一种使用堆焊修复技术制造弯曲辊的方法技术

本发明专利技术涉及一种使用堆焊修复技术制造弯曲辊的方法，属于堆焊技术领域。本发明专利技术提供一种堆焊后辊面不粘钢且使用寿命长的堆焊方法。本发明专利技术方法包括选择合适的焊材和调整工艺参数进行堆焊工作，焊材为镍铬铝型镍基合金药芯焊丝和与之匹配用的焊剂，堆焊后熔敷化学成分重量比是：Cr︰Al︰Ni＝6～8︰6～8︰80～86；所述堆焊工作包括以下步骤：辊心预处理→探伤检验→调整工艺参数并堆焊→机加工→成品检验。采用本发明专利技术方法进行堆焊修复、制作弯曲辊，焊前不需要预热、不需要堆焊过渡层、层间不需要保温，节省堆焊步骤，同时堆焊时间短、焊材使用量少，达到低碳环保的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种使用堆焊修复技术制造弯曲辊的方法
本专利技术涉及一种使用堆焊修复技术制造弯曲辊的方法，属于焊接

技术介绍
热连轧热卷箱安装于粗轧末机架和精轧飞剪之间，它的工作是将末道次抛钢后的中间坯高速无心卷取成一个钢卷，然后再反向开卷，同时将中间坯送至精轧机组进行轧制。在生产过程中，为加快生产节奏，热卷箱一般采用双站的工作方式：当精轧首机架咬钢后，把卷取站的钢卷移送到开卷站继续开卷工作，让卷取站继续为卷取下一个中间坯作准备。弯曲辊是热卷箱的关键部件，它的主要作用是将轧制的中间坯辅助成卷。弯曲辊在卷取工作开始和结束之前，一直承受着1200～1300℃的高温，并承受着热轧中间坯的摩擦，工作条件极为恶劣。由于工作条件的特殊性，弯曲辊的使用寿命短，在攀钢通常不足3个月；而且在使用过程中辊面还粘钢，这直接影响轧机的作业效率、钢材的质量、维修的费用，最终影响钢材的制造成本。目前修复、制作弯曲辊的工艺如下：准备辊心→探伤检验→焊前预热→堆焊过渡层并保温→堆焊工作层并保温→焊后热处理→焊后机加工→成品检测→成品涂油、包装等复杂工艺流程。目前堆焊弯曲辊工作层的焊丝一般为马氏体型合金焊丝，上述马氏体型堆焊金属，具有空淬特性，在高温堆焊下为马氏体组织，并有碳化物析出，堆焊后辊面硬度达45～55HRC。为满足修复工作硬度、金相组织稳定、消除焊接应力等要求，焊后需要热处理，具体地使碳化物在堆焊工作层金属的基体组织上弥散析出，而这样会形成二次硬化。同时由于这类合金成分的裂纹敏感性高，需要焊前预热，在焊接过程中保温和焊后缓冷措施；此外为了改善熔合区性能，需堆焊过渡层，之后再堆焊工作层。利用这种马氏体型合金焊丝堆焊后，弯曲辊表面硬度高于45HRC，且在使用过程中仍然存在辊面粘钢和使用寿命短的问题。由于辊面粘钢会影响钢材质量，严重时会导致弯曲辊提前下机，安装新辊。同时，由于上述堆焊方法需要焊前预热和在堆焊过程中保温处理等，其中预热和保温处理中温度一般为200～400，℃甚至更高的温度。为满足堆焊过程的温度要求，一般采取电加热、煤气加热等方法，这使堆焊操作人员的工作环境极差，同时不利于堆焊修复、制作弯曲辊质量的稳定。因此，选择合适的焊材和采用一种方便、易操作的堆焊方法以满足堆焊后辊面不粘钢且使用寿命长，这对堆焊技术人员是一个重要的课题。
技术实现思路
