辊压机辊面堆焊修复方法——文献学习体会

文献概况与工程背景

本文发表于2004年《水泥工程》第1期，作者为王欣、张永生、黄智泉、许健，均来自郑州机械研究所。文章针对水泥工业辊压机辊面的磨损修复问题，系统介绍了辊面磨损机理、新型堆焊材料以及不同焊接工艺方案。研究开发了ZD1、ZD2、ZD3、ZD310系列埋弧堆焊无缝药芯焊丝、CO2气体保护焊丝及ZD3、ZD310、TM65焊条等焊接材料，并验证了其替代进口材料的可行性。

辊面磨损机理分析

辊压机是水泥工业中关键的粉磨设备，其辊面承受着巨大的挤压力和磨料的反复作用。辊面的磨损机理主要包括以下几个方面：

1. 挤压磨损：物料在辊面间受到高压挤压，对辊面产生塑性变形和剪切破坏。
2. 磨粒磨损：物料中的硬质颗粒（如石英、刚玉等）对辊面产生微切削和犁沟作用。
3. 疲劳剥落：在循环载荷作用下，辊面表层及次表层产生疲劳裂纹并扩展，最终导致表层材料剥落。
4. 粘着磨损：在高压和相对滑动条件下，辊面与物料之间可能发生局部粘着和撕裂。

文献指出，辊面的磨损状态直接影响辊压机的粉磨效率和能耗。辊面磨损后，辊面间隙增大，压辊力下降，粉磨效率降低，同时磨损不均匀还会导致振动增大，影响设备稳定性。因此，辊面堆焊修复是水泥工业中一项重要的设备维护技术。

焊接材料与工艺方案

新型焊接材料体系

文献开发的焊接材料体系较为完整，覆盖了不同焊接方法和应用场景：

这些材料能够替代进口材料，对于降低水泥企业的维护成本具有重要意义。

焊接工艺方案对比

文献根据辊面的不同磨损状况，提出了多种修复工艺方案：

文献明确指出，拆下辊子进行埋弧自动焊修复的辊面使用效果最好，辊子使用寿命均在6000h以上。这一结论具有重要的工程指导意义：对于磨损严重的辊面，应优先选择拆卸后进行埋弧自动焊修复，以确保修复质量和使用寿命。

工程实践思考

堆焊层与基体的冶金结合

辊面堆焊修复的关键技术难点在于堆焊层与辊面基体之间的冶金结合。辊面基体通常为合金铸铁或高铬铸铁，其含碳量高、合金元素含量高，与堆焊层之间的冶金相容性较差。如果堆焊层与基体之间结合不良，在服役过程中容易发生整体剥离，导致修复失败。因此，在堆焊工艺中，通常需要采用过渡层或特殊的打底焊道来改善结合质量。

热输入与残余应力的控制

辊面堆焊修复过程中，焊接热输入和残余应力是影响修复质量的关键因素。过大的热输入会导致基体过热，产生粗大的组织甚至裂纹；过小的热输入则可能导致熔合不良。同时，堆焊层与基体之间的热膨胀系数差异会产生较大的焊接残余应力，在服役过程中可能导致堆焊层开裂或剥离。因此，在堆焊工艺中需要合理控制层间温度、焊道布置和预热温度，以减小残余应力。

现场修复与车间修复的权衡

在实际工程实践中，辊面修复的选择往往需要在修复质量和经济性之间进行权衡。拆卸辊子进行车间修复虽然质量更好，但停机时间长、拆装费用高；现场修复虽然便捷，但焊接质量可能受到影响。文献的研究结果表明，对于磨损严重的辊面，车间埋弧自动焊修复是最佳选择，使用寿命可达6000h以上；而对于局部磨损的辊面，现场修复在选材和工艺适宜的情况下也可获得良好效果。这一结论为工程决策提供了明确的技术依据。

学习心得与启示

本文的研究成果对于水泥工业辊压机辊面修复具有重要的实用价值。我特别关注到文献中关于"替代进口材料"的论述，这反映了我国焊接材料自主开发能力的提升。在辊面堆焊修复这一细分领域，过去长期依赖进口焊接材料，而郑州机械研究所开发的ZD系列材料实现了性能对标和成本降低，这对于推动国产焊接材料的推广应用具有示范意义。

从工艺角度看，文献提出的"拆下辊子埋弧自动焊修复"方案使用寿命可达6000h以上，这一数据对于水泥企业的设备维护决策具有直接的参考价值。在实际工作中，我深刻体会到堆焊修复工艺的选择需要综合考虑磨损程度、停机时间、修复成本等多个因素，不能简单地追求"最好"的工艺，而应在满足质量要求的前提下选择最经济的方案。