连铸辊堆焊用药芯焊带研制技术学习体会

文献概况与背景

本文发表于1997年第11期《焊接》期刊，由哈尔滨焊接研究所赵春燕、李家宇、高兆先、王善元四位作者联合完成。该研究针对连铸机导辊与结晶器铜套等关键辊件的堆焊修复需求，通过药芯焊带的成分设计、筛选及堆焊层性能试验，最终研制出适用于埋弧自动堆焊的DL-11型药芯焊带。在钢铁工业快速发展的背景下，连铸辊作为连铸机的核心部件，其使用寿命直接影响生产效率与铸坯质量，因此对堆焊材料的研究具有重要的工程价值。

核心技术路线分析

成分设计思路

药芯焊带的成分设计是整个研究的关键起点。连铸辊工作环境极为苛刻，辊面需承受高温钢水辐射、水急冷、铸坯摩擦等多重作用，因此堆焊层必须同时具备耐高温氧化性、耐冷热疲劳性以及足够的硬度和耐磨性。作者在成分设计上遵循以下原则：

• 添加合金元素以提高高温硬度和抗氧化性，如铬、钼、钨等；
• 控制碳含量以避免堆焊层出现过多脆性碳化物；
• 通过药芯成分调整熔敷金属的合金含量和凝固组织；
• 兼顾焊接工艺性能，确保埋弧自动堆焊时的电弧稳定性和熔池流动性。

性能评价体系

堆焊层性能评价是验证成分设计是否合理的重要手段。本文涉及的试验项目包括：

埋弧自动堆焊工艺特点

埋弧自动堆焊（SAW）是连铸辊修复的常用工艺，其优势在于热输入大、熔敷效率高、堆焊层成形均匀。药芯焊带相比实心焊丝具有合金收得率高、熔敷金属成分可控性强等优点。在DL-11型药芯焊带的研制中，作者需综合考虑以下工艺参数：

• 焊接电流与电压的匹配范围；
• 焊接速度与堆焊层厚度的关系；
• 预热温度对减少堆焊层裂纹的影响；
• 多层堆焊时层间温度的控制。

工程实践启示

从工程实践角度来看，连铸辊堆焊修复涉及选材、工艺和检测三个环节，任何一个环节的偏差都可能导致修复失败。在实际生产中，常见的堆焊层缺陷包括裂纹、气孔、未熔合和剥落等。裂纹的产生往往与堆焊层的淬硬倾向、残余应力以及基体材料的碳当量有关；气孔则与药芯焊带的干燥程度和保护气体纯度密切相关；剥落问题则涉及堆焊层与基体之间的冶金结合强度和热膨胀系数匹配。

DL-11型药芯焊带的成功研制，体现了"材料-工艺-性能"三位一体的研究思路。这一思路对于当代堆焊材料开发仍具有重要的借鉴意义。在实际应用中，还需要关注堆焊后的机加工余量控制、堆焊层平整度以及对后续使用性能的影响。

学习心得与反思

该文献虽然发表于1997年，但其研究方法论——从成分设计到性能验证再到产品试验的完整闭环——至今仍是材料研制的基本范式。值得注意的是，作者选择了药芯焊带而非实心焊丝作为载体，这一选择具有前瞻性。药芯焊带通过药粉成分调控熔敷金属，可以实现更灵活的合金配比，同时药粉的造渣和脱氧作用也有利于改善堆焊层的冶金质量。对于从事堆焊材料研究的技术人员而言，该文提供了一个从基础设计到工程验证的完整案例，值得反复研读。