本专利技术提供一种一种使用堆焊修复技术制造弯曲辊的方法，堆焊后的弯曲辊表面不粘钢同时使用寿命长。本专利技术一种使用堆焊修复技术制造弯曲辊的方法包括选择合适的焊材和调整工艺参数进行堆焊工作，其特征在于：所述焊材为镍铬铝型镍基合金药芯焊丝和与之匹配用的焊剂，堆焊后熔敷化学成分重量比为Cr︰Al︰Ni＝6～8︰6～8︰80～86；所述堆焊工作包括以下步骤：辊心预处理→探伤检验→调整工艺参数并堆焊→机加工→成品检验。其中，所述镍铬铝型镍基合金药芯焊丝的外皮为纯镍带，其中药芯由下述重量百分比的组分组成：金属铝13.4～44.5％、金属铬：12.6～42.2％、萤石：5～13.3％、金属镍粉：0～69％。具体的，上述药芯焊丝中药芯由下述重量百分比的组分组成：金属铝22.2～36％、金属铬：21～33％、萤石：5.8～10％、金属镍粉：21～61％。优选的，上述药芯焊丝中药芯由下述重量百分比的组分组成：金属铝26.8～31.4％、金属铬：24.6～28.8％、萤石：7.6～8.8％、金属镍粉：31～41％。具体的，上述药芯焊丝的药芯中金属铝、金属铬、萤石和金属镍粉的粒径分别为：金属铝：40～60目、金属铬：70～90目、萤石：50～70目、金属镍粉：100～140目。优选的，药芯中金属铝、金属铬、萤石和金属镍粉的粒径分别为：金属铝：50目、金属铬：80目、萤石：60目、金属镍粉：120目。其中，所述镍铬铝型镍基合金药芯焊丝中药芯的重量占药芯焊丝总重量的比例为20～50％。上述药芯焊丝按照一般药芯焊丝的制备方法制作，具体为：以纯镍带为外皮原料，以金属铝、金属铬、萤石和金属镍粉作为药芯成分，经过镍带裁剪、镍带去油干燥、药芯配料干燥，轧制、药芯填入外皮中，拉丝成不同直径规格的药芯焊丝。采用上述药芯焊丝堆焊弯曲辊，堆焊工作层的金属金相组织为奥氏体，由于奥氏体金相组织具有冷作硬化性能，焊后对工作层硬化处理，可以进一步提高辊面的硬度。具体的，堆焊后工作层硬度大于32HRC，通过后续的车削加工后对其进行冷作硬化处理，辊面硬度大于54HRC，这完全满足弯曲辊的上机工作要求。同时与之前的堆焊方法相比，以前焊材在堆焊工作层形成的金相组织为马氏体加碳化物的结构，这就需要通过焊前预热、层间保温、焊后热处理等工序来保证修复、制作弯曲辊的质量和堆焊工作层的硬度的要求。但采用以前的堆焊方法堆焊后，辊面粘钢问题仍未解决，同时使用寿命短。其中，所述辊心预处理是旧辊车削或新辊制作。具体的，所述旧辊车削，以旧辊为辊心，将旧辊表面的疲劳层和表面缺陷车削干净，使辊面直径为(D－6)mm，即在弯曲辊成品直径范围内预留6mm的工作层，其中D为弯曲辊成品的直径(后同)。若经车削表面疲劳层和表面缺陷后，辊心直径不满足(D－6)mm，将进行焊补堆焊至这一尺寸。具体的，所述新辊制作，采用一种强韧性的低碳合金锻钢或中碳合金锻钢制作新辊，堆焊将辊面直径为(D－6)mm，即在弯曲辊成品直径范围内预留6mm的工作层，其中公差为±0.10mm。其中，堆焊工作中探伤检验，采用磁粉探伤检查表面缺陷，超声波探伤检查内部缺陷，其中没有影响堆焊操作和使用的缺陷时，即探伤检验合格，再进行后续堆焊工作。具体的，上述探伤检验，若弯曲辊(包括辊心内部和辊面)有严重内伤，则不允许再进行堆焊工作，重新选择其他旧辊，再进行车削和探伤检验。其中，堆焊工作中调整工艺参数，具体为调整焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊丝干伸长、焊丝后置量、搭接量等。通过调整上述堆焊条件，准确控制堆焊工作参数使堆焊工作顺利，保证堆焊质量和弯曲辊成品的质量。