热轧板卷取机夹送辊堆焊修复技术学习体会

文献概况与应用背景

眭向荣等人在《机械工程材料》2008年第6期发表的这篇文献，针对热轧板带厂夹送辊的堆焊修复进行了系统研究。夹送辊是热轧卷取机中的关键部件，其表面在轧制过程中承受高温、高压、高速滑动摩擦的复合工况，表面磨损是主要失效形式。该文献选择了YJ254-S和YJ245-S两种药芯焊丝，采用自动埋弧堆焊工艺进行修复，并通过实际生产验证了修复效果。这一研究对于轧辊修复领域的材料选择和工艺优化具有重要的参考价值。

两种药芯焊丝的对比分析

焊材特性与堆焊层性能

文献通过对比试验得出了明确的结论，以下是关键数据的整理：

组织与性能的关系

从金属学角度分析，YJ245-S焊丝之所以表现出更优的耐磨性能，可能与其堆焊层的组织特征有关：

• 高硬度碳化物：YJ245-S的合金成分设计可能使其在凝固过程中形成更多、更细小的硬质相（如M7C3型碳化物），这些硬质相作为第二相粒子有效阻碍了磨损过程中的塑性变形和材料去除；
• 马氏体基体：两种焊丝均以马氏体为主要基体组织，但YJ245-S的马氏体可能具有更高的碳含量和更细的板条结构，提供了更好的基体硬度；
• 复合强化机制：YJ245-S可能同时具备基体强化和粒子强化两种机制，而YJ254-S主要依赖基体强化。

工艺参数与质量控制

自动埋弧堆焊的工艺要点

夹送辊堆焊修复的工艺特点决定了以下关键控制要素：

1. 焊丝与母材的匹配：夹送辊母材通常为锻钢或铸钢，其含碳量和合金含量会影响堆焊层的稀释和结合质量。药芯焊丝中的合金粉末在高温熔池中与母材金属混合，稀释率通常控制在10-20%之间。
2. 多层堆焊的层间处理：多层堆焊时，每层之间的清理、预热温度控制和层间硬度检测至关重要。层间温度过高可能导致晶粒粗化和硬度下降，过低则可能产生冷裂纹。
3. 堆焊层厚度均匀性：夹送辊的几何精度要求堆焊层厚度均匀，偏差一般控制在±0.2mm以内。自动埋弧堆焊的轨迹精度和送丝稳定性直接影响这一指标。

FMEA分析视角下的风险识别

从失效模式与影响分析（FMEA）的角度，夹送辊堆焊修复的主要风险包括：

工程实践中的反思

这篇文献的实践价值很高，尤其是通过实际生产验证得出的使用寿命数据（YJ254-S约1年，YJ245-S约1.2-1.5年），为工程选材提供了直接依据。但我也注意到，文献中未详细讨论以下方面：

• 热疲劳性能：夹送辊在热轧过程中承受剧烈的温度循环（从常温到数百摄氏度），热疲劳裂纹是另一种重要失效形式。文献中仅讨论了耐磨性，未涉及热疲劳寿命的对比。
• 经济性分析：两种焊丝的价格差异、堆焊效率差异以及综合修复成本对比未做定量分析。在实际决策中，性能提升与成本增加的平衡是关键。
• 长期服役性能：使用寿命数据仅基于短期生产验证，长期服役中的性能衰减趋势需要更多数据支撑。

学习心得与启示

这篇文献的最大价值在于其"实践导向"的研究方法——从实际工况出发选材、通过对比试验验证、在生产中检验效果，形成完整的PDCA闭环。这种研究范式对于工程技术人员具有重要的方法论启示。

从我的工程经验来看，轧辊堆焊修复是一个"材料-工艺-工况"三位一体的系统工程。焊材的选择固然重要，但工艺执行的一致性和对实际工况的深入理解同样关键。YJ245-S的优越性能能否在实际生产中充分发挥，取决于预热制度的精确执行、层间清理的彻底性以及堆焊后热处理的有效性。技术人员在借鉴文献结论时，必须结合本厂的具体工况和设备条件进行验证，切忌照搬照抄。