羅 敏

(中國第二重型機(jī)械集團(tuán)萬信工程設(shè)備有限責(zé)任公司，四川618013)

花輥是800 mm熱精軋機(jī)中的部件，位于熱精軋機(jī)的一前一后，承載和輸送紅熱鋼板，要求輥?zhàn)泳哂心透邷睾涂鼓p特性?；ㄝ伈馁|(zhì)為25CrMo，是中等含C量調(diào)質(zhì)鋼。鋼中加入的合金元素較多，其強(qiáng)度高淬透性好，冷裂傾向較為嚴(yán)重，焊接性差。花輥結(jié)構(gòu)見圖1。它由輥套和輥頭組焊而成?；ㄝ伒幕瘜W(xué)成分見表1，其力學(xué)性能見表2。

1 花輥的焊接工藝

1.1 傳統(tǒng)焊接方法

表1 花輥的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 1 The chemical composition of delivery roll (mass fraction, %)

表2 花輥的力學(xué)性能Table 2 The mechanical property of delivery roll

圖1 花輥結(jié)構(gòu)圖Figure 1 The structure chart of delivery roll

花輥傳統(tǒng)焊接方法為手工電弧焊，焊條牌號(hào)為R307。輥套內(nèi)端面加工有12×45°的倒角，即單邊V形坡口。焊接過程中沒有預(yù)熱及焊后熱處理。焊接完成后，對(duì)焊縫表面進(jìn)行加工時(shí)發(fā)現(xiàn)有不少輥?zhàn)拥暮缚p中有裂紋，長度在10 mm～20 mm不等；母材和焊縫的接合處也有熔合裂紋出現(xiàn)，并伴有少量夾渣，是不合格品。用這種工藝方法生產(chǎn)的產(chǎn)品合格率在80%左右。為提高產(chǎn)品一次合格率，我們改進(jìn)了原有的焊接工藝。

1.2 改進(jìn)的焊接工藝

花輥材質(zhì)為25CrMo，其強(qiáng)度高、焊接性差、冷裂紋傾向較為嚴(yán)重的原因是在500℃以下的溫度區(qū)間過冷奧氏體具有更高的穩(wěn)定性。因Ms點(diǎn)較低，在低溫下形成的馬氏體一般難以產(chǎn)生“自回火”現(xiàn)象。焊接這類鋼時(shí)，應(yīng)根據(jù)等強(qiáng)度原則選擇焊條。為了防止冷裂紋的產(chǎn)生，不僅應(yīng)采取焊前預(yù)熱措施，還要在焊后進(jìn)行及時(shí)的回火處理。

改進(jìn)后的焊接方法仍為手工電弧焊。電源極性為直流反接，焊條牌號(hào)為J857CrNi，每件花輥焊條使用量是?3.2 mm的2 kg，?4.0 mm的7 kg。操作步驟為: 加工掉已焊的焊縫，并同時(shí)加工成單邊U形坡口，見圖2。對(duì)加工好的坡口面進(jìn)行著色探傷，檢查裂紋是否完全去除干凈。如果還有裂紋，則需進(jìn)一步清除，直到?jīng)]有裂紋為止。

為了對(duì)花輥進(jìn)行預(yù)熱和焊后熱處理，制作了兩件天然氣加熱器。即用?40 mm的管子均勻分布的鉆上?3 mm的孔，孔的間隔為80 mm，彎成?250 mm～300 mm的圈。

將花輥放在一個(gè)由石棉板搭成的小空間內(nèi)，對(duì)花輥的一頭預(yù)熱250～300℃，且升溫速度不大于50℃/h。同時(shí)用焊條烘干箱對(duì)焊條進(jìn)行400℃、1 h的烘烤。焊條用多少烘多少，焊條反復(fù)烘焙次數(shù)不要超過3次。

焊接時(shí)將花輥豎置，使焊縫處于平焊位置。用?3.2 mm的焊條焊兩層，焊接電流為(90～120)A。再用?4 mm的焊條填充和蓋面，焊接電流為(140～180)A，焊角高6 mm。各焊層的焊縫接頭不要處于同一位置，每一層藥皮必須清理干凈。

當(dāng)一頭焊完后，用加熱器對(duì)著焊完的焊縫加熱，同時(shí)將另一頭焊縫處于平焊位置，用加熱器對(duì)著坡口預(yù)熱至250～300℃后焊接。焊完后用加熱器將兩焊縫加熱至發(fā)藍(lán)，然后用石棉布將整個(gè)花輥包裹，緩慢冷卻到室溫。

2 焊后產(chǎn)品檢驗(yàn)結(jié)果

當(dāng)產(chǎn)品緩慢冷卻到室溫后，再上設(shè)備進(jìn)行加工。在加工過程中直至加工完畢，目測無裂紋出現(xiàn)，再經(jīng)過滲透探傷檢驗(yàn)，所有花輥組焊產(chǎn)品完全合格。

3 結(jié)論

采用J857CrNi焊條焊接25CrMo鋼，在工藝上適當(dāng)采取預(yù)熱和回火保溫，焊接后的焊縫質(zhì)量穩(wěn)定可靠。相對(duì)于原先的焊接工藝不僅降低了焊接成本，提高了生產(chǎn)效率，而且還保證了產(chǎn)品的100%合格率。改進(jìn)后的焊接工藝經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐證明完全可以推廣運(yùn)用。