窄带不锈钢冷轧支承辊堆焊修复技术学习体会

工况分析与材料选择

本文发表于《中国表面工程》2007年第20卷第4期，作者来自中冶集团建筑研究总院焊接研究所。窄带不锈钢冷轧支承辊在服役过程中承受极高的接触应力、交变载荷以及不锈钢带材的摩擦磨损，辊面金属容易产生疲劳剥落和磨粒磨损。本文依据工况特点，选择了YJ012-S作为堆焊过渡层、YJ243-S药芯焊丝作为堆焊工作层，采用自动埋弧堆焊（SAW）工艺，配合焊前预热和焊后回火热处理，实现了冷轧支承辊的有效修复。

材料体系与工艺参数

工艺细节与质量控制

冷轧支承辊的堆焊修复是一项技术要求极高的工程任务。支承辊直径通常在800～1200mm，辊面圆度要求达到微米级，堆焊层厚度和均匀性直接影响冷轧带材的板形和表面质量。自动埋弧堆焊在辊面圆周方向上的焊接工艺需要解决以下关键技术问题：

1. 焊接轨迹控制：需要高精度的数控跟踪系统，保证焊道沿辊面圆周均匀分布，避免出现焊道重叠或间隙。
2. 多层堆焊的层间温度控制：过渡层与工作层之间、工作层各层之间需要严格控制层间温度，防止过热导致晶粒粗化或冷却过快产生裂纹。
3. 焊后回火温度与保温时间：回火温度通常控制在550～650℃，保温时间根据辊径大小确定，一般为2～4小时。回火温度过低则残余应力消除不充分，过高则硬度下降过多。

修复效果与寿命评估

修复后的冷轧支承辊在实际生产线上进行了运行考核，结果显示其强韧性和耐磨性均优于原9Cr2Mo辊面金属。相对于原辊，修复后的辊子使用寿命提高了1倍，即从原来的约6个月延长至约12个月。这一寿命提升对于冷轧生产线的经济效益意义重大，因为支承辊的更换涉及停机时间、备件库存和人工成本等多重因素。

工程实践中的关键问题

在实际修复过程中，需要重点关注以下几个FMEA风险点。第一，过渡层与母材的熔合质量：如果熔合不良，在服役过程中可能成为裂纹源，导致堆焊层整体剥落。第二，工作层内部的微裂纹：不锈钢药芯焊丝的凝固裂纹敏感性较高，需要通过预热和层间温度控制来抑制。第三，辊面尺寸精度：堆焊层表面需要精加工至原辊面精度，加工余量需要在工艺设计中预留充足，通常每层堆焊厚度控制在3～5mm。

学习心得与启示

本文的技术路线体现了"过渡层+工作层"双层堆焊修复策略的成熟应用。对于大型辊类零件的修复，双层堆焊是一种经过工程验证的可靠方案：过渡层负责解决冶金相容性问题，工作层负责提供最终的耐磨性能。在实际工程中，建议建立辊类零件堆焊修复的标准化作业流程，包括焊前检测、工艺评定、过程监控和焊后检验四个环节，确保每一道修复工序都有据可查、有标准可依。