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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。
1.项目背景电厂锅炉炉右侧再热热段管道堵阀阀体存在裂纹缺陷等, 这些缺陷的存在对机组安全运营带来极大威胁, 及时必要的修复这些缺陷, 对保障机组安全经济运营具有重要意义。
特制定本技术方案。
2.标准依据DL438-2023《火力发电厂金属技术监督规程》DL/T869-2023《火力发电厂焊接技术规程》DL/T819-2023《火力发电厂焊接热解决技术规程》电源质[2023]100号《T91/P91钢焊接工艺导则》DL/T753-2023《汽轮机铸钢件补焊技术条件》DL/T679-1999《焊工技术考核规程》DL/T820-2023《管道焊接接头超声波检查技术规程》JB/T4730.3-2023 《压力容器无损检测》其他相关标准3.1主蒸汽管道堵阀阀体挖补修复对1号机组炉顶93m平台的炉右侧主蒸汽管道堵阀阀体中存在的裂纹、沙眼等缺陷进行挖补焊接修复。
图3-14 炉右侧堵阀阀体缺陷位置图3-15 堵阀炉前侧肩部裂纹, 长度28mm图3-16 堵阀炉后侧肩部裂纹2处, 长度分别为20mm、10mm图3-17 堵阀阀体铸造夹砂缺陷3.4 再热热段管道堵阀阀体挖补修复对1号机组炉顶93m平台的炉右侧再热热段管道堵阀阀体中存在的裂纹缺陷进行挖补焊接修复。
6 主蒸汽管道、再热热段管道堵阀挖补修复技术方案根据电厂2023年3月14日组织的会议讨论结果, 拟定对存在缺陷的主汽管道、再热热段管道堵阀阀体进行异质冷焊修复。
6.1技术方案难点（1）堵阀阀体为WC9铸钢件, 合金含量高, S、P等杂质含量较高, 可焊性较差, 易产生裂纹, 焊接难度较大；（2）由于堵阀阀体裂纹缺陷位置为阀体曲率交变位置, 壁厚不均匀, 在制造过程中, 容易存在组织和性能不均匀, 导致应力易在该部位集中, 成为阀体的薄弱部位, 堵阀阀体经修复投运后, 不排除出现再次开裂的也许性。
6.2技术措施6.2.1 缺陷、损伤的清除（1）一方面采用机械方法（角磨机打磨等方法）清除机械损伤部位金属及裂纹, 边打磨边观测, 采用渗透探伤检查裂纹, 直至裂纹所有消除。
焊接工艺的改进与优化随着现代工业的发展，焊接技术的应用越来越广泛。
焊接工艺作为连接或修复金属零部件的主要方式之一，对于产品的质量和性能有着至关重要的影响。
因此，焊接工艺的改进与优化显得尤为重要。
一、焊接工艺的不足首先，我们来看一下目前焊接工艺存在的问题。
第一，焊接接头质量不稳定。
由于焊接接头形状、尺寸的不确定性，以及焊接中温度、压力、速度等因素的影响，焊接接头质量容易受到影响，而出现缺陷，从而影响到产品的质量和性能。
第二，焊接过程中存在着高温、高压等问题，容易引起热变形、裂纹等质量问题，需要采取特殊的措施来降低这些问题出现的风险。
第三，焊接表面的氧化等问题会对焊接接头的强度和耐腐蚀性造成极大的影响。
二、焊接工艺的改进那么，如何优化和改进焊接工艺呢？下面，我们来探讨一下几个关键的方面。
1.前期准备首先，执行焊接工艺之前，需要对焊接接头的设计、准备等工作进行全面的评估和检查，确保焊接接头的设计和准备工作符合焊接工艺的要求。
此外，在焊接接头的选材过程中，需要考虑材料的化学成分、力学性能、热膨胀系数和热导率等因素，以确保焊接接头具有稳定的质量和性能。
2. 焊接温度控制焊接温度的控制是焊接工艺中非常重要的一个环节。
在焊接计划实施之前，需要制定一份详细的温度控制方案，包括从加热、保温到降温的全过程。
此外，应该注意不同材料的热响应特性，不仅要控制温度，还需要控制加热速度和降温速度，以防止热变形。
3. 气氛调节在焊接过程中，焊接接头表面会产生氧化现象，而氧化现象会对焊接接头的焊缝造成影响，从而影响焊接接头的质量和性能。
因此，在焊接过程中，需要对气氛进行调节。
具体的控制措施包括质量控制、气氛调节、保护措施等。
4. 焊接设备现代焊接设备已经非常先进，但对于不同的焊接工艺应该选择相应的设备。
