轧辊材料分类以及堆焊工艺步骤

      轧辊是轧机的主要变形工具，也是消耗型工件。它会直接与金属接触，使金属塑性发生变形。在整个生产过程中，轧辊因磨损而消耗的部分约占轧辊总重量的百分之十至百分之二十，这也导致，大量的轧辊因磨损严重而报废。基于此种情况，通过堆焊来修复工件的磨损部位已成为了节省成本，延长工件使用寿命的最佳方案。在本文中，将重点介绍“常见的轧辊堆焊合金系统以及堆焊工艺步骤”。

一、常见的轧辊堆焊合金系统

1、低合金钢

      这种合金的价格更便宜，堆焊金属组织以索氏体或屈氏体为主，冲击韧性好，抗裂性好，硬度一般在HRC30~35，易于加工。其具有一定的耐磨性能，但不能进一步提高轧辊的使用寿命。

2、热模具钢

      此种材料具有良好的红硬度、高温耐磨性和高冲击韧性。消除应力（焊接后）后，硬度一般为HRC45~50，使用寿命比原轧辊高1~5倍。

3、马氏体钢

      焊接性能好，耐磨性良好，耐热性好，但成本较高。

4、弥散硬化钢

      焊态硬度HRC35~38，易于加工。经过560℃、15小时保温的弥散硬化处理后，硬度可提高到HRC46~47。

5、奥氏体加工硬化钢

      这种材料焊接后硬度较低，但由于冷加工硬化，使用过程中的硬度会大大提高，此合金主要用于深孔辊的孔型堆焊。

6、合金铸铁

      这种合金具有高硬度和耐磨性、良好的热稳定性和抗氧化性。由于碳含量高，无法拔丝，埋弧焊困难，只能铸造管作为电极进行电渣堆焊。堆焊辊的耐磨性是同一成分铸造辊的1.5~2倍，成本是复合铸铁辊的1倍。

7、高碳合金钢

      这类材料含碳量高，合金元素高。为防止堆焊过程中出现裂纹，需要较高的预热温度和层间温度，堆焊后需立即进行热处理。

8、马氏体时效钢

      该材料焊态硬度低，加工方便，经时效处理硬度大大提高。

      以上介绍了主要堆焊合金系统的可焊性、抗裂性、加工性和经济性。在选材时，建议根据轧辊类型、工作条件、预期寿命和设备条件进行综合分析，选择合适的堆焊材料。

二、轧辊堆焊工艺

      想要获得高的焊接质量，严格按照正确的轧辊堆焊工艺执行起到决定性的作用，它的主要操作步骤包括以下方面：

1、堆焊前进行机械加工

      对堆焊孔进行粗加工，去除轧辊表面的疲劳层和缺陷，务必彻底去除裂纹。对于多次堆焊的轧辊，应通过超声波检测，检查内部情况，确认无裂纹后方可焊接。

2、预热

      由于轧辊和堆焊材料都是含碳量高、合金元素高的材料，轧辊直径大、刚度大、冷却速度快，所以在焊接时容易造成脆性区域以及温度不均形成较大的热应力从而产生裂纹。为了防止裂纹的发生，轧辊必须在堆焊前进行预热，预热温度取决于辊体和堆焊材料的成分。为了使轧辊表面获得均匀的硬度，预热温度应在材料的Ms点以上。为了降低热应力，还应控制加热速度，特别是对于大轧辊，一定要控制加热速度以及层间温度。

3、焊接

      焊接是堆焊成败的关键环节。为了获得理想的堆焊层，必须综合考虑一些可变因素，例如焊接电压、焊接速度、轧辊速度、轧辊保温、焊接电流、焊接材料等。对于一些碳含量高、合金元素高的轧辊，除了一定的预热措施外，建议使用低碳低合金的打底焊丝进行打底。

4、回火处理

      这是轧辊堆焊的最后一道工序，在实际操作中，也总会有朋友忘记这一步骤。进行焊后处理的目的是为了减少表面和内部冷速不同而引起的体积应力进而产生的裂纹，这就需要控制好冷速。

      一般来说，冷速和加热速度的控制大致相同。冷却至100℃时，应保温一定时间，冷却至50℃以下时可不再控制冷速。为了消除焊接的残余应力，必须进行回火处理。回火温度一般控制在450~600℃之间，主要取决于轧辊的使用条件。回火的保温时间通常采用每寸直径保温一小时，多在4~10小时内选择，通常情况是随炉缓慢冷却。

三、结论

      通过堆焊的轧辊，使用寿命得到延长，进而可达到提高生产效率的目的。“常见的轧辊堆焊合金系统以及堆焊工艺步骤”朋友们都了解了吗？希望能为大家提供一些帮助。

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