專利名稱：在盾構(gòu)刀具的母材上堆焊耐磨耐切削硬質(zhì)合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接技術(shù)，尤其涉及盾構(gòu)刀盤及魚尾刀具的焊接技術(shù)。
技術(shù)背景盾構(gòu)是隧道施工的重要裝備，而盾構(gòu)的刀具又是盾構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)件，是 推進(jìn)隧道切削挖掘能力最重要的組成部份，其性能的優(yōu)劣將直接影響盾構(gòu) 的工作效率。所說的盾構(gòu)，主要包括c型環(huán)組件，包括c形環(huán)鋼結(jié)構(gòu)件，刀盤中心 結(jié)構(gòu)件，魚尾刀組件三大部件，所說的魚尾刀組件安裝在c型環(huán)鋼結(jié)構(gòu)件上。所說的魚尾刀組件是包括三角形魚尾刀板和與三角形魚尾刀板連成為一體的刀刃，所說的刀板的材料為SS400鋼。如不對所說的刀具的刀刃的 材質(zhì)進(jìn)行改進(jìn)，將影響掘進(jìn)切削能力。常規(guī)的方法，是在所說的SS400的 材料為母材的盾構(gòu)刀具上堆焊耐磨耐切削硬質(zhì)合金，但是，由于SS400的材料與耐磨耐切削硬質(zhì)合金為兩種性能完全不同的材質(zhì)，采用常規(guī)的堆焊 技術(shù)難以獲得理想的焊接效果。因此，提供一種在刀具的母材上堆焊耐磨 耐切削硬質(zhì)合金的方法，是有關(guān)方面所迫切需要解決的難題。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種在盾構(gòu)刀具的母材上堆焊耐磨耐切削硬質(zhì)合 金的方法，以滿足有關(guān)方面的需要。 本發(fā)明的方法，包括如下步驟(1)在作為盾構(gòu)刀具的牌號為SS400鋼的母材上，堆焊過渡焊條；所說的SS400鋼為一種常規(guī)的鋼材，其化學(xué)組分如下:cSiMnSP0.16 0.170.550.008 0.010所說的過渡焊條選自J507焊條、ER50-6焊條或E501T-1焊條； 所說的J507焊條可采用市售產(chǎn)品；如天津金橋焊材集團(tuán)有限公司的產(chǎn)品，其化學(xué)組分如下(重量％):C Si Mn S P Cr Ni Mo V0.085 0.53 1.220.015 0.027具體可參閱焊條手冊。0.0300.0310.008 0.018所說的ER50-6焊條可采用市售產(chǎn)品，如天津金橋焊材集團(tuán)有限公司的產(chǎn)品，其化學(xué)組分如下(重量％):C SiMn S P Cu0細(xì) 0.961.440.010 0.0140.137具體可參閱焊條手冊。所說的E501T-1焊條可采用市售產(chǎn)品:的產(chǎn)品，其化學(xué)組分如下(重量％) C SiMn S Pl天津金橋焊材集團(tuán)有限公司Cu0.040 0.441.31 0.005 0.0180.137具體可參閱焊條手冊。焊接時，電流強度為90 180A，其中SMAW (手工焊)，①4直徑焊條，焊接電流140-180A;GMAW (氣體保護(hù)電弧焊)，cD1.2焊絲，焊接電流90-150A;FCAW (藥芯焊絲氣體保護(hù)焊)，01.2焊絲，焊接電流90-150A;焊接速度為25-27m/h，以縮短焊縫金屬處于高溫區(qū)間停留時間； 優(yōu)選的，堆悍的厚度為2 3mm;優(yōu)選的，在C02氣體保護(hù)下焊接；堆焊前及堆焊層間溫度都應(yīng)在30(TC-35(TC之間，焊好后還要后熱處 理，加溫到300。C-35(TC，然后用石棉包敷保溫冷卻；(2) 將耐磨焊條在300。