高锰钢的补焊和焊接
破碎机高锰钢锷板磨损及裂纹的焊接修复技术
技术改造破碎机高锰钢锷板磨损及裂纹的焊接修复技术李丽丹1 潘子祥1 彭恂军2（1.攀钢集团工程技术有限公司；2.攀钢集团攀枝花钢钒有限公司物流中心，四川攀枝花 617000）摘 要：本文根据材质为ZMn13的破碎机高锰钢锷板产生的磨损和裂纹状况，分析研究选择合适的焊接材料，并制定出采取堆焊过渡层和耐磨层等合理的工艺及措施，成功地焊接修复了裂纹缺陷和完成表面堆焊，延长了破碎机锷板的使用寿命。
关键词：ZMn13；焊接；过渡层1 前言攀钢钒公司用于破碎矿渣用的破碎机，由于不到使用周期（6个月），破碎机内的锷板（材质ZMn13）表面磨损严重，磨损面深度有10～13mm、面积约有20～25cm2不等，大体呈长条形，在磨损面还伴随有不同程度的裂纹现象，不能继续使用，必须停产更换。
由于每台破碎机每2个月就须更换1付锷板，每付锷板价值7000多元，4台破碎机一年要增加成本费用近20万，为降低成本和保障生产正常运行，需研究解决这一焊接修复问题和达到使用周期要求。
2 焊接性分析2.1 ZMn13性能ZMn13为高锰高碳合金钢，是典型的抗磨损的材料，在受到冲击，挤压和磨损的情况下，表面立刻形成硬化层，而其内部仍然是奥氏体组织，保持良好的塑性和韧性，同时硬化层具有良好的耐磨性能和抗冲击性能。
由于ZMn13含碳量和含锰量高，焊接性差，如果焊接材料的选择和工艺措施不当，堆焊层会产生裂纹，甚至焊肉剥离。
ZMn13性能和化学成分表1、表2所示。
表1 ZMn13钢的性能抗拉强度MPa延伸率A硬度HB金相组织热处理规范＞637＞20％＜229奥氏体淬火1000-1100℃的水冷表2 ZMn13钢的化学成分 ％C Mn Si S P1.1-1.511-150.3-1.0＜0.050＜0.0902.2 热裂纹由于Mn的线膨胀为低碳钢的1.3-1.5倍，热导率仅为低碳钢的1/5，焊接时的高温梯度会导致产生较大的焊接拉应力；同时在焊接过程中由于P、S 有害杂质的影响，P的极低溶解度和S造成的偏析，都易在晶界形成Fe-Fe3P、Mn-Mn3P、Fe-FeS低熔点共晶物，因此ZMn13焊缝易产生热裂纹和热影响区的液化裂纹。
高锰钢辙叉焊修工艺
高锰钢辙叉焊修工艺怀化工务段退休工程师肖国富特别声明：本工艺虽然经过作者数十年研究实验，已经在全国铁路推广。
但本文脱稿于2007年，上传于2012年，仅供同行研究参考。
第一节准备工作一、安全注意事项1、从事辙叉焊补的焊工应取得相应的操作许可证；2、不焊补任何部位出现断裂的辙叉，也不焊补同一部位焊补过三次的辙叉；3、不在风力大于5级和雨雾天进行辙叉的室外焊补作业，室外焊补人员应在上风方向作业，室内应有吸尘排烟设备，以减少烟尘锰毒对焊补人员的危害；4、辙叉表面缺陷或磨耗，打磨后不影响行车时，可以在车速不高的线上，利用列车间隙时间焊补，但应由辙叉养护工区按《铁路工务安全规则》及有关规定办理施工手续和设置防护才能上线作业，且在作业中，要严格控制辙叉挖补尺寸，以保证能随时放行列车；5、利用“天窗”时间线上焊补辙叉裂纹、磨耗、掉块时，也要按“天窗”作业的相关规定，办理手续和防护施工车辆；6、线上焊补时，电焊搭铁应搭接在所焊辙叉的轨底裙边上。
