5m宽厚板轧机回转辊道辊堆焊制造技术学习体会

文献概况与工程背景

本文出自《焊接》2008年第3期，由中冶集团建筑研究总院团队撰写，围绕5m宽厚板轧机前后回转辊道辊的堆焊复合制造展开系统研究。回转辊道辊是宽厚板轧机生产线上的关键传动部件，承受高温轧件直接碾压、反复冲击载荷以及氧化铁皮磨损的复合工况，其服役寿命直接决定轧机作业率和维护成本。随着国内宽厚板产能的持续扩张，回转辊道辊的国产化制造与寿命提升成为冶金装备制造领域的核心课题。本文选择自动埋弧堆焊工艺，采用自研YJ012-S打底层与YJ126-S药芯焊丝工作层的双层堆焊方案，实现了辊道辊的耐磨复合制造，并经过实际生产线考核验证。

堆焊材料与工艺方案分析

材料选型逻辑

回转辊道辊的堆焊选材需同时兼顾冶金结合强度、耐磨性和抗热疲劳性能三个维度。本文选用YJ012-S作为打底层，其设计意图在于保证堆焊层与碳钢辊体之间的冶金相容性，避免冷裂纹和层间剥离；工作层选用YJ126-S药芯焊丝，其高合金成分（Cr、Mo、V等）在凝固过程中形成大量硬质相，提供优异的耐磨能力。这种"打底层+工作层"的双层堆焊策略是冶金行业辊类部件修复与制造的经典思路，类似于API 5L管线管在CRA修复中采用的过渡层+功能层方案。

工艺控制要点

文章提到通过焊前预热、焊接过程中控制层间温度以及焊后热处理等手段进行工艺控制。从工程实践角度看，层间温度控制是回转辊道辊堆焊成败的关键。辊体直径较大（通常φ300～φ600mm），堆焊时热输入累积效应显著，若层间温度过高，打底层易发生晶粒粗化，降低与辊体的结合强度；若层间温度过低，则冷裂纹倾向增大。合理的层间温度窗口一般控制在200～300℃之间，具体数值需根据辊体材质（通常为45钢或Q345）和堆焊层厚度进行调整。焊后热处理的目的则是消除堆焊残余应力，防止服役过程中出现延迟开裂。

服役性能考核与工程启示

文中指出堆焊制造后的回转辊道辊在强度、耐磨性和抗热疲劳性能方面均满足使用要求。从FMEA（失效模式与影响分析）角度审视，回转辊道辊的典型失效模式包括：工作层磨损失效（过度磨损导致辊面尺寸超差）、层间剥离（打底层与辊体或工作层与打底层之间结合不良）、热疲劳裂纹（高温轧件反复碾压导致表面微裂纹萌生扩展）。堆焊方案的有效性验证应覆盖以上三种失效模式。

结合工程实践，我认为以下三点值得同行关注。第一，自研焊材的推广需要充分的现场验证数据支撑，实验室性能与现场服役表现之间存在"最后一公里"的差距，建议在多个轧线、多个工况下进行平行考核。第二，自动埋弧堆焊虽然效率高、质量稳定，但对辊体表面的几何精度和清洁度要求较高，焊前表面处理（打磨、除锈、去氧化皮）的质量直接影响堆焊层质量。第三，堆焊辊道辊的寿命评估应建立在线监测体系，通过定期测量辊面直径变化量和表面粗糙度来预判剩余寿命，实现预测性维护。

总结

本文系统展示了宽厚板轧机回转辊道辊的堆焊复合制造技术路线，从材料选型、工艺控制到服役考核形成了完整的技术闭环。双材料双层堆焊策略、层间温度精准控制以及焊后热处理的协同应用，是解决辊类部件耐磨与结合强度矛盾的有效手段。该文献对于冶金行业辊类装备的国产化制造和寿命提升具有重要的参考价值，也为类似重载耐磨部件的堆焊设计提供了可借鉴的工程范式。