陶质焊剂埋弧堆焊修复冷轧支撑辊技术的学习体会

文献概况与技术背景

刘朝俭等人在《焊接》1997年第3期发表的《用陶质焊剂埋弧堆焊修复冷轧支撑辊》一文，针对太原钢铁公司φ1250mm冷轧支撑辊的修复需求，采用埋弧自动焊（SAW）配合H08A焊丝和自制陶质焊剂进行堆焊修复。文献详细介绍了焊剂的研制过程及轧辊修复工艺，具有重要的工程参考价值。

冷轧支撑辊是冷轧机中的关键部件，其表面需要承受极高的接触应力和摩擦载荷。支撑辊表面通常采用高硬度、高耐磨的合金层，一旦表面磨损或出现缺陷，需要及时进行修复。φ1250mm的大直径支撑辊修复，对焊接工艺的稳定性和一致性提出了很高的要求。

陶质焊剂的研制与特性分析

陶质焊剂（Ceramic Flux）是埋弧焊中常用的一种焊剂类型，其特点是以陶瓷材料（如石英、长石、云母等）为主要原料，经高温烧结而成。与传统的矿渣型焊剂相比，陶质焊剂具有以下优势：

• 低氢特性：陶质焊剂的氢含量极低，有利于减少焊缝氢致裂纹；
• 高熔渣粘度：熔渣粘度高，覆盖保护好，有利于焊缝成形；
• 低稀释率：熔渣对熔池的稀释作用小，有利于堆焊层合金成分的保持；
• 抗裂性好：熔渣的收缩应力小，有利于减少堆焊层裂纹。

陶质焊剂与矿渣型焊剂性能对比

H08A焊丝是一种常用的低碳埋弧焊焊丝，其化学成分为：C≤0.10%，Mn 0.30～0.60%，Si≤0.30%，S≤0.030%，P≤0.035%。H08A焊丝具有良好的焊接性能和力学性能，适用于结构钢的焊接。在堆焊应用中，H08A焊丝与陶质焊剂配合使用，可以获得低氢、低稀释率的堆焊层。

埋弧自动堆焊工艺参数与质量控制

埋弧自动焊（SAW）是轧辊堆焊修复的理想工艺，其优势在于：

• 工艺稳定性高：自动焊的参数可控性好，焊接质量一致；
• 生产效率高：焊接速度快，适合大面积堆焊；
• 熔深适中：埋弧焊的熔深适中，有利于控制稀释率；
• 保护效果好：焊剂覆盖保护好，焊缝质量高。

φ1250mm支撑辊堆焊工艺参数参考

质量控制要点

1. 焊剂烘干：陶质焊剂使用前应在300～400℃下烘干2小时，去除水分，防止气孔产生。
2. 堆焊层检测：每层堆焊完成后应进行外观检查和渗透检测（PT），确认无裂纹、气孔等缺陷。
3. 硬度检测：堆焊完成后，在堆焊层表面进行硬度测试，确认硬度满足设计要求。
4. 金相检查：必要时进行金相分析，检查堆焊层与基体的结合质量和组织状态。

冷轧支撑辊修复的工程实践

冷轧支撑辊的修复是一个系统工程，涉及多个环节：

1. 磨损评估：通过测量辊面磨损深度和分布，确定修复区域和堆焊层厚度。
2. 基体处理：对磨损区域进行打磨或车削，去除缺陷层，确保基体表面质量。
3. 堆焊修复：采用埋弧自动焊进行多层堆焊，严格控制工艺参数。
4. 机加工：堆焊完成后进行精车、磨削等机加工，恢复辊面几何精度。
5. 表面处理：根据需要进行氮化、渗碳等表面处理，进一步提高表面硬度和耐磨性。

在实际操作中，需要特别注意辊面的圆度和跳动精度。堆焊层的厚度不均匀会导致辊面几何精度下降，影响冷轧带材的表面质量和板形控制。因此，堆焊过程需要严格控制层厚均匀性，必要时采用多层多道焊进行补偿。

学习心得与启示

这篇文献的核心价值在于展示了陶质焊剂在埋弧堆焊中的应用。陶质焊剂的低氢特性和低稀释率优势，使其成为冷轧支撑辊等关键部件修复的理想选择。自制陶质焊剂的做法也体现了企业技术攻关的自主性和灵活性。

从技术发展趋势看，埋弧焊堆焊技术虽然成熟，但在效率和精度方面仍有提升空间。当前，激光堆焊、冷金属过渡焊（CMT）等先进焊接技术正在逐步应用于轧辊修复领域，其优势在于热输入低、稀释率小、变形小。但在大规模、大面积的堆焊修复中，埋弧焊仍具有成本优势和效率优势。

此外，该文献也体现了"自制焊剂"这一技术路径的价值。在标准化焊剂无法满足特殊需求时，自主研制专用焊剂是一种有效的技术解决方案。这种"按需定制"的思路，在焊接材料领域具有重要的指导意义。

综合来看，陶质焊剂埋弧堆焊修复冷轧支撑辊的技术方案，在工艺可靠性、经济性和适用性方面均表现良好，是冷轧设备维护中值得推广的成熟技术。