严禁跨过钢轨、绝缘接头及轨道绝缘处，进行搭铁和引弧，以防止破坏和影响行车信号；7、线上“天窗”条件焊补有困难时，辙叉焊补应在线下进行，或运回工厂，在室内的水槽中施焊；8、随时注意行车和人身安全，遵守焊接安全操作规章，按规定穿着防护用品。
二、现场焊修设备工具1、AXQ1-200系列内燃电焊机1台，含焊钳、电缆线、面罩等附件；2、0.35~0.4立方米、0.7~0.8兆帕（700~800千帕）内燃机驱动空压机1台，含碳弧气刨手钳、高压（氧气）气管等附件；3、交直流两用手提式电动砂轮机或角磨机一台（建议用上海砂轮机厂生产的S1S-150型850W砂轮机，不要用其它工厂生产的580W砂轮机，否则磨不动），最近有工务段使用的博世角磨机和博世磨片也比较好；4、电焊条干燥保温筒一个或小烘箱+保温筒；5、接线板或多用（耐摔、防水）插座一至二个或带插座的电缆圆盘；6、Φ22~26厘米水壶一个，约10公斤水桶一只或用钢轨钻孔用的压力式水桶；表2-2 碳棒的规格及适用的电焊机和电流参考表适用场地电焊机型号圆形碳棒规格(mm)使用电流（A）线场焊叉AXQ1-200 ￠ 3 150~180￠3.5 150~180￠4 150~200￠5 150~200（250）工厂焊叉ZXG-400等￠7 200~350￠8 250~400￠9 350 ~400（500）7、扳手、钳子、敲渣尖锤、钢丝刷、扁油刷、手锤、钢錾子等手工工具一套；8、1米长钢直尺、0.05（0.5）~1.00塞尺、弦线、钢轨测温计、2~5米钢卷尺、等量具一套，也可配备外卡（测轨高）、内卡（测轮缘槽）、1∶20坡度尺、辙叉样板卡尺等；9、染色剂、放大镜、标记笔等；10、轨距尺、支距尺由道岔养护工区负责；11、防护用对讲机1~3台，黄色防护服配套；12、轻型运输机动车及炊具、卧具视施工组织情况定。
高锰钢辙叉焊修工艺
高锰钢辙叉焊修工艺XX工务段退休工程师肖国富特别声明：本工艺虽然经过作者数十年研究实验，已经在全国铁路推广。
但本文脱稿于2007年，上传于2021年，仅供同行研究参考。
第一节准备工作一、平安考前须知1、从事辙叉焊补的焊工应取得相应的操作许可证；2、不焊补任何部位出现断裂的辙叉，也不焊补同一部位焊补过三次的辙叉；3、不在风力大于5级和雨雾天进展辙叉的室外焊补作业，室外焊补人员应在上风方向作业，室内应有吸尘排烟设备，以减少烟尘锰毒对焊补人员的危害；4、辙叉外表缺陷或磨耗，打磨后不影响行车时，可以在车速不高的线上，利用列车间隙时间焊补，但应由辙叉养护工区按?铁路工务平安规那么?及有关规定办理施工手续和设置防护才能上线作业，且在作业中，要严格控制辙叉挖补尺寸，以保证能随时放行列车；5、利用“天窗〞时间线上焊补辙叉裂纹、磨耗、掉块时，也要按“天窗〞作业的相关规定，办理手续和防护施工车辆；6、线上焊补时，电焊搭铁应搭接在所焊辙叉的轨底裙边上。
严禁跨过钢轨、绝缘接头及轨道绝缘处，进展搭铁和引弧，以防止破坏和影响行车信号；7、线上“天窗〞条件焊补有困难时，辙叉焊补应在线下进展，或运回工厂，在室内的水槽中施焊；8、随时注意行车和人身平安，遵守焊接平安操作规章，按规定穿着防护用品。
