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軋輥堆焊分類
瀏覽次數(shù): | 日期:2018/6/4 13:44:16

在軋制生產(chǎn)中,軋輥與所軋金屬直接接觸,使金屬產(chǎn)生塑性變形,是軋機(jī)的主要變形工具。軋輥是軋機(jī)大型消耗性不見,在整個(gè)生產(chǎn)過程中軋輥因磨損而消耗的部分約占軋輥總重量的10%~20%,而大量的軋輥消耗是由于修復(fù)過程中局部缺陷而導(dǎo)致報(bào)廢的。因此,如何提高軋輥的使用壽命,對軋輥進(jìn)行修舊利廢,成為降低產(chǎn)品成本的一個(gè)重要途徑。
軋輥堆焊是指去除軋輥表面的疲勞層或缺陷后,用合適的堆焊材料、采用科學(xué)的工藝方法將其修復(fù)至原始輥徑的過程,它的主要優(yōu)點(diǎn)是軋輥使用前后的輥徑不變。因此軋輥堆焊技術(shù)為軋輥生產(chǎn)中降低軋輥消耗、提高軋輥使用壽命提供了可能。
各種堆焊技術(shù)的特點(diǎn)
目前在國內(nèi)外冶金行業(yè)使用的堆焊技術(shù)有噴鍍、氣體保護(hù)焊、埋弧焊、電渣焊,其中軋輥埋弧焊是應(yīng)用最廣泛的工藝,具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、經(jīng)濟(jì)效益較好的優(yōu)點(diǎn)。各種工藝特點(diǎn)如表1。
表1 各種工藝特點(diǎn)
噴鍍
氣體保護(hù)焊
埋弧焊
電渣焊
熔敷速度/kg·h-1
>20
>10
>30
200~400
堆焊厚度/mm
>4
10~20
>100
15~100
堆焊特點(diǎn)
單層或多層
多層
多層
多層
第一層稀釋率/%
理論上為0
8~50
8~50
8~50
結(jié)合形式
機(jī)械
冶金
冶金
冶金
軋輥堆焊材料
軋輥根據(jù)其使用要求的不同,對堆焊材料的選擇也不同,按其合金類型可歸納為八類:
1 低合金鋼:此類合金價(jià)格便宜,堆焊金屬組織以索氏體或屈氏體為主,沖擊韌性好,抗裂性好,硬度HRC30~35,易于加工。具有一定的耐磨性,但不能進(jìn)一步提高軋輥使用壽命。
2 熱作模具鋼:該類材料具有良好的紅硬性、高溫耐磨性及較高的沖擊韌性,焊后消除應(yīng)力退火后,硬度一般在HRC45~50,使用壽命比原軋輥提高1~5倍。
3 馬氏體鋼:焊接性能好、耐磨、耐熱性能也較好,但成本較貴。
4 彌散硬化鋼:15Cr3Mo2MnV等,焊態(tài)硬度HRC35~38,易加工。經(jīng)560℃,保溫15小時(shí)彌散硬化處理后,硬度可提高到HRC46~47。
5 奧氏體加工硬化鋼:此類材料焊后硬度較低,但使用過程中由于冷加工硬化而大幅度提高。該合金系多用于深孔槽軋輥的孔型堆焊。
6 合金鑄鐵:這類合金具有很高的硬度和耐磨性、良好的熱穩(wěn)定性和抗氧化性。由于含碳很高,無法拔絲故埋弧焊很難,只能鑄成管子作為電極進(jìn)行電渣堆焊。堆焊軋輥比同樣成分鑄造輥耐磨性提高1.5~2倍,而成本比復(fù)合鑄鐵軋輥低1倍。
7 高碳合金鋼:該類材料含炭量及合金元素較高,為防止堆焊時(shí)出現(xiàn)裂紋,要求較高的預(yù)熱溫度和層間溫度,堆焊后要進(jìn)行一定的熱處理。
8 馬氏體時(shí)效鋼:該材料為Fe-Ni-Co-Mo合金系,焊態(tài)低硬度,便于加工,經(jīng)時(shí)效處理硬度大為提高。
上面介紹了集中主要堆焊合金系統(tǒng)的可焊性、抗裂性、加工性及經(jīng)濟(jì)性,在具體選材時(shí)要根據(jù)軋輥類型、工作條件,預(yù)期壽命及設(shè)備條件等,進(jìn)行綜合分析、以選區(qū)合適的材料。
軋輥堆焊工藝
嚴(yán)格執(zhí)行正確的軋輥堆焊工藝,是保證軋輥堆焊質(zhì)量的好壞及成功與否的決定性因素。軋輥堆焊過程包括以下步驟:
1 堆焊前采用機(jī)械加工方法,對堆焊孔型進(jìn)行粗加工,去除軋輥表面的疲勞層及缺陷,特別是裂紋必須徹底清除,對多次堆焊的軋輥,應(yīng)經(jīng)超聲波探傷,檢查內(nèi)部情況,在確認(rèn)無裂紋的情況下方可進(jìn)行焊接。
2 預(yù)熱
由于軋輥及堆焊材料均為含炭量和合金元素較高的材料,加之軋輥輥徑大、剛性大、冷卻速度快,很容易在焊接時(shí)造成脆性區(qū),并且由于溫度不均形成很大的熱應(yīng)力造成裂紋。為了防止裂紋的發(fā)生,堆焊前必須對軋輥進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱溫度由輥身及堆焊材料成分而定。為了使軋輥表面得到均勻的硬度,預(yù)熱溫度應(yīng)在材料的Ms點(diǎn)以上。為了減少熱應(yīng)力,加熱速度也應(yīng)當(dāng)控制,特別是大軋輥,升溫速度開始100℃采用約20℃/h,之后可為40℃/h。要求均勻加熱。
3 焊接
焊接是堆焊成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié),要獲得理想的堆焊層必須綜合考慮某些可變因素,如:焊接電壓、焊接速度、軋輥轉(zhuǎn)速、軋輥的保溫、焊接電流、焊接材料等,對一些含碳及合金元素高的輥芯,為防止脆性區(qū)的裂紋,除一定的預(yù)熱措施外,多采用低碳低合金過渡層進(jìn)行預(yù)先堆焊過渡層。
4 焊后處理
這是軋輥堆焊的最后一道工序,為了減少由于表面和內(nèi)部冷速不一造成體積應(yīng)力而引起裂紋,要控制冷速。一般控制冷速和加熱速度大致相同,冷至100℃時(shí)要保溫一定時(shí)間,冷至50℃以下可不再控制冷速。為了消除焊接殘余應(yīng)力,必須進(jìn)行回火處理,回火溫度視軋輥使用條件,一般控制在450~600℃之間;鼗饻囟雀撸瑑(nèi)應(yīng)力消除徹底,但硬度降低。因而回火溫度的選擇,既要保證軋輥表面一定的硬度,又要盡量消除內(nèi)應(yīng)力。回火的保溫時(shí)間通常取每一寸直徑保溫一小時(shí),多在4~10小時(shí)內(nèi)選取,冷卻大部分是隨爐緩冷,降溫至150℃后可空冷。
結(jié)論
軋輥堆焊作為“復(fù)活”軋輥的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù),具有如下優(yōu)點(diǎn):
1 堆焊后的軋輥使用壽命普遍提高一倍以上。
2 極大的降低了噸鋼成本,提高了生產(chǎn)效率。
3 堆焊后的軋輥具有良好的抗裂性、耐磨性、耐冷熱疲勞性。


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