高锰钢焊接工艺性
高锰钢的补焊和焊接
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。
常用金属材料的焊接(低温用钢、高锰钢、时效钢、耐热钢)讲诉
常用金属材料的焊接(低温用钢、高锰钢、时效钢、耐热钢）41 试述Ni9低温用钢的焊接工艺。
Ni9钢是低碳马氏体型低温用钢，其化学成分，见表23。
表23 Ni9钢的化学成分（质量分数）（%）Ni9钢具有良好的低温韧性和焊接性，常用的焊接方法是手弧焊，其次是埋弧焊和钨极氩弧焊。
⑴焊接材料 Ni9低温钢常用的焊接材料有Ni的质量分数约60%以上的Inconel型、Ni的质量分数约40%的FeNi基型、Ni的质量分数为13%的奥氏体不锈钢型和Ni11%的铁素体型等，其中Ni基与Fe-Ni基的焊接材料低温韧性好，线膨胀系数与Ni9钢相近，但成本高、屈服点偏低。
Ni的质量分数为13%-Cr16%型焊接材料的成本低、屈服点高，但低温韧性稍差，线膨胀系数与Ni9钢有很大差异。
Ni9钢手弧焊用焊接材料为Ni60Cr15Mo、Ni55Cr22Mo9、Ni67Cr16Mo3、Cr15Ni70Mn4Mo4Nb；埋弧焊用焊接材料为Ni67Cr16Mn3Ti、Ni58Cr22Mo9W；钨极氩弧焊用焊接材料为Ni11、Ni70Mo18CrW。
⑵焊接工艺焊前一般不预热，当板厚超过50mm时可预热50℃，冷变形超过3%时应进行退火处理，退火火为550～558℃。
焊接线能量应控制在45kJ/cm以下，一般常用7～35kJ/cm。
手弧焊时焊条直径不超过4mm。
当采用有弧坑裂纹倾向的焊条焊接Ni9钢时，打底焊应采用穿透法焊接，把弧坑尽可能留在背面，以便清根时能把弧坑裂纹消除掉。
埋弧焊时焊丝直径不超过3.2mm。
42 试述0Cr21Ni6Mn9㈠超低温无磁钢的焊接工艺。
0Cr21Ni16Mn9N钢是奥氏体型超低温用钢，其化学成分，见表24。
表24 0Cr21Ni16Mn9N钢的化学成分（质量分数）（%）㈠此钢由中国科学院金属研究所研制成,目前尚未列入国标中。
0Cr21Ni16Mn9N钢焊接时的主要问题是防止出现热裂纹、降低低温韧性和预防碳化物析出。
大型挖掘机铲斗高锰钢焊接工艺的研究
大型挖掘机铲斗高锰钢焊接工艺的研究孔海旺;刘兰平【摘要】高锰钢在较大的冲击载荷或接触应力作用下,其表层迅速产生加工硬化,生成高密度位错和形变孪晶,产生高耐磨的表面层,内层奥氏体仍保持着良好的韧性.当焊接、切割、碳弧气刨等工序使高锰钢再次加热,极易使碳化物沿晶界析出,从而使其热影响区失去韧性而变脆.本文通过对大型挖掘机铲斗材料和结构的研究,制定出既能保证焊接接头质量又经济的大型挖掘机铲斗的高锰钢焊接工艺.【期刊名称】《铸造设备与工艺》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】4页(P28-31)【关键词】高锰钢;加工硬化;焊接性;大型挖掘机铲斗【作者】孔海旺;刘兰平【作者单位】太原科技大学材料学院,山西太原030024;太钢峨口铁矿,山西忻州034207【正文语种】中文【中图分类】TG145挖掘机是重要的工程机械之一，被广泛用于建筑、化工、水利、矿山等领域，。
挖掘机铲齿材料为ZGMn13，安装在斗轮式挖掘机铲斗的前端，与物料的直接接触极易造成铲齿的磨损，是斗轮式挖掘机设备的主要消耗零件，如图1所示。
因此，在实际生产中，经常遇到高锰钢磨损件的补焊、高锰钢构件的焊接以及高锰钢与结构钢、耐磨钢的焊接等问题。
1 高锰钢的焊接性金属的焊接性是指被焊金属在采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构型式条件下，获得优质焊接接头的难易程度。
焊接性包括两个方面：一是工艺焊接性，主要指焊接接头产生工艺缺陷的倾向，尤其是出现各种裂纹的可能性。
二是使用焊接性，主要指焊接接头在使用中的可靠性，包括焊接接头的力学性能及其他特殊性能（如耐热、耐蚀性能等）。
