高錳鋼Mn13焊接工藝

高錳鋼是指含碳量為0.9%～1.3%，含錳量為11.0%～14.0%的鑄鋼，即ZGMn13。

此材料在1000～1100℃之間為單一奧氏體組織，為保持此組織，需高溫淬火，

即在1100～1050℃間的溫度內立即水淬至常溫。經過熱處理后的高錳鋼，如果再加熱到250℃以上，

就會有碳化物析出，其脆性增加，再有此材料的線脹系數大，易出現較大內應力，

如果采取常規焊接工藝焊接會出現開裂現象，原因是焊后緩冷到950～250℃的溫度區間內，

會有大量碳化物析出，使母材變脆，再有內應力大，冷卻后檢查焊縫與母材間已開裂。解決此問題，

就要根據此材料的特殊性質，采取特殊焊接工藝，采取間斷焊接、焊后立即水冷至常溫的辦法，使焊縫避開那段溫度區。

結果是成功的.ZGMn13高錳鋼的焊接較差，焊接時的主要問題是：⑴熱影響區碳化物的析出高錳鋼經1050℃水韌處理后，

碳全部固溶于奧氏體中，室溫下呈單相奧氏體組織，具有良好的韌性，但當重新加熱超過250℃時，碳就會沿晶界析出碳化物，

使材料的韌性大大下降，因此焊補后，在熱影響區的一個區段內會不同程度地析出碳化物，不僅失去韌性變脆，

而且還會降低耐磨性和沖擊韌度。解決的措施是加快施焊時焊件的冷卻速度，縮短在高溫下停留的時間，以減少碳化物的析出。

⑵熱裂紋傾向嚴重ZGMn13高錳鋼的線膨脹系數是低碳鋼的1.6倍，但熱導率僅是低碳鋼的1/6，所以焊接時會產生很大的應力，

在S、P有害雜質的作用下，產生焊縫熱裂紋和熱影響區的液化裂紋。解決的措施是嚴格控制母材中的S、P含量，

特別是焊接材料中的S、P含量；其次是采用錘擊焊縫等工藝措施，減少焊接應力。

如何正確地選用ZGMn13奧氏體高錳鋼焊接時的焊接材料？⑴焊條用于ZGMn13奧氏體高錳鋼焊接的焊條為低碳鋼焊芯

，并在藥皮中加入適量合金元素，使熔敷金屬得到高錳鋼的化學成分和力學性能。用于焊接ZGMn13奧氏體高錳鋼的焊條有兩種類型：

一種是高錳鋼型焊條D256（EDMn-A-16）和（EDMn-B-16），主要用于堆焊受嚴重沖擊磨料磨損零件，如碎石機顎板等；

另一種是Cr-Mn型焊條D276（EDCrMo-B-16）和D277（EDCrMo-B-15），其堆焊金屬處于介穩定狀態的高錳奧氏體，

當受到強烈沖擊后轉變為馬氏體，主要用于耐氣蝕的堆焊或高錳鋼堆焊，如水輪機葉片、挖掘機斗齒等。

⑵焊絲焊接ZGMn13奧氏體高錳鋼用焊絲有Mn-Ni、Mn-Cr、Mn-Mo、Mo-Ni-Cr系高錳鋼焊絲和Cr-Ni、Cr-Ni-Mn系合金鋼焊絲，

其化學成分，見表31。Cr-Ni系焊絲不僅具有較高的耐腐蝕性能，能沖擊載荷下能聲速被加工硬化，

而且還在焊接高錳鋼與碳鋼或低合金鋼的異種鋼時容許有較高的稀釋，可用來作為高錳鋼與碳鋼焊接時的填充材料。

ZGMn13奧氏體高錳鋼的焊接工藝。焊補或焊接ZGMn13奧氏體高錳鋼時，應該采用熱源集中、線能量小的焊接方法，

如手弧焊、熔化極氣體保護焊等，不推薦使用氣焊和鎢極氬弧焊。焊補或焊接工藝：1）焊前必須清理焊補處的泥垢、

油垢和鐵銹，仔細檢查有無起層、裂紋、夾砂、氣孔和縮孔等缺陷。若有這些缺陷，必須用砂輪或電弧氣刨鏟出。

磨損的部位必須用砂輪磨去硬化層，因為硬化層的金屬對裂紋十分敏感。2）焊前不應預熱，多層焊時層間溫度不應超過300℃，

以防止過熱使熱影響區脆化。3）焊接時要盡可能地采用小線能量，盡量減少基本金屬受熱，采取措施為盡可能地加快接頭的冷卻。

為此，用短弧、直流反極性、跳焊、短段焊、間隙焊、脈沖焊等工藝措施，采用這些措施能在一定程度上減少碳化物的析出。

4）為防止產生熱裂紋，可采用Cr-Mn或Cr-Ni奧氏體鋼焊條打底。如果在低碳鋼或低合金鋼上堆焊ZGMn13奧氏體高錳鋼時，

可以先焊一層Cr-Ni或Cr-Mn奧氏體鋼作隔離焊道，以防產生裂紋。5）焊后為消除焊接應力，可用尖錘錘擊焊接區。

為使熔敷金屬得到奧氏體組織，錘擊后要迅速將焊接區進行噴水冷卻。

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