例如，在脉冲氩弧焊接的过程中，需要选择高性能的焊接机，以确保接头质量的稳定性。
此外，根据焊接的厚度和坡口的几何形状，可以选择不同种类的焊接设备。
焊接技术毕业论文题目：焊接技术在工业生产中的应用摘要：本文主要介绍焊接技术在工业生产中的应用。
焊接是将两个或更多金属部件连接在一起的过程。
焊接技术已经成为各种工业部门中的必要技能，尤其是在制造、建筑和制造业领域。
本文将重点介绍焊接技术的基本原理和应用，以及在工业生产中的优缺点。
关键词：焊接技术，工业生产，应用，原理，优缺点第一章：绪论1.1 研究背景和意义随着工业的迅速发展和技术水平的提高，焊接技术在工业生产中的应用越来越广泛。
焊接技术已经成为各种工业部门中的必要技能，尤其是在制造、建筑和制造业领域。
本文旨在探讨焊接技术的基本原理和应用，以及在工业生产中的优缺点。
1.2 研究目的和方法本文的研究目的是深入了解焊接技术的基本原理和应用，以及在工业生产中的优缺点。
为达成这一目的，本文采用文献资料法和实证研究法进行研究。
通过对焊接技术的理论知识进行分析和探讨，并且结合实际案例，探讨焊接技术在工业生产中的应用。
第二章：焊接技术的概述2.1 焊接的定义焊接是将两个或更多金属部件连接在一起的过程，过程中使用熔化材料和其他材料来填充连接区域，并形成一种强有力的连接方法。
焊接方法一般有气焊、电弧焊、埋弧焊、TIG焊、MIG焊、激光焊等。
2.2 焊接技术的原理焊接技术的基本原理是利用热能产生熔化，将金属材料熔化后，使之融合在一起，从而形成一种坚固的连接。
焊接技术需采用相应的熔化材料和热源进行操作，以达到预期的连接效果。
2.3 焊接技术在工业生产中的应用焊接技术在工业生产中的应用范围非常广泛，主要包括：制造行业、汽车制造、船舶及航空航天行业、建筑业、石油化工等。
各种领域都需要使用焊接技术进行连接和修复。
第三章：焊接技术在工业生产中的优点和缺点3.1 优点焊接技术的优点主要包括：1）可用于连接各种金属材料2）连接强度高3）连接过程中不会造成材料的变形和损伤4）焊接连接部位紧凑、美观5）焊接所需人力、物力资源相对较少6）在批量生产中的效率比较高3.2 缺点焊接技术缺点主要包括：1）焊接现场需要进行各种安全措施2）焊接过程中需要采用相应的燃料、气体、电能等，造成热能浪费，对环境造成负担3）焊接技术对固定设备有所限制，无法进行全部连接操作第四章：实际案例分析本章节将以焊接技术在汽车制造行业中的应用为案例进行分析。
管道焊接工艺一、概述管道焊接工艺是指通过焊接技术将管道的连接或修复工作完成的一种工艺。
管道焊接工艺广泛应用于各个行业，如石油化工、建筑、电力等领域。
本文将从管道焊接的常见方法、工艺流程和注意事项等方面进行探讨。
二、常见的管道焊接方法1. 熔化极氩弧焊（GMAW）熔化极氩弧焊是一种常用的管道焊接方法。
它通过加热和熔化工件的金属，使其与填充金属融合，从而实现焊接连接。
熔化极氩弧焊的特点是焊接速度快、焊缝质量高、焊接变形小等。
2. 钨极惰性气体保护焊（GTAW）钨极惰性气体保护焊，又称为TIG焊，是一种高质量的管道焊接方法。
它采用钨极和惰性气体作为保护气体，焊接时不需添加填充金属，适用于对焊缝质量要求较高的情况，如对焊接材料的腐蚀性要求高等。
3. 线能量聚焦焊（EBW）线能量聚焦焊是一种高能量密度焊接方法。
它通过高速电子束的冲击使工件表面局部区域迅速升温并熔化，从而实现焊接。
线能量聚焦焊在管道焊接中通常用于焊接材料较厚的工件，具有焊接速度快、变形小等优点。
三、管道焊接工艺流程1. 准备工作在进行管道焊接前，需要进行准备工作。
首先，确定焊接材料和填充材料的合适组合；其次，清洁工件表面，移除污垢和氧化物等；最后，确认焊接设备和保护气体的正常运行。
2. 焊接参数设置针对不同的管道焊接方法，需要进行相应的焊接参数设置。
包括电流、电压、焊接速度等参数的确定，以确保焊接过程的稳定性和焊缝质量。
3. 管道焊接根据焊接需要，将工件准备好，将填充材料放置到焊接位置。
在焊接过程中，根据焊接方法的要求进行操作，控制焊接热输入，保持稳定的焊接电流和电压。