衡量金属焊接性的方法通常是碳当量估算法和抗裂纹敏感性试验法。
碳当量C愈高，金属的可焊性愈差。
图1 大型挖掘机露天工作高锰钢的焊接性是非常差的，曾一度被认为是不可焊材料。
铸态高锰钢存在着网状碳化物和铸造应力。
是不可焊的。
高锰钢必须在水韧处理后进行焊接。
但水韧处理后的奥氏体钢在重新加热至250℃～800℃时，存在着碳化物析出的脆性温度区间，尤其是在500℃-700℃较为突出。
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。
高锰钢的焊接性研究
高锰钢的焊接性研究作者：廖宗喜来源：《科技与创新》2015年第18期摘要：在工业生产中，高锰钢有着非常广泛的应用。
在具体应用过程中，高锰钢所承受的冲击载荷和接触应力较大，存在破裂的危险，进而缩短了高锰钢的使用寿命。
为了延长使用寿命，需要利用焊接修复的方法保障高锰钢可继续使用。
由于高锰钢的焊接性比较差，因此，对其焊接性进行了研究，并提出了相应的解决办法。
关键词：高锰钢；冲击载荷；接触应力；热裂纹中图分类号：TG457.1 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2015.18.104当高锰钢出现破裂后，需要进行焊接修复工作，但因高锰钢的焊接性较差，如果焊接不当，则会引发质量问题，进而影响高锰钢的正常使用。
因此，焊接工艺、焊接材料的选择是非常重要的。
为了提升焊接质量，需要对高锰钢的焊接性进行研究，选择正确的焊接工艺，以达到延长高锰钢使用寿命的目的。
1 高锰钢的焊接性高锰钢是一种铸钢，含有碳和锰，在其铸态组织中包含四种组织形式，即奥氏体、碳化物、珠光体和低熔点共晶物。
高锰钢的焊接性较差，甚至在一段时间内高锰钢被认为是不可焊接的，如果必须焊接，则需要进行水韧处理。
然而，经过水韧处理后，高锰钢的性能会受到影响。
目前，人们在坦克履带、矿山破碎机颚板等部件上都应用了高锰钢，这些机件的共同特点是磨损力、冲击力非常强，这也使高锰钢易产生破裂的问题。
由于高锰钢的焊接性较差，因此，水韧处理完成后，必须严格选择焊接工艺和焊接材料。
2 高锰钢焊接中的主要问题在焊接高锰钢时，焊接部位的温度会不断升高，单相奥氏体组织具有的热裂敏感性非常高，在温度升高的影响下，液化裂纹非常容易产生，进而影响高锰钢的性能。
液化裂纹常发生在近缝区，此外还会产生焊缝裂纹，二者都属于热裂纹。
热裂纹产生的主要诱导因素是高锰钢的某些构成要素，即在高锰钢中包含的有害元素主要以磷和硫为主，同时，还包含磷共晶物。
这些物质的存在增加了热裂纹发生的概率，比如Mn-Mn3P共晶的熔点为960 ℃，与之相比，高锰钢的熔点要高很多，进而导致高锰钢易产生热裂纹。
超高锰钢与铝青铜衬板的焊接工艺
超高锰钢与铝青铜衬板的焊接工艺摘要：通过对细破碎机上超高锰钢与铝青铜衬板角焊缝断裂的情况和它们的焊接性能分析，选择合适的焊接材料、堆焊过渡层和采取合理的焊接工艺及措施，解决了超高锰钢与铝青铜衬板异种金属角接焊缝的问题，保证了角焊缝的焊接质量和使用性能要求。
关键词：异种金属焊接；过渡层；工艺及措施前言攀钢矿业选矿厂有8台细破碎机是由荷兰美卓公司生产制造，其主机架座材质为ZG120Mn17，机架座上表面周围均匀分布安装焊接的3块衬板材质为铸造铝青铜（ZCuAl9Mn2），衬板规格928×325×20mm。
衬板的作用是破碎机生产过程中，自动调节支撑环的偏转角度和减少支撑环与主机架座的摩擦。
由于生产过程中还要受到振动载荷，未到使用周期（2年），大部分衬板均沿角焊缝机架座侧熔合处脱落，无法正常运行生产。
需停机整体更换新主机架或进行焊接修复，而主机架备品拆换时间长，且成本增加，为不影响生产任务，决定采取焊接修复。
目前国内没有超高锰钢与铝青铜异种金属焊接这方面的介绍和报道，荷兰美卓公司也不愿意提供焊接资料。
