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

        在軋制生產中,軋輥與所軋金屬直接接觸,使金屬產生塑性變形,是軋機的主要變形工具。軋輥是軋機大型消耗性不見,在整個生產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過程中局部缺陷而導致報廢的。因此,如何提高軋輥的使用壽命,對軋輥進行修舊利廢,成為降低產品成本的一個重要途徑。
        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、采用科學的工藝方法將其修復至原始輥徑的過程,它的主要優點是軋輥使用前后的輥徑不變。因此軋輥堆焊技術為軋輥生產中降低軋輥消耗、提高軋輥使用壽命提供了可能。
        各種堆焊技術的特點
        目前在國內外冶金行業使用的堆焊技術有噴鍍、氣體保護焊、埋弧焊、電渣焊,其中軋輥埋弧焊是應用最廣泛的工藝,具有生產效率高、質量好、經濟效益較好的優點。各種工藝特點如表1。
        表1 各種工藝特點
        噴鍍
        氣體保護焊
        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
        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
        結合形式
        機械
        冶金
        冶金
        冶金
        軋輥堆焊材料
        軋輥根據其使用要求的不同,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,焊態硬度HRC35~38,易加工。經560℃,保溫15小時彌散硬化處理后,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,為防止堆焊時出現裂紋,要求較高的預熱溫度和層間溫度,堆焊后要進行一定的熱處理。
        8 馬氏體時效鋼:該材料為Fe-Ni-Co-Mo合金系,焊態低硬度,便于加工,經時效處理硬度大為提高。
        上面介紹了集中主要堆焊合金系統的可焊性、抗裂性、加工性及經濟性,在具體選材時要根據軋輥類型、工作條件,預期壽命及設備條件等,進行綜合分析、以選區合適的材料。
        軋輥堆焊工藝
        嚴格執行正確的軋輥堆焊工藝,是保證軋輥堆焊質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 堆焊前采用機械加工方法,對堆焊孔型進行粗加工,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,應經超聲波探傷,檢查內部情況,在確認無裂紋的情況下方可進行焊接。
        2 預熱
        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,很容易在焊接時造成脆性區,并且由于溫度不均形成很大的熱應力造成裂紋。為了防止裂紋的發生,堆焊前必須對軋輥進行預熱,預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,預熱溫度應在材料的Ms點以上。為了減少熱應力,加熱速度也應當控制,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鍵環節,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,為防止脆性區的裂紋,除一定的預熱措施外,多采用低碳低合金過渡層進行預先堆焊過渡層。
        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部冷速不一造成體積應力而引起裂紋,要控制冷速。一般控制冷速和加熱速度大致相同,冷至100℃時要保溫一定時間,冷至50℃以下可不再控制冷速。為了消除焊接殘余應力,必須進行回火處理,回火溫度視軋輥使用條件,一般控制在450~600℃之間;鼗饻囟雀,內應力消除徹底,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,又要盡量消除內應力;鼗鸬谋貢r間通常取每一寸直徑保溫一小時,多在4~10小時內選取,冷卻大部分是隨爐緩冷,降溫至150℃后可空冷。
        結論
        軋輥堆焊作為“復活”軋輥的一項先進技術,具有如下優點:
        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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