连铸辊埋弧堆焊焊接修复工艺.pdf

连铸辊的埋弧自动焊堆焊修复工艺 发布日期： 2011-10-13 来源：现代焊接 2011 年 106 期 作者： 刘社琴 浏览次数： 1271 摘 要：本文分析了连铸辊损坏的原因，阐述了采用埋弧自动堆焊工艺方法使用药芯焊丝堆 焊连铸辊的工艺措施， 修复后的连铸辊能够满足现场工况条件的使用要求， 达到了新连铸辊 的质量和使用寿命， 资源得到了有效的再生利用， 从而降低了生产成本， 具有很好的经济效 益和社会效益。 我公司修复了一批连铸辊，其直径为 φ160~340mm不等，辊身长度 L= 373~626mm 不等，母材材质为 42CrMo，堆焊后辊子表面硬度为 HRc43~47，其结构见图 1。连铸辊是连 铸设备的关键备件之一，在热疲劳、氧化、腐蚀、磨损的工况条件下服役，经过使用一段时 间后，会出现表面龟裂、裂纹、磨损、弯曲、剥离掉肉、氧化与腐蚀鳞皱等缺陷，而这些缺 陷直接影响到板坯质量而不能使用需要修复，因些有必要分析连铸辊使用过程中的损坏原 因，并制订适宜的连铸辊的修复工艺。 1 连铸辊产生损坏的原因分析 连铸辊在生产过程中产生损坏的原因主要有以下四个方面： 1）连铸辊在与高温铸坯接触的同时，受到高压冷却水的快速冷却，承受着反复高温急冷、 急热，这样的冷热循环造成严重的冷热疲劳作用； 同时连铸辊还受到板坯鼓肚力和静压力的 交变机械应力作用； 当连铸过程中出现滞坯和漏钢时， 连铸辊还受到非平衡热和非平衡应力 的作用；这些因素的共同作用下，连铸辊辊面出现不同程度的网状热裂纹和弯曲变形。 2） 辊面与高温铸坯接触， 受到高温氧化、 冷却水和连铸生产用的保护渣中的氟离子的腐蚀作用， 引起连铸辊辊面氧化、 腐蚀鳞皱脱落， 使辊子外径减薄 , 导致辊面磨损， 甚至导致辊子报废。 3）原材料质量的好坏是造成连铸辊损坏的原因之一，原材料中非金属夹杂物含量较多，锻 造不当，保留了铸态形貌、枝晶间的低熔点夹杂物、化学成分偏析铸态缺陷，调质处理温度 过高或保温时间较长，形成魏氏组织，降低低了连铸辊的力学性能。 4 ）堆焊材料的质量直 接影响着连铸辊的工作质量， 连铸辊若采用以碳作为固溶强化元素来提高堆焊层的硬度， 由 于碳在高温下（ 400~900℃）极易与 Cr 形成 Cr23C6 金属间化合物，造成堆焊层尤其是搭接 过渡区出现贫铬现象， 而连铸辊长期处在高温潮湿的环境下工作 , 易造成堆焊层晶间贫铬开 裂损坏。 2 连铸辊的埋弧焊堆焊修复工艺 考虑连铸辊处于重载、 高温急冷、急热、潮湿腐蚀的工况状态，根据本单位现 有条件，选择了埋弧焊自动焊的工艺方法进行堆焊。 埋弧焊自动焊连铸辊的堆焊修复过程分三个部分， 即焊前准备、 堆焊、 焊后处 理及无损检验，其堆焊修复的工艺流程如下： 旧辊车削——探伤——预热——辊面堆焊——焊后处理——焊后粗车 ——探 伤——精加工——检验入库 2.1 焊前准备 2.1.1 旧辊表面清理 为了保证辊子堆焊层的质量， 提高辊子堆焊效率， 在堆焊前必须对辊子表面 进行清理，除去辊身上的油污和铁锈等杂物。 2.1.2 旧辊堆焊前粗车车削 辊子使用后由于严重的热磨损、 热疲劳， 致使辊子表面凹凸不平并有网状龟 裂，堆焊前粗车车削就是将各种裂纹和砂眼彻底清理干净， 对于环裂纹深处， 采用局部车削 的方法将裂纹清除，