4. 焊后处理完成焊接后，需要进行相应的焊后处理。
包括焊缝清理、锯齿切除、表面处理等，以确保焊接接头的质量和外观。
四、管道焊接工艺的注意事项1. 选择合适的焊接方法和材料，根据具体要求进行技术选择。
2. 控制焊接参数，确保焊接过程的稳定性和焊缝质量。
3. 保持焊接环境的清洁，防止氧化物和杂质的污染。
锡焊焊接技术锡焊焊接技术是一种常见的金属连接方法，广泛应用于电子、机械、航空航天等行业。
它通过使用锡作为填充金属，在高温下将所需连接的部件熔化并完全混合，形成牢固的焊接。
本文将介绍锡焊焊接技术的原理、材料和方法，并探讨其在不同行业中的应用。
一、锡焊焊接技术的原理锡焊焊接技术是利用锡的低熔点和优良的润湿性，实现金属部件连接的方法。
在焊接过程中，填充材料可为纯锡或铅锡合金，焊接温度通常在200°C到300°C之间。
焊接时，锡填料会被加热熔化，通过润湿作用进入要连接的金属表面和接头之间的微观凹洞，形成焊点。
焊点冷却后，锡会与金属部件发生金属结合，形成强固的焊缝。
二、锡焊焊接技术的材料在锡焊焊接技术中，主要使用的材料是锡及锡合金填料、通焊剂和基材。
以下是对这些材料的简要介绍：1. 锡及锡合金填料：纯锡或铅锡合金是常见的填充材料。
铅锡合金可以提供更好的润湿性和机械强度，常见的合金比例包括63/37和60/40。
2. 通焊剂：通焊剂用于清洁和保护金属表面，促进润湿和焊接过程。
它可以去除氧化层、杂质和污染物，提高焊接接头的质量和可靠性。
3. 基材：锡焊焊接技术可应用于各种金属基材，包括钢、铜、铝、镍合金等。
基材的选择取决于所需焊接连接的特定要求和应用领域。
三、锡焊焊接技术的方法锡焊焊接技术有多种方法，根据应用需求和工艺要求，可选择适合的方法。
以下是一些常见的锡焊焊接方法：1. 手工焊接：手工焊接是最常见的焊接方法之一，通常用于焊接小尺寸的部件。
焊工使用手持焊枪或焊笔，将填充材料加热并涂抹到接头上，形成焊点。
2. 机器焊接：机器焊接是利用自动焊接设备进行焊接的方法，提高效率和精确性。
根据具体需求，可使用钎焊机、波峰焊接机等自动设备进行焊接。
3. 焊接烙铁：焊接烙铁是一种专用的焊接工具，常用于电子器件的焊接。
焊接烙铁通过加热铁头，使填充材料熔化并涂抹到接头上，然后快速冷却形成焊点。
四、锡焊焊接技术在不同行业中的应用锡焊焊接技术在多个行业中得到广泛应用。
I 云 南 机 电 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 任 务 书 论 文
机械工程系机械制造与自动化专业08112班 毕业 设计 题目 焊接修复技术的探讨 论文
发题日期： 2010年 11月 25日 设计、论文 自 2010年 11月 30日 完成期限： 至 2011年 5月 20日 答辩日期： 2011年 5月 31日
学 生 姓 名： 王琳
指 导 教 师： 杨琼
系 主 任： 黄晓明 II
毕业设计、论文任务与要求： 本文写了焊接技术的原理，焊接技术的分类，各类焊接过程中应注意的几个方面，以及各类焊接修复方法适用的场合等。 特别是焊接修复技术对实际加工生产中的各种修复方法，本文也对此进行了介绍。
方案与设计步骤： 从简单介绍焊接的一些相关知识，到深入探讨焊接在实际加工修复上焊接修复对铸件、钢制零件有色金属修复的方法。 III
毕业设计版权使用授权书 本人完全了解云南机电职业技术学院关于收集、保存、使用毕业设计的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交毕业设计的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存毕业设计；学校有权提供目录检索以及提供本毕业设计全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交毕业设计的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制毕业设计的部分或全部内容用于学术活动。
