φ650轧机轧辊烧结焊剂堆焊修复技术学习体会

文献概况与行业背景

轧辊是轧钢生产的核心工艺备件，其表面质量和耐磨性能直接影响轧制产品质量和轧机作业率。φ650轧机轧辊作为中型轧机的关键部件，在轧制过程中承受巨大的轧制力、摩擦力和热冲击，表面磨损和损伤是不可避免的。朱艳在《机械设计与制造》1997年第3期发表的这篇文献，介绍了采用烧结焊剂对φ650轧机轧辊进行堆焊修复的工艺实践，对于轧辊维修技术的工程应用具有重要的参考价值。

轧辊磨损机理与修复需求

轧辊的磨损机理复杂，通常包括以下几种类型：

1. 磨粒磨损：轧件表面的氧化铁皮和夹杂物在轧制过程中对轧辊表面产生磨粒磨损，这是轧辊磨损的主要形式。
2. 粘着磨损：在高温高压条件下，轧件与轧辊表面发生局部粘着和撕裂，导致材料转移和表面损伤。
3. 热疲劳裂纹：轧辊表面反复经历加热和冷却循环，热应力导致表面和次表面产生裂纹，严重时形成龟裂。
4. 氧化磨损：高温下轧辊表面氧化，氧化层剥落导致材料损失。

轧辊磨损后，轧槽尺寸超差，表面粗糙度增大，不仅影响轧件尺寸精度，还会加剧磨损，形成恶性循环。因此，轧辊的及时修复至关重要。传统的修复方法包括车削、磨削等机械加工方式，但每次修复都会减少轧辊的使用尺寸，经过多次修复后轧辊报废。堆焊修复技术通过在磨损表面堆焊一层耐磨合金，恢复轧槽尺寸和表面性能，显著延长了轧辊的使用寿命。

烧结焊剂在轧辊堆焊中的应用

烧结焊剂（Sintered Flux）是一种将焊剂原料经混合、成型、烧结而成的颗粒状焊剂，与传统熔炼焊剂相比具有以下优势：

• 合金成分可控：烧结焊剂可以精确控制合金元素的含量，实现堆焊层的成分设计。
• 熔渣流动性好：烧结焊剂的熔渣流动性优于熔炼焊剂，有利于焊缝成形。
• 脱氧脱硫能力强：烧结焊剂中可以添加强脱氧剂，有效降低焊缝中的氧和硫含量。
• 适应性强：可根据不同的堆焊材料和工况条件设计专用烧结焊剂。

在φ650轧辊堆焊修复中，烧结焊剂的选择需综合考虑以下因素：

堆焊修复工艺流程

φ650轧辊的堆焊修复工艺流程包括以下关键步骤：

1. 轧辊检测与评估：检测轧槽磨损量、表面裂纹深度和分布，确定修复方案。
2. 表面预处理：采用砂轮打磨或喷砂处理，去除表面氧化层、油污和松动材料，露出新鲜金属表面。
3. 预热处理：对轧辊进行预热，预热温度一般控制在200~300°C，预热方式可采用火焰加热或感应加热。
4. 堆焊施工：采用埋弧焊或手工电弧焊进行堆焊，根据轧槽形状和磨损情况确定堆焊道数和层数。
5. 退火处理：堆焊完成后进行退火处理，消除残余应力，改善堆焊层组织。
6. 机械加工：对堆焊表面进行车削或磨削加工，恢复轧槽尺寸精度和表面粗糙度。
7. 质量检验：进行无损检测和力学性能测试，确认修复质量。

关键工艺参数与质量控制

堆焊修复的质量直接取决于工艺参数的合理选择和严格控制。以下是关键工艺参数的建议范围：

质量控制方面，需重点关注以下缺陷的预防：

• 裂纹：主要由于残余应力和淬硬组织引起，通过充分预热和退火处理预防。
• 气孔：主要由于焊剂受潮或表面清洁度不足引起，通过焊剂烘干和表面清洁处理预防。
• 未熔合：主要由于焊接参数不当或表面预处理不足引起，通过优化工艺参数和加强表面清理预防。
• 硬度不均：主要由于焊接参数波动或层间温度控制不严引起，通过稳定工艺参数和严格控制层间温度预防。

工程实践中的经验总结

从工程实践角度，φ650轧辊堆焊修复技术具有以下特点：

经济效益显著：堆焊修复的成本远低于新轧辊的制造成本，通常仅为新辊成本的10%~20%。通过多次修复，轧辊的使用寿命可延长2~3倍，显著降低了生产成本。

生产效率提高：堆焊修复的周期通常为3~5天，远短于新辊制造的周期。这对于保证轧机作业率具有重要意义。

质量可靠性：经过严格工艺控制和质量检验的堆焊修复轧辊，其使用寿命和质量可与新辊相当，在大量工程实践中得到了验证。

学习心得与反思

这篇文献虽然篇幅不长，但体现了工程实践中"实用为先"的技术思维。烧结焊剂在轧辊堆焊中的应用，是焊接材料与焊接工艺有机结合的典型案例。

从技术发展的角度思考，轧辊堆焊修复技术仍有进一步提升的空间。例如，采用超音速火焰喷涂（HVOF）或等离子喷涂等先进表面处理技术，可以在轧辊表面形成更薄但更耐磨的功能层，减少堆焊量和后续加工量。此外，采用在线堆焊技术，在轧辊运行间隙进行局部修复，可以进一步提高轧机的作业率。

总体而言，烧结焊剂堆焊修复技术是轧辊维修领域成熟可靠的技术方案，其成功应用充分体现了焊接技术在装备维修中的重要价值。