我们通过对母材的焊接性分析，选择合适的焊接材料，堆焊过渡层等工艺及措施，成功地解决了这一焊接问题。
1.断裂现象观察焊缝断裂的位置都在沿机架座侧的熔合处，每块衬板的焊缝断裂面上均出现有多处整体断裂前的旧断裂面和新断裂面上有不同程度的点状夹杂物。
这与原焊接时的工艺、措施、焊接材料和焊接应力有关。
2 .焊接性分析主机架座超高锰钢是经水韧处理后得到纯奥氏体组织，材料具有良好的韧性和综合性能，其化学成分质量分数见表1，机械性能见表2。
当超高锰钢加热到300℃以上时，原溶解到奥氏体金属中的碳就会从奥氏体晶粒内向晶界析出，并聚集在晶界形成碳化物，破坏了奥氏体组织的完整性；晶界碳化物的聚集会使超高锰钢脆化，力学性能大幅度下降，还可导致超高锰钢热影响区产生裂纹。
所以焊接时，需采取冷焊工艺，控制热输入量等，使超高锰钢基体在焊接过程中保持较低温度，减少基体在300℃以上停留时间。
高锰钢定义分类性能及特点
一、什么是高锰钢？我国与美、日、俄等国的典型高锰钢技术标准比照如何，用吸铁石能鉴别高锰钢吗？标准的高锰钢（Mn13）又叫哈德菲尔德钢，是英国人Hadfield于1882年发明的。
我国关于高锰钢的标准可查国家标准（GB/T5080-1998），与国外主要发达国家的比照如下：用吸铁石鉴别高锰钢是利用高锰钢无磁性的特点，但现实中有很多材料如部分不锈钢、耐热钢也无磁性，中锰钢、超高锰钢均无磁性，所以用此法鉴别是不可靠的。
比较简单的鉴别方法是技术人员或现场经验丰富的老师傅用火化兼备法，当然最根本的办法还是请专业部门化验分析，以免错判。
注：各国高锰钢都不是一个牌号，而是一个系列的统称。
二、高锰钢具有什么样的特性？它的抗磨机理是什么？为何至今仍有巨大的生命力？高锰钢在抵抗磨损的同时，由于其极强的韧性，因而抵抗剧烈冲击负荷，其安全性、可靠性是其他材料无法相比的。
高锰钢在承受剧烈冲击或接触应力下，其表面会迅速硬化，而芯部仍保持极强的韧性，这种外硬内韧既抗磨损又抗冲击的特点是极其有利的。
且表面受冲击越重，表面硬化就越充分，耐磨性就越好。
表面被磨损后，次表面又被硬化，因而这一性能优势便被广泛应用于矿山、冶金、军工、建材、铁路、电力等重要环境。
100多年来至今没有有效的替代材料。
随着现代技术的进展，高锰钢的相关潜力不断被发掘，目前已被应用于如“磁悬浮列车”、“凿岩机器人”、“新型主战坦克”等领域。
随着“原位增强”等一系列新技术的成功应用，高锰钢将表现出更优越的抗冲击抗磨损特性，其材料综合性价比的优势将更为突出，故耐磨材料界美其名曰“不朽的耐磨材料”。
三、高锰钢的特点和局限性是什么，错误的选材将会给生产带来什么样的不利影响？由于高锰钢自身硬度很低（HB170-230），在未硬化时耐磨性是极其有限的，其在剧烈冲击下表面迅速硬化而呈现出优良的抗磨性，但如果高锰钢件表面所承受冲击力不足（如小磨机衬板、小破碎机锤头等），则表面不能充分硬化（充分硬化后表面硬度可达HB550以上，反之则在HB350以下）则耐磨性无从发挥，而呈现出不耐磨的状况。
X120Mn12高锰钢加工性能特点
高锰耐磨钢X120Mn12加工性能特点
X120Mn13高锰钢加工特点:
（1）切割：
X120Mn12钢板可以采用等离子或激光切割。
（2）成型：
成型可以毫无困难地进行，因为供应条件下的板材具有延展性。
为避免开裂，已通过剪切加工硬化的边缘应沿要形成的边缘进行2至3毫米的倒角研磨。
如果可能，成型应在一次操作中进行，以避免加工硬化。
（3）钻孔：
由于锰含量为11% 至14%，高锰钢难以钻孔，并且很快加工硬化。
重型、非常坚固的机械需要使用8%钴高速钢的穿甲钻，或者最好使用带有可更换硬质合金刀片的特殊钻头。
避免中心冲孔或让钻头在没有钻进的情况下在表面上摩擦，这会产生加工硬化的效果。
（4）焊接：
焊接应使用E308Mo型奥氏体不锈钢耗材进行。
作为热膨胀系数高、导热系数低的高锰钢，焊接应在低热值下进行。
材料在300°C至800°C的温度范围内长时间放置会因碳化物析出而导致脆化。
