2023年轧辊堆焊埋弧堆焊修复技术.doc

轧辊堆焊埋弧堆焊修复技术轧辊堆焊埋弧堆焊修复技术 刘子建 摘 要：轧辊在工作中容易磨损，采用埋弧堆焊的方法，通过药芯焊丝 H501 匹配 260 焊剂对轧辊进行修复，能够完成修复任务，并优化了工作面材料的力学性能，使轧辊的使用寿命有所延长。关键词：轧辊修复;堆焊;使用寿命 0 引言 轧辊是钢铁行业生产的重要设备，工作过程中长期承受剧烈的载荷容易磨损，因此轧辊的质量和使用寿命直接关系到轧制生产的生产效率、产品质量和生产成本。由于生产轧辊的原价格普遍较高，当轧辊表面局部磨损时，就不能正常使用，这时如果将轧报废，就会造成巨大的浪费。特别是大型轧辊每个都价值几十万元，若能有效修复，既为企业节约了成本，有节省了更换新轧辊的时间周期，其效益是显而易见的1。轧辊损坏主要是早期磨损失效，如果能在磨损早期在其表面堆焊一层耐磨材料，不仅使损坏的轧辊得以修复，还会因为堆焊的优质材料，大大延长轧辊寿命，缩短换辊维修时间。目前轧辊修复方法有：堆焊法、热喷涂法、热喷焊法等 2。这些方法中，以堆焊方法较为实用。1 轧辊堆焊 1.1.轧辊堆焊是指去除轧辊表面的磨损层后，选择合适的堆焊材料、采用科学的焊接工艺方法将其修复至最初尺寸的过程。这种修复方法的优点是不改变工件原有尺寸。但堆焊修复技术工艺复杂，焊接时容易产生裂缝、夹渣等焊接缺陷，需要操作者选择合适的材料并掌握一定的技巧才能成功，本人采用焊前预热、层间保温和焊后回火工艺过程，选择药芯焊丝 H501 匹配 260 焊剂进行埋弧自动焊成功实现轧辊的修复，焊接质量符合技术要求。1.2.实验过程 1700 轧辊的材质为 45 钢，根据磨损面测算堆焊层厚度约 25mn，焊前对工件进行预热，预热温度 250320，焊后回火处理，回火温度 600左右，然后冷却至室温状态，对堆焊表面进行车削和磨床加工。焊接材料选用 H501 药芯焊丝，这种焊丝焊接的焊缝具有较高的耐磨性和耐冲蚀性，焊剂选用焊剂 260。焊机为 MZ-1000 型直流埋弧自动焊机，并配备有保温及控温装置，可及时控制温度。1.3 工艺参数 每道搭接量为 10mm，焊缝宽 20mm，每层堆焊高度为 3.0mm。堆焊 8 层。焊接电流 450A480A，电压为 35V 左右，焊接速度 450mm/min，层间温度 300。2 焊接结果测定 2.1 堆焊层的硬度 堆焊修复完成后，按实验拟定的热处理工艺条件对轧辊进行回火处理，待冷却至室温状态，采用 HR-150AL 洛氏硬度仪测量堆焊层硬度，按，经测定 H501 药芯焊丝完成堆焊层的硬度可达 5054HRC，远高于轧辊本身的硬度，并且不同区域硬度差别不大，说明堆焊层质量稳定、靠靠。这对薄板轧制的板坯表面质量有利，可以尽可能减少板的翘曲。2.2 耐磨性能 对 H501 药芯焊丝得到的堆焊层进行磨损试验，实验时间 70 分钟，磨损结束后经测量轧辊质量减少约为 0.224g;而在相同的条件下，使用 3Cr13Mo 堆焊层的质量减少 0.212g。使用低倍放大镜觀察磨损表面，发现本实验堆焊层磨损试验的沟槽磨痕细小，堆焊层在磨粒作用下没有现实明显的塑性变形特征;而 3Cr13Mo 堆焊层经磨损试验后得到的磨痕粗，磨粒压入堆焊层深度深，显现一定的塑性变形特征，耐磨性较差。通过对比说明，H501 堆焊层耐磨性比 3Cr13Mo 堆焊的耐磨性好。2.3 结合强度 堆焊层的结合强度试验，其结合强度约为 760 MPa，高于经调质处理后 45 钢母材的断裂强度高于 750MPa，观察端口发现断裂位置位于高进焊缝的母材区域，说明堆焊层的与母材的结合强度高于母材自身的强度，这能保证轧辊使用过程中不会剥离。2.4 耐蚀性、抗疲劳性 将堆焊修复的轧辊再次投入到生产中，进行实际使用条件考核，考核时间 12 个月，到期后仔细观察堆焊层表面的情况，没有发现典型的腐蚀坑、疲劳裂纹现象，堆焊层的耐蚀性、抗疲劳性实验，系利用实际堆焊的助卷辊在现场工况下进行的生产考核，说明堆焊层耐腐蚀性、抗疲劳裂纹性能良好。3 堆焊修复的注意事项 为了保证堆焊层的质量，提高轧辊的使用寿命，在轧辊的堆焊修复时要注意一下几点3：一、堆焊之前要彻底清理待焊表面，以避免剥落，清理方法是用角磨机将表面硬化层打磨掉，然后用砂纸打磨，清洗干净。二、选用优质的堆焊材料，可提高轧辊的使用寿命。三、堆焊时要控制好过预热温度、层间温度、回火温度，合适的温度是获得优质堆焊层的关键。在消除残余应力过程中要把握好时间，并在加热时做到内外一致，温度均匀。四、堆焊时尽量采用多层焊，这样相当于前层对后层预热，后层对前层热处理，能够细化晶粒减少裂纹，同时不同层间金属相互混合均匀，化学成分均匀，多层堆焊层堆积像复合辊一样，能够提高轧辊的使用寿命。堆焊层的厚度要略高于母材，这样焊后能有一个磨削加工余量，保证轧辊的尺寸。4.结论 采用埋弧自动焊堆焊的方法修复大型轧辊，采用 H501 焊丝匹配 260 焊剂，经过250320温度预热，焊后 600回火处理获得的对焊焊缝，经试验检测和实际运用证明这种修复技术修复的轧辊，在耐磨性，耐冲蚀性等方面均达到实际生产的技术要求。参考文献 1浦仕东，李洪德，高兴辉等.型材 BD 轧辊堆焊修复工艺的实践及运用J.中国建材科技，2017，26（04）：103-106.2张本彤，袁维.轧辊修复方法的研究J.现代制造技术与装备，2018（01）：126-128.3张志学，孟辉，王保国.对大型轧辊修复的几点思考J.河北企业，2013（09）：94.（作者单位：辽宁工程职业学院，辽宁 铁岭 112000）