C 35(TC下烘焙1 2小時，然后隨爐冷卻至100-150'C保溫備用，隨用隨取，將步驟(1)將母材預(yù)熱加溫至300°C 350°C，再堆焊過渡焊條，然后堆焊耐磨焊條，堆焊時注意溫度是否有變 化，如層間溫度達(dá)不到30(TC以上，重新預(yù)熱后焊接，防止堆焊剝落；所說的耐磨焊條的牌號為EDW-A-15，可采用天津市金橋焊材集團(tuán)有 限公司的產(chǎn)品，其化學(xué)組分如下(重量％)C Si Mn S W2.151.43 1.56 1.43 20.02。具體可參閱焊條手冊。焊接時，電流強度為140-180A，手工焊焊速25-27m/h，以縮短焊縫金屬處于高溫區(qū)間停留時間；優(yōu)選的，在C02氣體保護(hù)下焊接；優(yōu)選的，耐磨焊條的堆焊厚度為2 4mm;過渡焊條與耐磨焊條總的堆焊厚度為5~6mm;(3) 將堆焊耐磨焊條后的母材加熱至30(TC 35(rC，然后用保溫材 料如石棉布保溫，冷卻至室溫，自然冷卻，即可獲得一種以SS400材料為 刀板材料、以耐磨耐切削硬質(zhì)合金材料為刀刃材料的用于盾構(gòu)的刀具；按照本發(fā)明優(yōu)選的方法，在堆焊過渡焊條前，對需要堆焊過渡焊條的 部分進(jìn)行清潔打磨，所述的清潔打磨為本領(lǐng)域公知的方法，本發(fā)明不再贅 述。本發(fā)明的方法，選擇了合理的焊接規(guī)范及線能量，采用焊前預(yù)熱、控 制層間溫度及焊后保溫緩冷或后熱處理，控制了合理的冷卻溫度和時間，能 降低冷卻速度，改善焊縫在熱影響區(qū)組織狀態(tài)，改善組織加快氫的擴散逸出。有效的解決了在SS400母材上堆焊耐磨焊條的難題，從而獲得了一種 以SS400材料為刀板材料、以耐磨耐切削硬質(zhì)合金材料為刀刃材料的用于 盾構(gòu)的刀具。本發(fā)明的方法，施工方法容易，采用100% MT (或PT)探傷 檢驗，在焊縫及焊縫周圍熱影響區(qū)無裂紋。
具體實施方式
實施例1在堆焊過渡焊條前，先對需要堆焊過渡焊條的部分進(jìn)行清潔打磨，然后(1)在以牌號為SS400的材料為母材的盾構(gòu)刀具的刀刃上，采用手工堆焊O4直徑J507焊條，是ob:50kg/mn^過渡層；焊接時，電流強度為180A，手工焊焊速27m/h;，堆焊的厚度為3mm;堆焊前及堆焊層間溫度都應(yīng)在35(TC，焊好后熱處理，加溫到35(TC，然后用石棉包敷保溫冷卻；(2)將耐磨焊條在300-35(TC下烘焙1小時，然后保溫至1小時以上備用，自動調(diào)節(jié)冷卻時間，隨爐冷卻，至15(TC隨爐冷卻，隨取隨用，將步驟(l)的母材堆焊了過渡焊接處，加溫至35(TC，然后在手工焊(SMAW)下堆焊耐磨焊條；所說的耐磨焊條的牌號為EDW-A-15，是o b:70kg/mm2級材質(zhì)；焊接時，電流強度為180A，焊速27m/h; 優(yōu)選的，耐磨焊條的堆焊厚度為3mm;(3)將堆焊耐磨焊條后的母材加熱至350°C，后熱處理；然后用保溫材料如石棉布保溫，自然冷卻至室溫，獲得一種以SS400材料為刀板材料、以耐磨耐切削硬質(zhì)合金材料為刀刃材料的用于盾構(gòu)的刀具。采用100% MT (或PT)探傷檢驗，在焊縫上及熱影響區(qū)無裂紋。實施例2在堆焊過渡焊條前，先對需要堆焊過渡焊條的部分進(jìn)行清潔打磨，然后(1)在以牌號為SS400的材料為母材的盾構(gòu)刀具的刀刃上，采用C02氣體保護(hù)電弧焊，堆焊①1.2 ER50-6焊條，是o b=50kg/mm2過渡層；焊接時，電流強度為90A，手工焊焊速25m/h;堆焊的厚度為2mm;堆焊前及堆焊層間溫度都應(yīng)在30(TC，焊好后熱處理，加溫到30(TC，然后用石棉包敷保溫冷卻；(2)將耐磨焊條在30(TC下烘焙1小時，然后保溫至1小時以上備用，自動調(diào)節(jié)冷卻時間，隨爐冷卻，至10(TC隨爐冷卻，隨取隨用，將步驟(l)的母材堆焊了過渡焊接處，加溫至30(TC，然后在手工焊(SMAW)下堆焊耐磨焊條；焊接時，電流強度為140A，焊速25m/h; 耐磨焊條的堆焊厚度為3mm; (3)將堆焊耐磨焊條后的母材加熱至350°C，后熱處理，然后用保溫材料如石棉布保溫，自然冷卻至室溫，獲得一種以SS400材料為刀板材料、 以耐磨耐切削硬質(zhì)合金材料為刀刃材料的用于盾構(gòu)的刀具。