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，是涟钢耐磨钢战略客户，供应高锰耐磨钢X120Mn12，可供规格4-25mm，代订期货；其他产品有高强度钢板、工程机械用钢、汽车大梁钢、冷轧高强车厢板、耐候钢、耐酸钢、中高碳钢，常备万吨库存，多种规格可选，集原材料供应、加工、物流配送于一体的现代化企业。
高锰钢的性能及特点
高锰钢的性能及特点高锰钢是一种特殊的钢材，它具有极高的耐磨性、耐蚀性和强度，在很多领域得到广泛的应用。
下面将详细介绍高锰钢的性能和特点。
一、高锰钢的耐磨性高锰钢由于含有大量的锰元素，因此具有很高的硬度和耐磨性。
一般情况下，高锰钢具有极高的耐磨性能，甚至可以达到一般工具钢的几倍。
这种耐磨性能是由高锰钢中固溶态的Mn元素所提供的，Mn元素在钢中能够形成硬质的MnC化合物，使得高锰钢成为了一种优秀的耐磨材料。
二、高锰钢的耐蚀性高锰钢的另一个突出特点就是其优异的耐蚀性。
在强酸、强碱和高温等恶劣环境下，高锰钢能够维持其原有的性能，具有极好的耐蚀性。
这种耐蚀性能主要是由锰元素和铬元素在钢中的作用所提供的。
锰元素能够形成高硬度的MnO和MnS化合物，强化钢材表面的膜层，从而抵御外界腐蚀作用的侵害；而铬元素则能够形成一层致密的氧化铬保护层，使得钢材表面不会受到锈蚀等侵害。
三、高锰钢的强度高锰钢具有较强的抗拉强度和硬度。
一般情况下，高锰钢的抗拉强度可以达到1200MPa以上，硬度可以达到55-60HRC。
这种优秀的强度性能主要是由高锰钢中的锰元素和碳元素所提供的。
锰元素提高了钢材的硬度和强度，碳元素则使高锰钢具有良好的耐磨性能，同时增加了高锰钢的强韧性，使其在高强度状态下依然具有较好的韧性和耐冲击性。
四、高锰钢的可焊接性高锰钢的可焊接性较差，因为锰元素会与焊接热源中的氧气和氮气反应，使得焊缝处容易出现热裂纹和气孔等缺陷。
因此，在焊接高锰钢时需要进行特殊的焊接工艺，在焊缝的前和后都需要进行预热处理和后续退火处理等。
同时，还需要选择合适的填充材料和焊接方法，如采用熔覆焊或搅拌摩擦焊等高新技术焊接方法，从而克服高锰钢焊接的难题。
五、高锰钢的应用高锰钢具有优异的性能和特点，因此被广泛应用于冶金、矿山、水利、公路、港口、建筑等领域。
例如，高锰钢可以用于制造破碎机的破碎齿板、混凝土搅拌机的搅拌臂、水泥厂窑架的耐火钢垫板、挖掘机的各种零部件等。
锰钢焊接工艺流程
锰钢焊接工艺流程Welding manganese steel is a complex process that requires careful attention to detail in order to achieve a successful outcome. 锰钢焊接是一个复杂的过程，需要认真的细节处理才能取得成功的结果。
First and foremost, it is important to properly prepare the manganese steel before welding. This includes cleaning the surface to remove any contaminants that could affect the quality of the weld. Additionally, it is essential to preheat the steel to reduce the risk of cracking during the welding process. 首先，重要的是在焊接之前正确准备好锰钢。
这包括清洁表面以去除可能影响焊接质量的任何污染物。
此外，预热钢材以减少焊接过程中开裂的风险是必不可少的。
