨损失重及微观组织的分析,研究了堆焊合金的耐磨损性能。同时系统地讨论了药芯中合金元素Cr,WC,Mo和V对堆焊层硬度和耐磨性的影响规律,从而确定了药芯中最佳合金元素含量。结果表明:Cr为5.5%～6.0%,WC为3.9%～4.0%,Mo为1.6%,V为3.2%(均以质量分数计)时,Fe/Cr-WC系药芯焊丝堆焊合金的配比适当,堆焊层具有较好的硬度及耐磨性。

冲击对DG7药芯焊丝堆焊层性能的影响

北京地区地铁施工时,盾构机刀具受到高应力作用下的冲击、磨粒磨损,损耗严重,进口刀具仅能掘进250m。针对盾构刀具的修复,研制了DG7药芯焊丝。修复后的刀具在工程试验中的再使用寿命达到780m。本文通过不同质量的铅球对DG7药芯焊丝堆焊层进行冲击,考察了其硬度、组织及耐磨粒磨损性能变化。

焊接规范对药芯焊丝堆焊层耐磨性的影响

2.0药芯焊丝 CO2气体保护焊采用不同的焊接线能量进行施焊，对所焊接头分别做显微硬度试验、金相试验、磨损试验。通过分析比较试验结果发现：焊接线能量大的试样耐磨性好于焊接线能量小的试样，而两个试样的硬度相差不大。本文对此现象进行了分析。

耐磨药芯焊丝 CO_2 堆焊工艺试验研究

采用ＰＫ－ＹＤ５Ｃｒ８Ｓｉ３药芯焊丝ＣＯ２电弧焊工艺在Ｔ－１钢、ＳＴＥ６９０钢上进行了堆焊工艺试验研究，确定了合理的工艺规范，进行了耐磨试验，测试了堆焊层的硬度，观察分析了堆焊层金相组织。结果表明，ＰＫ－ＹＤ５Ｃｒ８Ｓｉ３药芯焊丝抗裂性较好，且堆焊层的耐磨性较高，符合工厂对耐磨件修补的要求。

多元合金强化型高铬铸铁自保护耐磨堆焊药芯焊丝的研制

研制了两种多元合金强化型高铬铸铁自保护耐磨堆焊药芯焊丝,其焊接工艺性能优良,堆焊层具有高硬度和高耐磨性,对其自保护机理和耐磨性进行了分析和讨论。

立式磨磨辊耐磨堆焊用药芯焊丝的应用

简介立式磨磨辊专用焊丝MD601、MD611的性能特点,着重介绍其在磨辊、磨盘上的应用。

TiB2强化高硬度高耐磨堆焊自保护药芯焊丝堆焊层性能分析

通过在Fe-Cr-C系药芯焊丝中加入不同含量TiB2粉末,制备TiB2强化高硬度高耐磨堆焊自保护药芯焊丝.借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等手段,试验研究了其堆焊合金显微组织,并考察TiB2含量对该堆焊合金性能的影响.结果表明,堆焊合金组织为初生碳化物、马氏体和残余奥氏体,同时堆焊合金中生成了大量TiC-TiB2颗粒,并且弥散分布在初生碳化物和基体上;TiB2强化耐磨堆焊药芯焊丝的堆焊合金比不加TiB2具有更高的硬度和更好的耐磨性.

钻杆接头耐磨带堆焊药芯焊丝的研究

研制一种Fe-B-Nb-Ni系钻杆耐磨带堆焊药芯焊丝,采用CO_2气体保护堆焊方法,制备Fe-B-Nb-Ni耐磨堆焊合金,利用OM,SEM,XRD等方法对堆焊合金的显微组织进行了观察分析,对堆焊层的硬度及耐磨性能进行了测试分析。结果表明,Fe-B-Nb-Ni堆焊合金耐磨性能比国外某进口药芯焊丝提高了约37%,其宏观硬度值达到HRC60.5～62.2。Fe-B-Nb-Ni堆焊合金的显微组织为马氏体+铁素体+少量渗碳体+颗粒状NbC+包晶Fe_3(B,C)+共晶Fe_(23)(B,C)_6、Fe_3(B,C)+少量共晶Fe_2B相,其中NbC硬质颗粒弥散的分布于基体中,基体中的马氏体组织具有优异的强度和耐磨性,起到了很好的耐磨骨架的作用。Fe-B-Nb-Ni堆焊合金的磨损机理主要是犁沟式微切削和局部的硬质相剥落。

盾构刀头刃口用耐磨堆焊药芯焊丝 第四届北京发明创新大赛金奖

地铁是解决大城市中心区域交通拥堵最有效的交通方式，而盾构刀头是地铁盾构施工过程中关键的消耗性部件，盾构刀头的使用寿命不仅影响地铁盾构施工进度，更重要的是在更换失效盾构刀头时会影响到地面建筑的安全，严重时会发生塌方事故。

Hardox400耐磨板堆焊用药芯焊丝的研究

Hardox400耐磨板是集高强度、韧性,良好的可加工性以及高耐磨性于一身的国外优质进口钢板。从耐磨板的堆焊修复着手,通过对3个不同合金体系的4组药芯焊丝进行堆焊试验,对比观察各组堆焊焊缝成形效果和微观金相组织,并对堆焊层进行宏观洛氏硬度测试,最后优选出了一组最适合于Hardox400耐磨板修复用FeB-C-Nb-Ni系堆焊药芯焊丝,并对其进行磨粒磨损试验考察其耐磨性能。结果表明:该堆焊层硬度值为HRC60.1,堆焊焊缝成形美观、饱满,焊缝中形成的低碳马氏体为耐磨骨架,细小NbC,Fe●B硬质相弥散分布的组织能够与基体组织很好的熔合。堆焊层合金相对耐磨性为基体材料的5.2倍,具有比Hardox400耐磨板优异的耐磨性能。

药芯焊丝明弧堆焊Fe-Cr-C-B合金组织及耐磨性

为了提高堆焊合金的耐磨性,利用明弧堆焊方法将自保护耐磨堆焊药芯焊丝熔覆在Q235基体金属表面,制备得到Fe-Cr-C-B耐磨堆焊合金.采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、硬度计和磨料磨损试验机对堆焊层的组织、硬度和耐磨性进行了分析.结果表明,堆焊层主要由马氏体、少量残余奥氏体、M 3(C,B)、M 23(C,B)6和M 7(C,B)3相组成.随着B质量分数的增大,基体组织转变为马氏体,共晶硬质相增多,并呈连续网状分布在基体组织周围.当B的质量分数为3%时,堆焊层的耐磨性达到最佳,其硬度为61.5 HRC,磨损量为0.3629 g.

马氏体耐磨堆焊药芯焊丝熔敷金属组织与性能

采用自制马氏体耐磨药芯焊丝制备马氏体堆焊层,通过焊接实验研究其焊接成形,并分析其组织和性能。结果表明:堆焊组织为马氏体+残余奥氏体组织,其平均硬度为50 HRC,堆焊层底部硬度低于表面硬度;堆焊层平均磨损失重为1.7 mg,堆焊层耐磨性优于42Cr Mo材料,堆焊层平均抗弯强度为1 182 MPa,与42Cr Mo钢材的抗弯强度较为接近。