孫德林

關鍵詞：水冷分段堆焊修復法;空心薄壁輥道;修復;應用

一、項目實施背景

在型鋼生產(chǎn)線中，經(jīng)常能用到直徑小于300mm，長度不小于700mm的此類空心輥道。壁厚小于20mm，屬超薄壁厚輥道。此類輥道在生產(chǎn)線上生產(chǎn)過程中，由于輥身輕，轉(zhuǎn)速快，磨損較大，且極易發(fā)生局部過度過量磨損。而且此類輥道堆焊修復過程中，由于空心薄壁的結(jié)構(gòu)，極易發(fā)生輥道軸向彎曲變形，導致輥道無法達到使用標準。

通過分析得出以下幾點原因：

由于堆焊機熔深接近輥道壁厚，輥道在堆焊時，堆焊部位在短時間內(nèi)溫度迅速升至400℃以上，溫度過高。壁厚太薄，堆焊層溫度高，未焊區(qū)域溫度低，導致焊區(qū)“塌陷”，以及輥身自重等原因引起輥道軸向彎曲變形。

采取以往工藝流程，在焊后輥道退火過程中，輥道二次受熱，導致變形。

二、水冷分段堆焊修復法

通過以上分析原因，在工藝流程中，制定較以往堆焊工藝不同的兩點工藝措施：

（一）分段堆焊

將輥道分為3-4個部分，在當前堆焊時，一旦發(fā)現(xiàn)堆焊焊道發(fā)灰或暗紅色等溫度過高征兆，立即更改堆焊部位，間斷堆焊，在不降低堆焊效率的同時，保證了輥道不會發(fā)生局部溫度過高而導致輥道彎曲變形和堆焊層燒損的現(xiàn)象出現(xiàn)。

（二）“水冷焊”

在保證電弧穩(wěn)定的前提下，采用較小電流、電壓和比以往堆焊稍高的輥道旋轉(zhuǎn)線速度等設備參數(shù)。在輥道下方設置水槽，使用狀態(tài)下水面應沒過輥道下方1/3處。并設置進水口和出水口，保證水體流動。此法可使輥道堆焊層在形成后由水體降溫，保證輥道不會發(fā)生過熱過燒等現(xiàn)象。堆焊過程中采用硬度略偏小的B類焊絲，并用相應焊劑搭配進行輥道堆焊，焊后不需退火等熱處理措施，在焊后可直接進行精車。

（三）堆焊速度的確定

由于輥道壁薄，極易發(fā)生局部溫度過高，所以應當適當提高堆焊機行走速度15-20mm/rad，即堆焊螺旋中心距約15-20mm。適當提高輥道輥身旋轉(zhuǎn)速度并減小堆焊電流，新焊道與前圈焊道的重疊部分從焊道的1/2調(diào)至1/2-1/3之間。由于輥道轉(zhuǎn)速略有提高，堆焊螺距微調(diào)增大，所以避免了堆焊時在堆焊部位入水冷卻之前局部溫度過高。

三、理論論證

雖然看似提高了堆焊速度，但由于通過減小堆焊電流，相應送絲速度減小，單位時間為修復輥身的面積變小，所以單層次輥面修復效率提高，輥道修復總時間降低。焊道的成形比較，不難看出，焊道重合位由原來的1/2調(diào)整為1/2-1/3之間，雖然在單層次上輥道輥身表面略不平整，但由于多遍堆焊，層次互補，輥面修復完成后輥面平整度變化不大。雖然減小了堆焊電流，提高了堆焊速度，但由于輥身修復量不便，達到堆焊尺寸時，消耗了焊絲主材以及電能基本不便。

通過此方法修復的輥道不必經(jīng)過退火工序，冷卻至室溫后即可進行機加工恢復成品尺寸。由于采用的焊絲較之前略軟（焊材硬度低，能有效保護輸送的型鋼剛才表面不被劃傷），機加工工期不受任何影響。

另外，水冷分段堆焊修復法僅用于普通材質(zhì)的輸送類輥道的堆焊修復。不能修復輥道表面過硬，或者使用焊絲硬度過高的輥道。不能修復壁厚超過30mm的空心輥道或者實心輥道。待修的空心薄壁輥道磨損量不能超過壁厚的1/2，磨損超過壁厚1/2的應于報廢處理，防止堆焊時熔深大于輥身輥壁厚，造成焊漏，導致廢品和浪費焊材的成本。

四、實施效果對比

通過對型鋼生產(chǎn)線下線輥道中的隨機抽取的20支267x1200mm的空心薄壁輥道進行試驗性堆焊修復，僅有一只由于局部磨損特別嚴重，基本己經(jīng)磨透輥身，導致無法修復，成品率為85%左右。