When it comes to choosing a welding method for manganese steel, it is important to consider the specific requirements of the project. Some common methods for welding manganese steel include shielded metal arc welding (SMAW), gas metal arc welding (GMAW), and flux-cored arc welding (FCAW). Each method has its own advantages and limitations, so it is important to select the one that is best suited for the job at hand. 在选择锰钢焊接方法时，重要的是考虑项目的具体要求。
大型挖掘机铲斗高锰钢焊接工艺的研究
中 ， 常遇到高 锰钢磨 损件 的补 焊 、 经 高锰 钢构件 的焊 接 以及高锰钢 与结构 钢 、 耐磨钢 的焊 接等问题 。
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摘 要： 高锰钢在较大的冲击载荷或接 触应力作 用下 ， 其表层迅速产生｝ ．硬化 ， ｓＹ ￣－ － 生成高密度位错 和形 变孪 晶， 产生高耐磨的表面层 ， 内层奥氏体仍保持 着良好的韧性。当焊接 、 切割 、 碳弧 气刨等工序使 高锰钢再 次加
热 ， 易使 碳 化 物 沿晶 界 析 出， 而使 其 热影 响 区失 去韧 性 而 变脆 。本 文 通过 对 大型 挖 掘 机 铲 斗材 料 和 结 构 的 极 从 研 究 ， 定 出既能 保 证 焊接 接 头质 量 又经 济 的 大 型挖 掘 机 铲 斗 的 高锰 钢 焊 接 工 艺 。 制 关键词 ： 高锰 铜 ； 工硬 化 ； 接 性 ； 加 焊 大型 挖 掘 机 铲 斗 中 图分 类 号 ：Ｇ ４ Ｔ １５ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ４ ６ ９ （０ ２ Ｏ — ０ ８ ０ １７ — ６ ４ ２ １ ）１０ ２ — ４
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Mn13的焊接(修补)
高锰钢（Mn13）的焊接（焊补）高锰钢是指含碳量为0.9%～1.3%，含锰量为11.0%～14.0%的铸钢，即ZGMn13。
此材料在1000～1100 ℃之间为单一奥氏体组织，为保持此组织，需高温淬火，即在1100～1050 ℃间的温度内立即水淬至常温。
经过热处理后的高锰钢，如果再加热到250 ℃以上，就会有碳化物析出，其脆性增加，再有此材料的线胀系数大，易出现较大内应力，如果采取常规焊接工艺焊接会出现开裂现象，原因是焊后缓冷到950～250 ℃的温度区间内，会有大量碳化物析出，使母材变脆，再有内应力大，冷却后检查焊缝与母材间已开裂。
解决此问题，就要根据此材料的特殊性质，采取特殊焊接工艺，采取间断焊接、焊后立即水冷至常温的办法，使焊缝避开那段温度区。
它的特点是：抗强烈的挤压，冲击耐磨钢。
其表层迅速发生加工硬化现象，使其在心部仍保持奥氏体良好的韧性和塑性的同时硬化层具有良好的耐磨性能。
用于ZGMn13奥氏体高锰钢的焊条有两种类型：一种是高锰钢型焊条D256（或D266）（EDMn-A-16）和（EDMn-B-16），主要用于堆焊受严重冲击磨料磨损零件，如碎石机颚板等；另一种是Cr-Mn型焊条D276（EDCrMo-B-16）和D277（EDCrMo-B-15），其堆焊金属处于介稳定状态的高锰奥氏体，当受到强烈冲击后转变为马氏体，主要用于耐气蚀的堆焊或高锰钢堆焊，如水轮机叶片、挖掘机斗齿等。
用于补焊ZGMn13奥氏体高锰钢的焊条用：A102（或A107）.焊前焊条须经250℃左右烘焙1h。
