药芯焊丝埋弧堆焊修复热轧辊学习体会

文献概况与技术背景

伍珠良、雷万钧、冯立军在《焊接技术》1997年第3期发表的《用药芯焊丝堆焊修复热轧辊》，针对热轧辊运行环境中的磨损问题，研制了一种专用的药芯焊丝，采用埋弧堆焊工艺修复热轧辊。热轧辊是轧钢生产线的核心部件，其表面直接承受高温、高压和摩擦作用，磨损后需要快速修复以恢复生产。该研究从轧辊运行环境和磨损方式出发，选择合适的耐磨合金系列，研制出堆焊用药芯焊丝，并介绍了焊接工艺及堆焊后轧辊的性能和经济效益。

热轧辊的磨损环境与修复要求

热轧辊的工作条件极为苛刻：

热轧辊的磨损机制主要是粘着磨损和磨粒磨损的复合，同时伴随高温氧化磨损。修复后的堆焊层必须满足以下要求：硬度不低于40HRC（以保证耐磨性）、良好的高温抗氧化性（防止表面氧化剥落）、足够的韧性（防止剥落和裂纹）、以及与辊体基体的良好结合力。

药芯焊丝的技术特点

药芯焊丝（Flux-Cored Wire, FCW）在埋弧堆焊中应用具有以下优势：

• 合金含量高：药芯焊丝的药粉中可以加入大量合金元素，堆焊层的合金化程度高，性能可调性强。
• 焊接效率高：药芯焊丝的熔敷效率高于实心焊丝，适合大面积堆焊修复。
• 焊缝成形好：药粉产生的熔渣覆盖熔池，改善焊缝成形，减少飞溅。
• 工艺稳定性好：埋弧焊的电弧稳定，药芯焊丝的送丝均匀，堆焊层均匀性好。

该文献研制的药芯焊丝属于耐磨合金系列，其药粉中可能含有Cr、Mo、V、W等碳化物形成元素，在堆焊层中形成高硬度的碳化物，提供耐磨性。埋弧堆焊的工艺参数需要精确控制：电流通常在500-800A范围，焊接速度150-300mm/min，电弧电压28-35V，多层堆焊时每层厚度控制在2-4mm。

经济效益与工艺反思

热轧辊的修复成本远低于更换新辊的成本。以一根Φ800mm×3000mm的热轧辊为例，新辊价格约为30-50万元，而堆焊修复成本仅为新辊的10%-15%。更重要的是，修复周期短（通常1-2天），可以快速恢复生产，减少停机损失。从全寿命周期成本的角度看，堆焊修复的经济效益十分显著。

然而，埋弧堆焊修复热轧辊也存在一些需要注意的问题：

• 热影响区软化：埋弧焊热输入较大，热影响区可能出现软化，降低基体强度。需要采用多层堆焊和适当的预热/后热工艺来控制。
• 残余应力：大面积堆焊产生的残余应力可能导致辊体变形，影响轧制精度。焊后必须进行去应力热处理。
• 表面质量：埋弧堆焊的表面粗糙度较大，需要后续精加工（如磨削）以达到轧制要求的表面光洁度。

该文献虽然发表于1997年，但药芯焊丝埋弧堆焊修复热轧辊的技术路线至今仍是主流方案之一。随着焊材技术的进步，目前已有更多高性能药芯焊丝可供选择，但基本的工艺控制原则和经济效益分析思路仍然适用。