S136模具鋼的焊接工藝與修復方法

 

S136模具鋼作為一種高耐腐蝕性、高拋光性的模具材料，在模具制造和生產過程中，可能因磨損、裂紋或加工缺陷需要進行焊接修復。由于S136鋼材含鉻量高，焊接過程中容易出現裂紋、硬度不均或焊縫腐蝕等問題。因此，焊接和修復S136模具鋼需要特殊的工藝和嚴格的操作流程，以確保修復后的模具性能不受影響。

 

1. 焊接前的準備工作

1.1 清理和預熱

清潔焊接區域：

使用丙酮或酒精清潔焊接區域，去除表面油污和氧化層，避免雜質進入焊縫。

打磨處理：

將焊接處打磨至金屬光亮狀態，可使用砂輪或噴砂處理，確保焊接區表面粗糙度適中，利于焊接熔合。

預熱處理：

預熱溫度控制在200-250°C，可有效減少焊接應力和裂紋傾向。厚壁模具或大尺寸模具建議預熱至300°C。

2. 選擇焊材

推薦使用與S136模具鋼相匹配的焊接材料，如TIG焊絲或激光焊絲。常用焊材包括：

 

S136專用焊絲（Cr含量接近14%）

308L或309L焊絲（用于不銹鋼焊接）

模具焊絲品牌：UDDEHOLM或ASSAB原廠配套焊絲

確保焊絲的成分與母材一致，以避免焊接后硬度過低或耐腐蝕性下降。

 

3. 焊接工藝

3.1 焊接方法選擇

TIG焊接（鎢極惰性氣體保護焊）：常用于精密模具修復，焊縫細小，焊接質量高。

激光焊接：適用于小范圍微裂紋修復或表面缺陷修補，熱輸入低，精度高。

電弧焊（MMA）：多用于大型模具裂紋修補，但需注意控制電流，避免高溫導致變形或開裂。

3.2 焊接參數設置

電流：中等電流（根據焊絲直徑調整），焊接過程中避免電流過大，以免產生過熱裂紋。

焊接速度：緩慢均勻，采用短弧焊接，分層多道焊，避免一次堆焊過厚。

氣體保護：采用純氬氣或氬氣混合氣體進行保護，防止焊縫氧化和氣孔產生。

4. 焊后熱處理

消除應力回火：焊接后需進行回火處理，溫度控制在200-300°C，保持2-3小時，有助于緩解焊接應力，防止裂紋擴展。

硬度恢復回火：針對焊接硬度下降問題，需進行二次回火，溫度設定在500-550°C，保持1-2小時，使焊接區域硬度接近母材水平（HRC 48-52）。

5. 修復方法

5.1 裂紋修復

對裂紋進行開槽處理，采用U型或V型坡口，坡口角度為60-90°。

焊接時從坡口底部逐層堆焊，確保焊道填滿并與母材良好熔合。

5.2 塌陷或磨損修復

使用激光或TIG焊補填充磨損區域，再通過打磨和拋光恢復原始尺寸和表面光潔度。

5.3 填補氣孔或夾雜物

氣孔或夾雜物較小時，可使用局部打磨和再拋光方式處理；較大缺陷需開槽補焊后重新加工。

6. 焊接質量檢測

超聲波探傷（UT）：檢測焊接內部缺陷，如氣孔、未熔合或裂紋。

磁粉探傷（MT）：檢查焊縫表面缺陷，確保表面無裂紋或夾雜物。

硬度測試：檢測焊縫及熱影響區硬度，確保焊后硬度達到HRC 45-50以上。

7. 常見問題及解決方法

問題 原因分析 解決方法

焊接裂紋 預熱不足或冷卻過快 提高預熱溫度，緩慢冷卻

硬度不均 焊絲成分不匹配或焊后未回火 選擇合適焊絲，焊后回火處理

氣孔 氣體保護不足或焊接區油污未清除 提高氣體保護流量，清理焊接區域

焊縫腐蝕 鉻元素燒損或焊絲成分偏差 使用高鉻焊絲，多道薄層焊

變形 熱輸入過大，冷卻不均勻 分段焊接，焊后緩慢冷卻

8. 結論

S136模具鋼焊接和修復工藝需要嚴格的操作流程和合理的焊材選擇。通過精確的焊接參數控制、焊后熱處理以及焊接質量檢測，可以有效修復模具缺陷，恢復模具的耐磨性和耐腐蝕性能，從而延長模具使用壽命，降低生產成本。