焊补或焊接ZGMn13奥氏体高锰钢时，应该采用热源集中、线能量小的焊接方法，如手弧焊、熔化极气体保护焊等。
焊补或焊接工艺：1）焊前必须清理焊补处的泥垢、油垢和铁锈，仔细检查有无起层、裂纹、夹砂、气孔和缩孔等缺陷。
若有这些缺陷，必须用砂轮或电弧气刨铲出。
磨损的部位必须用砂轮磨去硬化层，因为硬化层的金属对裂纹十分敏感。
高锰钢与U71Mn钢电弧焊对接过渡层合金
高锰钢与U71Mn钢电弧焊对接过渡层合金摘要高锰钢与U71Mn钢轨钢的焊接性能差别较大，将其对接焊时除采用特殊工艺外，必须使用合适的焊接材料。
文中介绍了二种新合金系焊条作为过渡层和对接材料，并进行了试验，结果表明：高锰钢过渡层采用Mn-Cr-Ni系合金，延伸率大于40％，夏比冲击功大于100J；钢轨过渡层采用Cr-Ni-Mo系合金， CaO-CaF2-SiO2型渣系，抗拉强度为855MPa，延伸率、冲击韧性均高于钢轨，分别为20％和90J以上。
关键词：高锰钢钢轨钢对接焊电弧焊0 序言研究具有高强度、韧性的过渡层焊接材料是高锰钢与钢轨对接的关键。
目前国内外普遍采用Mn-Cr系或Ni-Cr系合金作为焊接的过渡材料，但连接强度不够理想。
高锰钢的焊接性较差，通常认为采用高合金奥氏体焊接材料加小线能量冷焊的方法较为可行。
与高锰钢完全不同，钢轨属于高碳钢，焊接时必须将钢轨预热到Ms点以上，焊缝合金要求在热焊条件下具有良好的强度和韧性。
因此，焊接材料的研究需要从高锰钢、钢轨电弧焊焊接性分析出发，研究在不同合金系条件下的焊接材料对接头性能的影响。
焊接材料在焊接时，应保证被焊母材所必须满足的冷却或加热条件，同时焊接接头的整体强度要满足使用要求。
1 试验方法如图1所示，高锰钢与钢轨对接焊过渡层分为两层：靠近高锰钢一侧的为高锰钢过渡层；靠近U71Mn钢轨一侧的为钢轨过渡层。
在实际接头焊接时，先进行一侧的过渡层堆焊，然后再进行对接焊。
2 钢轨过渡层2.1 U71Mn钢的焊接性钢的焊接性与钢本身的淬硬倾向有直接关系，而钢的淬硬倾向又与钢的化学成分有关，通常用碳当量（Ceq）和裂纹敏感性（Pcm）来表示。
U71Mn钢的Ceq和Pcm值均很高，焊接性不理想，采用电弧焊时必须预热。
为避免焊接热影响区出现马氏体，保证钢轨焊接质量，焊接时应进行350℃～400℃的预热。
2.2 钢轨过渡层焊条药皮配方由于钢轨的强度较高，但韧性较低，所以焊条的韧性应优于钢轨母材，这样有利于钢轨焊接接头在实际使用过程中不易发生脆性断裂。
中碳钢和高锰钢焊接方法
中碳钢和高锰钢焊接方法焊接嘛，说简单也不简单，说难也不难。
就像煮饭一样，掌握了火候，啥都能搞定；但要是火候不对，结果可能就变得一团糟。
你要是问我中碳钢和高锰钢该怎么焊接，我只能告诉你，这两种钢材可是各有各的脾气，不是随随便便就能搭伙的。
不过呢，掌握了窍门，你就能驾轻就熟，焊接起来不费吹灰之力。
说白了，焊接这事儿，就像是搞两种性格完全不同的朋友见面，得有点耐性，又得知道怎么调节气氛，不然很容易“火花四溅”，最后还得收拾残局。
中碳钢呢，其实就是咱们常见的那种钢材，它的特点就是韧性好，塑性强，做起来挺简单的，毕竟它的化学成分和物理性质都比较稳定。
所以说，焊接中碳钢嘛，最简单的就是选对电极，控制好电流，慢慢来，不急不躁，点焊的时候注意让电流稳定点，焊接时温度别过高，避免焊接缝出现裂纹或者气孔。
说白了，中碳钢不挑你怎么操作，只要你稳住它，它基本就不会给你添麻烦。
可要是碰上高锰钢就有意思了。
高锰钢是个性格十分刚烈的钢材，它的特点就是含有高比例的锰元素，这让它具备了极高的硬度，耐磨性也超强，简直是“钢铁猛兽”！不过嘛，它也有个小毛病，那就是焊接难度大。
你焊接的时候，一不小心，温度控制不好，钢材就容易变形，甚至可能出现裂纹。
这时候，你得好好操控电流，温度得特别精准，焊缝得要慢慢冷却，否则高锰钢的“脾气”就会爆发，你的焊接效果就得重来。
焊接高锰钢的时候，千万别轻视了焊条的选择。
一般来说，得选那种耐高温、韧性好的焊条，这样才能应付高锰钢的硬度。