其中，堆焊工作中堆焊，焊前将堆焊表面清理干净，采用埋弧自动焊方法，以镍铬铝型镍基合金药芯焊丝和匹配焊剂进行堆焊工作，沿着弯曲辊的圆柱形表面堆焊使辊面直径至少为(D+2～5)mm，即多堆焊2～5mm预留给后续机加工步骤，其中辊面平整，同时保证弯曲辊机加工后辊面半径方向的有效使用厚度不少于3.0mm，其中公差为±0.05mm。在堆焊工作中，首先将堆焊表面清洗干净，确保无油污、无水分及其它杂物，再采用上述焊材和方法进行堆焊。因为堆焊表面清洁，堆焊时焊丝中熔敷化学成分不会受到污染，保证焊接处的物理、化学性质稳定。如果焊接表面清理不干净，在堆焊工作层处会出现白点、气孔等缺陷。采用上述镍铬铝型镍基合金药芯焊丝堆焊修复、制作弯曲辊。上机后的弯曲辊在1200～1300℃的高温下辅助中间坯成卷，由于上述药芯焊丝中金属铝、金属铬和金属镍以及外皮的纯镍带都为高温合金元素，经堆焊后辊面具有高温稳定性和高的硬度；同时，堆焊金属的化学成分和轧制中间坯(其中多为普通碳钢)的化学成分差异大，两者的组织结构差异大，这也决定了弯曲辊辊面和钢卷在高温下相互作用的可能性小，这从根本上解决辊面粘钢的问题。因此，堆焊后的弯曲辊使用寿命长。专利技术人通过大量的堆焊工作实践得出，当堆焊后弯曲辊的辊面半径方向的有效使用厚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用堆焊修复技术制造弯曲辊的方法，包括选择合适的焊材和调整工艺参数进堆焊工作，其特征在于：所述焊材为镍铬铝型镍基合金药芯焊丝和与之匹配用的焊剂，堆焊后熔敷化学成分重量比是：Cr︰Al︰Ni＝6～8︰6～8︰80～86；所述堆焊工作包括以下步骤：辊心预处理→探伤检验→调整工艺参数并堆焊→机加工→成品检验。

【技术特征摘要】
1.一种使用堆焊修复技术制造弯曲辊的方法，包括选择合适的焊材和调整工艺参数进堆焊工作，其特征在于：所述焊材为镍铬铝型镍基合金药芯焊丝和与之匹配用的焊剂，堆焊后熔敷化学成分重量比是：Cr︰Al︰Ni＝6～8︰6～8︰80～86；所述堆焊工作包括以下步骤：辊心预处理→探伤检验→调整工艺参数并堆焊→机加工→成品检验。2.根据权利要求1所述的一种使用堆焊修复技术制造弯曲辊的方法，其特征在于：所述镍铬铝型镍基合金药芯焊丝的外皮为纯镍带，药芯由下述重量百分比的组分组成：金属铝13.4～44.5％、金属铬：12.6～42.2％、萤石：5～13.3％、金属镍粉：0～69％。3.根据权利要求1所述的一种使用堆焊修复技术制造弯曲辊的方法，其特征在于：所述镍铬铝型镍基合金药芯焊丝的外皮为纯镍带，药芯由下述重量百分比的组分组成：金属铝22.2～36％、金属铬：21～33％、萤石：5.8～10％、金属镍粉：21～61％。4.根据权利要求1所述的一种使用堆焊修复技术制造弯曲辊的方法，其特征在于：所述镍铬铝型镍基合金药芯焊丝的外皮为纯镍带，药芯由下述重量百分比的组分组成：金属铝26.8～31.4％、金属铬：24.6～28.8％、萤石：7.6～8.8％、金属镍粉：31～41％。5.根据权利要求1所述的一种使用堆焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文亮，
申请(专利权)人：江苏龙胜机床制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32