旋挖机钻头在施工中承受高强度的磨损和冲击,通过耐磨焊丝堆焊工艺修复或强化钻头表面,是提升其使用寿命和作业效率的重要手段。然而,堆焊成型效果直接影响钻头的性能稳定性。本文从工艺优化、材料匹配及操作细节等角度,探讨如何保障堆焊质量。
一、材料选择与预处理
1、焊丝与基体的匹配性
选择与钻头基体材质兼容的耐磨焊丝(如高铬合金、碳化钨系列),避免因热膨胀系数差异导致的开裂。例如,低合金钢基体建议搭配高韧性焊丝,而高硬度基体需选用抗裂性更强的材料。
提示:
焊丝直径根据钻头磨损区域灵活调整,小面积修复用细焊丝(如φ1.6mm),大面积堆焊选粗焊丝(如φ2.4mm)。
2、基体清洁与预热
堆焊前需彻底清除钻头表面的油污、锈迹及氧化层,确保焊层结合强度。对于高碳钢或合金钢钻头,预热至200~300℃可有效减少冷裂纹风险。
二、堆焊工艺参数优化
1、电流与电压控制
采用平缓的电弧特性,电流过大易导致基体过热变形,过小则熔深不足。建议通过试验确定最佳参数,例如φ2.0mm焊丝通常匹配电流180~220A,电压24~28V。
2、层间温度管理
多层堆焊时,层间温度需控制在150℃以下,避免热量累积引发晶粒粗化。可采用间歇焊接或辅助冷却(如压缩空气降温)。
3、焊接顺序设计
遵循“对称交替”原则,减少热应力集中。例如,钻头齿尖堆焊时,按对角线方向分段施焊,确保整体应力分布均匀。
三、操作细节与缺陷预防
1、焊枪角度与速度
焊枪与工件保持70°~80°倾角,匀速移动(推荐10~15cm/min),避免熔池流淌或夹渣。螺旋形或之字形运条方式可提升熔合效果。
2、常见缺陷应对
气孔:检查气体纯度(CO₂或混合气),确保流量15~20L/min,避免风速过大干扰保护气。
裂纹:焊后缓冷(覆盖保温棉),或进行300℃×2h去应力退火。
硬度不均:合理设计堆焊层数,单层厚度不超过3mm,避免多次重熔导致碳化物析出异常。
四、质量检测与后处理
1、外观与性能检测
目视检查焊道是否平整、无咬边;采用硬度计测试表面硬度(通常要求HRC55以上);必要时进行渗透探伤排查微裂纹。
2、后加工与强化
堆焊后打磨去除飞溅和毛刺,对刃口部位进行局部淬火或喷丸处理,进一步提升耐磨性。
五、结语
耐磨焊丝堆焊工艺的稳定性取决于材料、设备、操作三者的协同。通过科学的参数设计、规范的作业流程以及严格的质检,可显著提升旋挖机钻头的修复合格率,降低施工中的非计划停机风险。企业可根据实际工况建立标准化操作手册,并定期培训技术人员,以实现堆焊工艺的长期效益最大化。
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