二、现场焊修设备工具1、AXQ1-200系列内燃电焊机1台，含焊钳、电缆线、面罩等附件；2、0.35~0.4立方米、0.7~0.8兆帕〔700~800千帕〕内燃机驱动空压机1台，含碳弧气刨手钳、高压〔氧气〕气管等附件；3、交直流两用手提式电动砂轮机或角磨机一台〔建议用XX砂轮机厂生产的S1S-150型850W 砂轮机，不要用其它工厂生产的580W砂轮机，否那么磨不动〕，最近有工务段使用的博世角磨机和博世磨片也比拟好；4、电焊条枯燥保温筒一个或小烘箱+保温筒；5、接线板或多用〔耐摔、防水〕插座一至二个或带插座的电缆圆盘；6、Φ22~26厘米水壶一个，约10公斤水桶一只或用钢轨钻孔用的压力式水桶；表2-2 碳棒的规格及适用的电焊机和电流参考表适用场地电焊机型号圆形碳棒规格(mm)使用电流〔A〕线场焊叉AXQ1-200 ￠3 150~180￠3.5 150~180￠4 150~200￠5 150~200〔250〕工厂焊叉ZXG-400等￠7 200~350￠8 250~400￠9 350 ~400〔500〕7、扳手、钳子、敲渣尖锤、钢丝刷、扁油刷、手锤、钢錾子等手工工具一套；8、1米长钢直尺、0.05〔0.5〕~1.00塞尺、弦线、钢轨测温计、2~5米钢卷尺、等量具一套，也可配备外卡〔测轨高〕、内卡〔测轮缘槽〕、1∶20坡度尺、辙叉样板卡尺等；9、染色剂、放大镜、标记笔等；10、轨距尺、支距尺由道岔养护工区负责；11、防护用对讲机1~3台，黄色防护服配套；12、轻型运输机动车及炊具、卧具视施工组织情况定。
高锰钢铸件焊补工艺守则
高锰钢铸件焊补工艺守则T/GTB-402-01-391、范围1.1 本守则规定了高锰钢产品铸造缺陷的焊补规程，适用于本公司生产的高锰钢轧臼壁、破碎壁及齿板等系列产品。
1.2 本守则规定的产品是指经检验（化学成分、机械性能、金相组织）合格的产品2、引用标准GB/T5680-2010 高锰钢铸件S.Q.S 轧臼壁及破碎壁铸造规程JB/ZG4000.6 铸钢件焊补通用技术条件GB984 堆焊焊条GB983 不锈钢焊条3、参考标准GB11352 一般工程用铸造碳钢件GB429 耐热钢技术条件4、缺陷的范围4.1 待焊补的缺陷于孔眼类铸造缺陷，或在清除其它铸造缺陷后所形成的孔眼，沟槽合凹坑等缺陷。
4.2 将各类铸造缺陷后清除后所形成的需焊补的缺陷分为三类：4.2.1中等范围的缺陷：缺陷的深度小于25mm,且面积小于40×50（20cm²）的缺陷（小于2mm的单个孔眼，可不算缺陷，故不需焊补）。
4.2.2中等范围的缺陷：缺陷的深度小于25mm,且不超过铸件壁厚的1/3（两者按最小值判断），同时该缺陷的面积不大80×80m(即64 cm²)，且焊补面积不大于该表面积的1/3（按两者最小值判断）。
4.2.3大范围缺陷，超过4.2.2规定的缺陷。
5、下述缺陷不允许焊补5.1 图纸或工艺规定某些不容许焊补或铸件的某些特定部位。
5.2 铸件厚度大于40mm的穿透性裂纹。
5.3 齿板的穿透性裂纹。
5.4 轧臼壁吊耳的穿透性裂纹。
5.5 清整后缺陷深度大于铸件壁厚的1/2，缺陷总面积超过所在表面面积30℅的缺陷。
6、允许焊补的缺陷6.1 施焊审批程序：6.1.1小范围缺陷由检验员划出标记，精整工段焊工补焊。