要是焊条选择不当，不但焊接不牢，还可能让高锰钢的性质被破坏掉，结果不但焊接失败，钢材的特性也丧失了，真是得不偿失啊！焊接这俩家伙的秘诀呢，就是别着急。
中碳钢和高锰钢看似差不多，但做法可完全不同。
你就得根据它们的“个性”来调整你的操作。
举个例子，像高锰钢就得慢慢来，焊接的温度要均匀，控制好冷却速度。
就像是你拿到两种口味的辣椒酱，辣味的和甜味的，你不能用同一个手法去涂抹对吧？每种都有它自己的味道，你得掌握其中的差异，才能“合味”。
高锰钢焊接工艺要求
高锰钢焊接工艺要求嘿，朋友们！今天咱来聊聊高锰钢焊接工艺要求，这可真是个有趣又重要的事儿呢！你想想看，高锰钢就像是个特别的“钢铁侠”，它有着自己独特的脾气和特点。
要把它焊接好，那可得有点真本事。
首先说焊接材料吧，那可不能随便乱用啊！就好比你要给钢铁侠配装备，得合适才行呀！得选那些和高锰钢“合得来”的焊接材料，不然怎么能保证焊接质量呢？焊接电流和电压也得把握好分寸呢！这就像炒菜时的火候，大了小了都不行。
电流太大，容易把钢给“烧糊”了；电流太小呢，又焊不结实，那可不行！焊接速度也很关键呀！你不能慢悠悠地焊，那不得把高锰钢急坏啦？但也不能太快，不然质量能好吗？这就像跑步，得有个合适的节奏。
还有啊，焊接的环境也不能马虎！不能在脏兮兮、乱糟糟的地方焊吧？那多影响心情，也影响焊接效果呀！得找个干净、整洁的地方，让高锰钢也能舒舒服服地被焊接。
焊接前的准备工作也很重要哦！就像你要去参加重要活动，不得先打扮打扮呀？得把高锰钢清理干净，把焊接的部位准备好，这样才能开始大展身手呢！焊接的时候还得注意手法，要均匀、要稳定。
这可不是随便比划比划就行的，得用心去感受，去调整。
你说要是不注意这些要求，那会怎么样？那不就像盖房子没打好地基一样，早晚得出问题呀！咱可不能干这种不靠谱的事儿。
焊接完了也别以为就大功告成啦！还得检查检查呢！看看有没有裂缝呀，有没有没焊好的地方呀。
这就像考试完了要检查一遍试卷一样，可不能粗心大意。
总之呢，高锰钢焊接工艺要求可多了去了，但只要咱认真对待，细心操作，就一定能把这个“钢铁侠”焊接得棒棒的！让它在各种工程中发挥出强大的作用。
别小看了这焊接工艺，它可是能决定一个工程质量的关键呢！咱可得把好关，让高锰钢成为我们的得力助手，而不是麻烦制造者，对吧？原创不易，请尊重原创，谢谢!。
高锰钢的焊接性研究
科技与创新┃Science and Technology & Innovation ·104·文章编号：2095－6835（2015）18－0104－01高锰钢的焊接性研究廖宗喜（中国能源建设集团湖南火电建设有限公司，湖南长沙 410000）摘 要：在工业生产中，高锰钢有着非常广泛的应用。
在具体应用过程中，高锰钢所承受的冲击载荷和接触应力较大，存在破裂的危险，进而缩短了高锰钢的使用寿命。
为了延长使用寿命，需要利用焊接修复的方法保障高锰钢可继续使用。
由于高锰钢的焊接性比较差，因此，对其焊接性进行了研究，并提出了相应的解决办法。
关键词：高锰钢；冲击载荷；接触应力；热裂纹中图分类号：TG457.1 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2015.18.104当高锰钢出现破裂后，需要进行焊接修复工作，但因高锰钢的焊接性较差，如果焊接不当，则会引发质量问题，进而影响高锰钢的正常使用。
因此，焊接工艺、焊接材料的选择是非常重要的。
为了提升焊接质量，需要对高锰钢的焊接性进行研究，选择正确的焊接工艺，以达到延长高锰钢使用寿命的目的。
1 高锰钢的焊接性高锰钢是一种铸钢，含有碳和锰，在其铸态组织中包含四种组织形式，即奥氏体、碳化物、珠光体和低熔点共晶物。
高锰钢的焊接性较差，甚至在一段时间内高锰钢被认为是不可焊接的，如果必须焊接，则需要进行水韧处理。
然而，经过水韧处理后，高锰钢的性能会受到影响。
目前，人们在坦克履带、矿山破碎机颚板等部件上都应用了高锰钢，这些机件的共同特点是磨损力、冲击力非常强，这也使高锰钢易产生破裂的问题。
