Сварка износостойкого листа с высокой стойкостью к истиранию (AR/NM): сохранение твёрдости, за которую вы заплатили

Центральный компромисс

Износостойкий лист поставляется в закалённом и отпущенном состоянии с твёрдостью 360–550 HBW. Сварку определяют два противоположных риска:

• Слишком холодно (без предварительного подогрева, низкое тепловложение, толстый лист): соединение и его зона термического влияния (ЗТВ) могут ещё больше затвердеть и растрескаться, особенно у более высоких марок.
• Слишком горячо (высокое тепловложение, высокая температура между проходами): ЗТВ разупрочняется ниже поставленной твёрдости, создавая канавку из мягкого материала рядом с каждым сварным швом, которая в эксплуатации изнашивается в первую очередь.

Производители листа публикуют рекомендации по сварке для каждой марки и толщины; они имеют приоритет над общими правилами, но приведённая ниже схема является типичной.

Предварительный подогрев: умеренный, а не экстремальный

В отличие от конструкционных сталей с аналогичной твёрдостью, износостойкий лист обычно требует лишь умеренного предварительного подогрева, поскольку содержание углерода в нём невелико, а его вязкость заложена при проектировании. Ориентировочная практика:

Лист	Типичный минимальный предварительный подогрев
NM360 / AR400, тонкий (<20 mm)	Часто не требуется при температуре окружающей среды выше ~10 °C
NM400–NM450 / AR450, 20–40 mm	75–125 °C
NM500 / AR500 и более тяжёлые сечения	100–175 °C

Всегда сверяйтесь с техническим паспортом завода-изготовителя для фактической марки и толщины. Чрезмерный предварительный подогрев сам по себе вреден: ненужный предварительный подогрев в сочетании с медленной сваркой — это именно то, что создаёт широкую, мягкую ЗТВ.

Сварочные материалы и тепловложение

• Присадочные материалы с низким содержанием водорода на всём протяжении — основные электроды или контролируемые проволоки, хранящиеся в сухом месте.
• Прочность соединения обычно намеренно занижается по сравнению с основным металлом: обычные присадочные материалы класса E70 (или эквивалентные) являются стандартными для приварных швов крепления, поскольку пластичный, более мягкий наплавленный металл воспринимает перемещения листа и сопротивляется образованию трещин. Высокопрочные присадочные материалы, соответствующие основному металлу (и наплавку твёрдым сплавом), оставляйте для изнашиваемых поверхностей.
• Ограничивайте тепловложение окном, установленным производителем (часто около 1.0–2.0 kJ/mm или ниже для самых твёрдых марок), и поддерживайте температуру между проходами в пределах установленного максимума — обычно не более примерно 200–250 °C.
• Используйте последовательности, распределяющие тепло: сварка с пропусками, обратноступенчатый способ, и избегайте концентрации проходов в одном месте.

Соображения, касающиеся изнашиваемой стороны

• Сварные швы на изнашиваемой поверхности являются жертвенными точками: там, где шов должен пересекать изнашиваемую поверхность, закройте его наплавкой твёрдого сплава или смиритесь с локально более быстрым износом. Лучшее конструктивное решение размещает соединения и крепления на обратной стороне.
• Ремонтная сварка подчиняется тем же правилам, что и сварка при изготовлении; вырезание трещины шлифованием не должно перегревать окружающий лист (появление синего цвета означает, что начался отпуск).
• Резка и подготовка кромок: кромки листа высокой твёрдости после термической резки могут иметь микротрещины — перед сваркой зашлифуйте кромки до здорового металла и никогда не сваривайте поверх треснувшей кромки реза.
• Не выполняйте правку нагревом пламенем и горячую формовку износостойкого листа без указаний производителя; локальный повторный нагрев выше исходной температуры отпуска навсегда разупрочняет этот участок.

В одном предложении

Обращайтесь с износостойким листом как с готовым термообработанным изделием, которое просто нужно соединить, — умеренный предварительный подогрев, низкое содержание водорода, ограниченное тепловложение, и, где это возможно, проектируйте сварные швы вне изнашиваемой поверхности.