6.1.2中等范围缺陷，由检验员划出标记，精整清理缺陷后，经主管技术人员（或有关部门）认可后即可进行补焊。
6.1.3大范围缺陷，精整清理缺陷后填写焊补卡片，报公司技术负责人批准后方可进行大补焊。
高锰钢的焊接工艺
高锰钢的焊接工艺介绍高锰钢是一种具有高强度和耐磨性的特殊钢材，常用于制造机械零件、工具和耐磨构件等。
在进行高锰钢的焊接时，需要采取特定的工艺和措施，以确保焊接接头的质量和性能。
焊接前准备在进行高锰钢的焊接之前，需要进行充分的准备工作，包括材料准备和设备准备。
材料准备选择合适的高锰钢焊接材料，确保其符合焊接要求，并具有良好的可焊性和相容性。
材料准备还包括对焊接材料进行清洁和除锈处理，以确保焊接接头的质量。
设备准备选择适合高锰钢焊接的设备，包括焊接机、电极、焊丝等。
确保所有焊接设备都经过良好的维护，并具备稳定的电力供应和良好的接地条件。
焊接工艺高锰钢的焊接工艺与普通钢的焊接工艺有所不同，需要采取一些特定的措施以确保焊接接头的质量和性能。
选择适当的焊接方法高锰钢的焊接方法可以选择电弧焊、气焊、激光焊等，根据具体情况选择适合的焊接方法。
其中，电弧焊是常用的焊接方法，可以分为手工电弧焊和自动电弧焊。
控制焊接参数在进行高锰钢的焊接时，需要控制好焊接参数，包括焊接电流、焊接电压、焊接速度等。
合理的焊接参数可以保证焊接接头的质量和性能。
采用预热和后热处理高锰钢的焊接过程中容易产生焊接应力和氢裂纹等问题，为了避免这些问题的发生，可以采用预热和后热处理的方法。
预热可以减少焊接应力，后热处理可以消除氢裂纹。
进行焊接试验和检测在完成高锰钢的焊接后，应进行焊接试验和检测，以确保焊接接头的质量和性能。
常用的焊接试验和检测方法包括断口观察、硬度测试、X射线检测等。
结论高锰钢的焊接工艺需要采取特定的工艺和措施，以确保焊接接头的质量和性能。
选择适当的焊接方法、控制好焊接参数、采用预热和后热处理，以及进行焊接试验和检测，都是保证高锰钢焊接质量的关键步骤。
以上为高锰钢的焊接工艺文档的内容。
[精品]高锰钢铸件补焊技术要求
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[精品]高锰钢铸件补焊技术要求
高锰钢铸件补焊技术要求:
1、所有高锰钢铸件缺陷修补需水韧处理后进行。
2、铸件缺陷允许焊补，补焊前须将铸件缺陷部位清理干净，坡口
平整圆滑，补焊区域及坡口周围20mm以内粘砂、油污、水、
铁锈要清除，露出金属光泽。
3、裂纹需要焊补，要坡口处没有裂纹痕迹为止，为防止裂纹扩展，
两端要有终止孔,10mm。
4、补焊前，采用超声波检测UT或渗透检测PT，证实缺陷被完全
清除。
5、铸件较大范围焊补后，是否进行水韧处理，由供需双方协商。
6、对于坡口深度超过壁厚40%或25mm，视为重大焊补，重大焊
补要经需方同意，并记录存产品档案备查，包括焊前准备、焊
条材质、焊补工艺、焊后处理及检验检测结果。
技术质量部
2012年11月16日
给人改变未来的力量
本文转自运城中公网。
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Mn13高锰钢焊接工艺
