硬面耐磨銲材

硬面耐磨銲材介紹

 

1.母材屬性介紹:

做為硬面堆銲的母材通常有一般碳鋼中高碳鋼工具鋼鑄鐵高錳鋼不銹鋼等材料,所以銲接上須考慮到幾個層面的問題:

 

母材碳當量:母材碳當量會影響到銲接的有效性,也決定預熱及道間溫度的設定,故在銲接前要做事前的評估。

 

工件的使用環境狀態:依據工件的使用環境中是否有摩擦撞擊高溫腐蝕狀況等因素來評估硬面銲材

 

預期的使用壽命:會影響到選用的銲材類別及銲接層數。

 

過渡層的選擇:高碳-高合金硬面銲材如直接銲在母材上,會有嚴重龜裂及剝落的風險時,建議需先銲上過渡層銲材後再作硬面層的銲補。

 

硬面層的選擇:依據工程設計的硬度要求、允許的銲接厚度、工件型態、是否需做熱處理、工件使用環境狀態(溫度&腐蝕性&磨耗種類等)、是否允許銲道有裂痕狀況等來選用適當的硬面銲材。

 

 

2.銲接方法與特性

硬面銲補主要的考量是:硬面層能有效地附著在工件上,且裂紋程度降到最低或沒有裂痕,才能發揮硬面銲補的最大功能。為了達到此目的,銲接程序、溫度管理、銲材的選用匹配就非常重要,以下就幾項銲接要點做建議:

 

①母材的表面狀況:

銲接前要先確定母材為重複銲補的工件或是新的工件?如果是重複修補的工件則之前殘餘的銲補層則要評估是否要做加工處理或用過渡層(緩衝層)的銲材作打底如果是新的工件則要先檢查母材表面的氧化層凹坑狀況表面殘留物等做移除後再進行銲補作業。

 

預熱及道溫控制

預熱及道溫的控制能有效地防止或減少銲道裂痕的現象以下就各類常見的母材種類及銲接溫度作相關建議

 

 

 

母材鋼種

碳當量%

預熱及道間溫度

碳鋼

低合金鋼

0.3

0.3~0.4

0.4~0.5

0.5~0.6

0.6~0.7

0.7~0.8

0.8

100

100

150

200

250

300

350

高錳鋼 (13%Mn)

免預熱,道溫≦200℃或工件作水冷

沃斯田鐵系不銹鋼

150

高合金鋼 (高碳-高鉻系等)

 

   註:碳當量(%) = C +Mn +Si +Cr +Mo +Ni

 

③後加熱:

厚板銲接高碳當量高碳高鉻系的材料,建議在銲接後進行200~350* 0.5~1小時的後加熱處理,以減緩銲道冷卻速率,避免銲道裂紋數量過多或剝離的風險。

 

④後熱處理:

550~750℃進行銲後熱處理以防止冷裂紋消除內應力調質處理但須評估熱處理條件對硬度的影嚮。

 

⑤過渡層銲材的選用:

常用的過渡層會選用碳鋼類低氫系統或是沃斯田鐵系不銹鋼系統的銲材,一般碳鋼&低合金鋼母材會以碳鋼類銲材做打底過渡,而高錳鋼&沃斯田鐵系不銹鋼&高合金鋼會以沃斯田鐵系不銹鋼銲材做打底過渡

 

過渡銲材的選擇除了依照母材種類,與硬面堆銲層材質的搭配性也是考量因素例如在硬面層選用410NM等級的銲材會建議以309L309MoL等級的銲材來做為過渡層

 

⑥稀釋率及銲補厚度的考量:

硬面銲補的材質通常與母材的成分有所差異,故在考慮到稀釋率、銲接成本、銲補層厚度的限制、裂痕程度等因素下,銲接程序的設計是相當重要的。

 

 

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