wY25ショベルのバケット本体材質は溶接性の良いQ345です。バケット歯材にはZGMn13（高マンガン鋼）を採用しており、高温では単相オーステナイトとなり、表層の加工硬化により靭性が良く、衝撃荷重下での耐摩耗性が高くなります。しかし、この鋼の溶接性は悪く、溶接熱影響部では材料の脆化によって炭化物が析出します。 2 つ目は溶接熱亀裂、特にシーム付近の液状化亀裂です。
1.脆化による熱影響部析出炭化物
ZGMn13高マンガン鋼は、250℃以上に再加熱すると粒界に沿って炭化物が析出する場合があり、材料の靱性が大幅に低下し、高マンガン鋼の優れた性能が大きく損なわれます。分析後、高マンガン鋼を再度加熱して冷却速度を速くすると、まず炭化物が粒界に析出し、滞留時間の延長により粒界の炭化物が不連続粒子状態から網目状に変化します。分布が大きくなり、脆さが大幅に増加します。したがって、高マンガン鋼が溶接中または溶接後の再加熱時に、溶接熱影響部の一部に程度の差はあれ炭化物が析出し、マルテンサイト変態する可能性があり、材料が脆化するだけでなく、耐摩耗性と衝撃靭性が低下します。また、熱影響部では炭化物が析出しやすい温度域（650℃程度）では滞留時間が長いほど炭化物が析出します。
炭化物の析出を減らし、材料の靱性の低下や脆化を防ぐためには、冷却速度を速くする、つまり高温での滞留時間を短くする対策が必要です。このため、掘削機のバケット本体とバケット歯の溶接には、短断面溶接、断続溶接、浸漬水溶接などが使用されます。
2.溶接熱割れ
熱割れを防止するには、母材や溶接材料中のS、Pの含有量を低減する必要があります。また、短断面溶接、断続溶接、分散溶接、溶接後のハンマリングなどの溶接応力を最小限に抑えるための対策も講じることができます。高マンガン鋼を肉盛溶接するバケット本体では、最初に Cr-Ni、Cr-ni-Mn、または Cr-Mn オーステナイト鋼の層を溶接して絶縁溶接チャンネルを形成し、亀裂を防ぐことができます。
掘削機バケット本体とバケット歯の溶接工程
1.溶接前の準備
まず、摩耗したバケットの歯をバケット本体から取り外し、アングルグラインダーを使用して、バケットの歯の取り付け部分をきれいに磨き、泥や錆を取り除き、亀裂やその他の欠陥がないかどうかを注意深く確認します。溶接するバケットの歯の部分をカーボンアークガスプレーナーでベベルを開き、アングルグラインダーできれいにします。
2.溶接
① まずバケット本体 (およびバケット歯継手) に肉盛溶接用の GBE309-15 溶接電極を使用します。溶接電極は 350 ℃、溶接前に 15 時間乾燥する必要があります。溶接電流は大きくする必要があり、溶接速度はわずかに遅くしてください。亀裂を生じやすいマルテンサイトの生成を防ぐために、溶融ゾーンのニッケル含有量は 5% ～ 6% です。
②位置決め溶接を行います。バケットの歯を所定の位置に組み立てた後、直径 32MM の D266 溶接棒を使用して両側の対称位置決め溶接を行います。溶接の長さは 30MM を超えません。溶接直後は水冷とハンマリングが必要です。
③底部溶接。ボトミング溶接には直径 32MM の D266 溶接棒を使用します。低電流、直流逆極性、断続溶接を使用してください。
投稿時間: 2022 年 8 月 4 日