采用100% MT (或PT)探傷檢驗，在焊縫上及熱影響區(qū)無裂紋。實施例3采用與實施例l相同的方法，其中過渡焊條為E50iT-i，檢測結(jié)果同 實施例1 。對比實施例1上海某實業(yè)公司堆焊技術(shù)，其中堆焊預(yù)熱溫度15(TC，不進(jìn)行后熱處 理，采用實施例l相同的檢測方法，每隔10 30不等有大量裂縫。
權(quán)利要求
1. 在盾構(gòu)刀具的母材上堆焊耐磨耐切削硬質(zhì)合金的方法，其特征在于，包括如下步驟(1)在作為盾構(gòu)刀具的牌號為SS400鋼的母材上，堆焊過渡焊條；堆焊前及堆焊層間溫度為300-350℃，焊好后加溫到300℃-350℃，然后用石棉包敷保溫冷卻；(2)將耐磨焊條在300℃～350℃下烘焙1～2小時，然后保溫至100-150℃?zhèn)溆?，將步驟(1)的母材堆焊了過渡焊條處，加溫至300℃～350℃，然后在CO2氣體保護(hù)下堆焊耐磨焊條；所說的耐磨焊條的牌號為EDW-A-15；(3)將堆焊耐磨焊條后的母材加熱至300℃～350℃，然后保溫冷卻至室溫，即可獲得一種以SS400材料為刀板材料、以耐磨耐切削硬質(zhì)合金材料為刀刃材料的用于盾構(gòu)的刀具。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所說的過渡焊條選自J507 焊條、ER50-6焊條或E501T-1焊條。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，歩驟(1)中，焊接時焊接時，電流強度為90 180A，其中 手工焊，04直徑焊條，焊接電流140-180A; 氣體保護(hù)電弧焊，0>1.2焊絲，焊接電流90-150A; 藥芯焊絲氣體保護(hù)焊，①1.2焊絲，焊接電流90-150A; 焊接速度為25-27m/h;堆焊的厚度為2 3mm，在002氣體保護(hù)下焊接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，焊接時，電流強度140-180A，焊速為25-27m/h;耐磨焊條的堆焊厚度為2 4mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，過渡焊條與耐磨焊條 總的堆焊厚度為5 6mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在堆焊過渡焊條前， 對需要堆焊過渡焊條的部分進(jìn)行清潔打磨。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在盾構(gòu)刀具的母材上堆焊耐磨耐切削硬質(zhì)合金的方法，包括如下步驟(1)在作為盾構(gòu)刀具的牌號為SS400鋼的母材上，堆焊過渡焊條；(2)將耐磨焊條在300℃～350℃烘焙，保溫冷卻至100～150℃，隨用隨取，將步驟(1)將母材預(yù)熱加溫至300℃～350℃，再堆焊過渡焊條；(3)將堆焊過渡焊條的母材加熱至300℃～350℃，堆焊EDW-A-15硬質(zhì)合金，焊好后加熱至300～350℃，保溫冷卻，獲得以SS400材料為刀板材料、以耐磨耐切削硬質(zhì)合金材料為刀刃材料的用于盾構(gòu)的刀具。本發(fā)明施工方法容易，采用100％MT(或PT)探傷檢驗，在焊縫上無裂紋，及熱影響區(qū)也無裂紋。
文檔編號B23K101/20GK101279396SQ200810037880
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月22日
發(fā)明者孫根榮, 義 張 申請人:上海兆年實業(yè)有限公司