由于高锰钢的焊接性较差，因此，水韧处理完成后，必须严格选择焊接工艺和焊接材料。
2 高锰钢焊接中的主要问题在焊接高锰钢时，焊接部位的温度会不断升高，单相奥氏体组织具有的热裂敏感性非常高，在温度升高的影响下，液化裂纹非常容易产生，进而影响高锰钢的性能。
液化裂纹常发生在近缝区，此外还会产生焊缝裂纹，二者都属于热裂纹。
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高锰钢焊接工艺性解析
一、问题的提出
在金属材料中，由于高猛钢具有高抗冲击性和高硬度高耐磨性，在各矿山设备中得到了广泛的应用，如电铲设备中的斗前臂、斗齿、履带板及破碎机设备中的衬板等均采用高锰钢这种金属材料。
实践表明虽然高锰钢具有上述特点，但在使用中存在着如下几种情况：一是在铸造过程中很容易产生裂纹；二是在组对焊接中容易产生焊接裂纹这两种缺陷，针对这一现象，需要在控制铸造缺陷的基础上，更要制定一套完整的高锰钢焊接工艺，来指导现场实际中的高锰钢焊接。
二、高锰钢焊接中产生裂纹的原因分析
高锰钢是指含碳量C=0.9%~1.3%，含锰量Mn=11.0%~14.0%的铸钢，标准牌号为ZGMn13。
此材料在1000~1100℃之间为单一奥氏体组织，为保持此组织，需高温淬火，即在1050~1100℃之间，立即水淬至常温（最好控制30秒之内，不应超过1分钟）俗称水韧处理。
通过水韧处理的工艺可以看出，其中对淬火温度和淬火时间的要求是非常严格的，实践也表明，在实际操作中，如果偏离了温度和时间的结点，都将会对铸造的高锰钢质量产生很大的影响。
高锰钢的铸造工艺如此，高锰钢的焊接也同样是这个道
理。
在一般的情况下，由于焊接人员对高锰钢的热处理原理不了解，只是按常规的焊接工艺去焊接高锰钢，这样就会导致如下情况的发生：
1.热影响区的碳化物的析出
高锰钢经1050℃水韧处理后，碳全部固溶于奥氏体中，室温下呈单相奥氏体组织，具有良好的韧性，但是经热处理的高锰钢，当进行焊接时，相当于重新加热250℃以上，就会沿晶界析出碳化物，而且在热影响区的一个区域内都会有不同程度地析出碳化物，不仅失去韧性变脆，而且还会降低耐磨性和冲击韧性。
2.热裂纹倾向严重
ZGMn13高锰钢的线膨胀系数是低碳钢的1.6倍，但是导热率仅是低碳钢的1/6，所以焊接时会产生很大的内应力，在S、P有害杂质的作用下，产生焊接热裂纹和热影响区的液化裂痕。
三、高锰钢焊接工艺
从以上的原因分析可知，高锰钢的焊接性能较差，稍有不慎就会导致母材变脆，内含内应力，导致焊缝与母材开裂等不良情况的发生，对焊接强度构成很大的影响。
必须引起人们的高度重视，应根据此材料的特殊性质，采取特殊的焊接工艺，以保证焊接强度，防止不良因素对焊接强度的影响。
特制定如下高锰钢焊接工艺：
1.焊接所用设备与方法
焊补或焊接ZGMn13奥氏体高锰钢时，应该采用热源集中，线能量小的焊接方法，如手弧焊、熔化极气体保护焊等，不推荐使用气焊和钨极氩弧焊。
2.焊补和焊接工艺：
1）焊前必须清理焊补处的泥垢、油垢和铁锈，仔细检查有无起层、裂纹、夹砂、气孔和缩孔等缺陷，必须用砂轮或电弧气刨铲出。
磨损的部位必须用砂轮磨去硬化层，因为硬化层的金属对裂纹十分敏感。
2）焊前不应预热，多层焊时层间温度不应超过300℃，以防止过热使热影响区脆化。
3）焊接时要尽可能地采用小线能量，尽量减少基本金属受热，采取措施为尽可能地加快接头的冷却。
为此，用短弧、直流反极性、跳焊、短段焊、间隙焊、脉冲焊等工艺措施，采用这些措施能在一定程度上减少碳化物的析出。
4）为防止产生热裂纹，可采用Cr-Mn或Cr-Ni奥氏体钢焊条打底。
如果在低碳钢或低合金钢上堆焊ZGMn13奥氏体高锰钢时，可以先焊一层Cr-Ni或Cr-Mn奥氏体钢作隔离焊道，以防产生裂纹。
5）焊后为消除焊接应力，可用尖锤锤击焊接区。
为使熔敷金属得到奥氏体组织，锤击后要迅速将焊接区进行喷水冷却。