Mn13高锰钢焊接工艺
Mn13适用于制作长时间经受高冲击物料磨损的耐磨构件，广泛应用于冶金、矿山、建材、铁路、电力、煤炭等机械设备。
焊接工艺
涟钢MN13等高锰钢系列耐磨钢，可以采用奥氏体不锈钢焊材，如308L、309、310等，并采用合适的焊接工艺，以确保焊缝不存在裂纹等焊接缺陷，形成良好的焊接接头。
焊丝牌号及国标与美标对应关系表
上海频开实业有限公司位于国内现有规模较大的钢材市场——乐从钢铁世界，供应高锰耐磨钢Mn13，厚度4-25mm可选。
其他主营产品有高强度钢板、工程机械用钢、汽车大梁钢、冷轧高强车厢板、耐候钢、耐酸钢，常备万吨库存，品种规格全。
是集原材料供应、加工与物流配送于一体的现代化企业。
Mn13钢板焊接要求
Mnl3钢板焊接要求
Mnl3钢板的焊接可采用最普通的手工电弧焊的方法。
焊条选用D256（堆256）或D266（堆266）焊条；焊接前应打磨焊缝，要彻底清理工件坡口及边缘，去除铁锈、油污、同时将焊条烘干；焊接时，选择小直径焊条（3.0mm~3.5mm）,小电流、高电压、多焊层、多焊道、快速焊接；如采用直流焊接，焊条接正极；焊接每层后要锤击焊缝，以提高其抗热裂纹能力。
焊接后，应使焊缝快速降温，以免影响使用，有条件的可采用流动水降温。
Mnl3高镒钢厚度：4-25mm
上海频开实业有限公司位于国内现有规模较大的钢材市场一乐从钢铁世界，主营产品有耐磨钢、高强度钢板、工程机械用钢、汽车大梁钢、冷轧高强车厢板、耐候钢、耐酸钢和中高碳钢等特殊钢，公司在上海、武汉、娄底、佛山均有库存，常备万吨库存，品种规格全，是集原材料供应、加工、配送于一体的现代化企业。
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高锰钢件的焊接和补焊
高锰钢件的焊接和补焊是很困难的，这是由于高锰钢的化学成分和组织以及性能的特殊性所决定的。
高锰钢的线收缩率较一般钢大1倍多，而导热性能则远远低于一般的钢中。
在焊接混入焊补之后它的热影响区范围内的温度分布也极不均匀。
在热影响区内本体的组织发生较大的变化，有大量碳化物析出，使金属变脆，冲击韧性明显下降，即使焊后立即淬入水中也难以达到材料原有的性能。
高锰钢铸件焊补时必须尽量使焊补的金属冷凝时也得到奥氏体组织。
只有在焊接金属冷凝后成为奥氏体组织并尽量减小热影响区，减少奥氏体组织的分解量，减少焊接金属热裂条件下才能保证高锰钢铸件在焊补后的质量。
焊缝处和焊补金属的组织对冷却速度是很敏感的。
缓冷时会有大量析出碳化物或同时形成珠光体型组织。
高温下焊接金属的奥氏体晶粒很容易长大，从而降低焊接和补焊部位的金属强度、塑性和韧性。
为使焊接和焊补部位的金属能得到奥氏体组织，必须用特殊的焊条而且其中成分中的Mn/C要高些，以防止碳化物析出，为了得到单一的奥氏体组织，也可以加入其他合金元素如铬、铌等。
在焊缝金属成分中，磷对质量的影响很大，磷的偏析倾向很大，很容易形成磷共晶。
这些共晶组成物使晶界加厚，减弱晶间强度。
在高温下当它尚处于液态时，由于焊缝处存在拉应力，在拉应力的作用下，它必然容易被拉裂，形成热裂。
这种拉应力是由于焊接时局部受热，当其冷却收缩时受到周围金属的牵制而形成的。