作者签名： 年 月 日 IV
云南机电职业技术学院毕业设计原创性声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计，是本人在指导教师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本毕业设计的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本毕业设计所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本文原创性声明的法律责任由本人承担。
作者签名： 年 月 日- 5 -
摘 要 本文介绍了焊接修复技术的历史及特点，焊接修复及时的基本原理，焊接技术的分类等。以及对钢制零件的焊修，铸铁零件的焊修，有色金属零件的焊修进行了说明。特别是通过机床导轨面产生划伤和研伤修复焊补方法的介绍来让大家深入的了解到焊接技术在生产中的实际修复方法和对于不同材料修复的应用。
关键词：焊接，焊条，分类，修复， - 6 - 目 录 前言 ..................................................... 1 第一章 焊接技术的历史及特点 ................................ 2 第二章 焊接的基本原理 ...................................... 5 第三章 焊条的选择及分类 .................................. 6 第四章 焊接技术的分类 ...................................... 8 第五章 钢制零件的焊修 ..................................... 10 第六章 铸铁零件的焊修 ..................................... 11 第七章 有色金属零件的焊修 ............................... 15 第八章 钎焊修复法 ....................................... 16 第九章堆焊修复法 ................................................................................. 18 结论 .................................................... 20 致谢 .................................................... 21 参考文献 ................................................ 22 附录A 中期考核表 ....................................... 23 - 7 -
前 言 焊接修复法是利用焊接技术，修复失效零件的一种工作形式，用于修补零件缺陷时成为补焊；用于恢复零件几何形状及尺寸，或使其表面获得具有特殊性能的熔敷金属时称为堆焊。焊接修复法在设备维护中占有很重要的地位，应用非常广泛。 本文主要探讨焊接修复的一些相关知识，以及在焊接过程中的注意事项。在机械制造突飞猛进的今天，焊接修复对我们的工业生产起着相当重要的作用，因此写此文让大家了解和探讨。 - 8 -
第一章 焊接技术的历史及特点 焊接——是通过加热、加压，或两者并用，使同性或异性两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。 焊接技术——就是高温或高压条件下，使用焊接材料（焊条或焊丝）将两块或两块以上的母材（待焊接的工件）连接成一个整体的操作方法。利用焊接技术修复失效零件的方法称为焊接修复法。用于修补零件缺陷时成为补焊 ；用于恢复零件几何形状及尺寸，或使其表面获得具有特殊性能的熔敷金属时称为堆焊。焊接修复法在设备维护中占有很重要的地位，应用非常广泛。焊接应用广泛，既可用于金属，也可用于非金属。 焊接技术是随着金属的应用而出现的，古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。中国商朝制造的铁刃铜钺，就是铁与铜的铸焊件，其表面铜与铁的熔合线蜿蜒曲折，接合良好。春秋战国时期曾侯乙墓中的建鼓铜座上有许多盘龙，是分段钎焊连接而成的。经分析，所用的与现代软钎料成分相近。 战国时期制造的刀剑，刀刃为钢，刀背为熟铁，一般是经过加热锻焊而成的。据明朝宋应星所著《天工开物》一书记载：中国古代将铜和铁一起入炉加热，经锻打制造刀、斧；用黄泥或筛细的陈久壁土撒在接口上，分段煅焊大型船锚。中世纪，在叙利亚大马士革也曾用锻焊制造兵器。 古代焊接技术长期停留在铸焊、锻焊和钎焊的水平上，使用的热源都是炉火，温度低、能量不集中，无法用于大截面、长焊缝工件的焊接，只能用以制作装饰品、简单的工具和武器。 19世纪初，英国的戴维斯发现电弧和氧乙炔焰两种能局部熔化金属的高温热源；1885～1887年,俄国的别纳尔多斯发明碳极电弧焊钳；1900年又出现了铝热焊。 - 9 -
20世纪初，碳极电弧焊和气焊得到应用，同时还出现了薄药皮焊条电弧焊，电弧比较稳定，焊接熔池受到熔渣保护，焊接质量得到提高，使手工电弧焊进入实用阶段，电弧焊从20年代起成为一种重要的焊接方法。 在此期间，美国的诺布尔利用电弧电压控制焊条送给速度，制成自动电弧焊机，从而成为焊接机械化、自动化的开端。1930年美国的罗宾诺夫发明使用焊丝和焊剂的埋弧焊，焊接机械化得到进一步发展。40年代，为适应铝、镁合金和合金钢焊接的需要，钨极和熔化极惰性气体保护焊相继问世。 1951年苏联的巴顿电焊研究所创造电渣焊，成为大厚度工件的高效焊接法。1953年，苏联的柳巴夫斯基等人发明二氧化碳气体保护焊，促进了气体保护电弧焊的应用和发展，如出现了混合气体保护焊、药芯焊丝气渣联合保护焊和自保护电弧焊等。 1957年美国的盖奇发明等离子弧焊；40年代德国和法国发明的电子束焊，也在50年代得到实用和进一步发展；60年代又出现激光焊等离子、电子束和激光焊接方法的出现，标志着高能量密度熔焊的新发展，大大改善了材料的焊接性，使许多难以用其他方法焊接的材料和结构得以焊接。 其他的焊接技术还有1887年，美国的汤普森发明电阻焊，并用于薄板的点焊和缝焊；缝焊是压焊中最早的半机械化焊接方法，随着缝焊过程的进行，工件被两滚轮推送前进；二十世纪世纪20年代开始使用闪光对焊方法焊接棒材和链条。至此电阻焊进入实用阶段。1956年，美国的琼斯发明超声波焊；苏联的丘季科夫发明摩擦焊；1959年，美国斯坦福研究所研究成功爆炸焊；50年代末苏联又制成真空扩散焊设备焊接修复法的特点——结合强度高；可以修复大部分金属零件因各种原因（如磨损、缺损、断裂、裂纹、凹坑等）引起的损坏；可局部修换，也能切割分解零件；用于矫正形状，对零件预热- 10 -
和热处理；修复质量好，生产效率高；成本低，灵活性大：多数工艺简单易行，不守零件尺寸、形状、场地以及修复层厚度的限制，便于野外抢修。但焊接方法也有不足之处，主要是：热影响区大，容易产生焊接变形和应力，以及裂纹、气孔等缺陷。对于重要零件焊接后应进行退火处理，以消除内应力。不宜修复较高精度、细长、薄壳类零件。 - 11 - 第二章 焊接技术的基本原理 1焊接电弧 焊接电弧是熔化焊的能源。由焊接电源供给、具有一定电压的两极间或电极与母材间的气体介质中产生的强烈而持续的放电现象称为焊接电弧。电极可以是金属丝、钨极、碳棒或焊条。电弧中充满了高温电离气体，并放出大量的光和热
2焊接过程 焊接按其所用的焊接热源补同分为电弧焊、电渣焊、气焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊等多种方法。其冶金过程、结晶过程和接头组织的变化规律是相似的。
3焊接接头的组织和性能 熔焊使焊缝及其附近的母材经历了一个加热和冷却的热过程，由于温度分布不均匀，焊缝受到一次复杂的冶金过程，焊缝附近区受到一次不同范围的热处理，因此必然会引起相应的组织和性能的变化，直接影响焊接的质量。
