一、 堆焊前的核心准备工作
充分的准备是成功堆焊的第一步,其规范要求不容忽视。
1、全面检测与评估:
无损探伤:必须对旧辊体进行全面的无损探伤(如超声波或磁粉探伤),彻底检查是否存在疲劳裂纹、深层缺陷或内部损伤。任何缺陷都必须在此阶段处理,否则会在堆焊过程中恶化。
尺寸测量:精确测量辊子的直径、圆度及磨损量,为制定堆焊工艺和恢复尺寸提供依据。
2、表面预处理:
车削加工:必须用车床去除辊面全部疲劳层、硬化层和所有缺陷,直至露出完好的母材金属。这是保证堆焊层与基体结合强度的基础。
清洁除污:加工后的辊面必须进行彻底的清洁,去除所有油污、水分、铁锈和粉尘。通常采用火焰烘烤后再用溶剂清洗的方法,确保堆焊区域绝对干净。
3、预热规范:
预热必要性:辊体材质多为高碳高合金钢,焊接性差,预热是防止冷裂纹的最重要措施。
预热方式:应采用整体进炉预热或采用专业的加热带进行环绕加热,确保辊身整体均匀升温至所需的预热温度,并需有足够的保温时间,使热量充分渗透到辊心部位。
温度监控:全程使用多点热电偶测温仪监控温度,确保预热温度均匀且稳定。
二、 堆焊过程中的工艺控制要求
堆焊过程是质量形成的核心,需对以下环节进行严格控制。
1、焊接材料选择:
应根据辊压机的工作工况(如挤压物料的磨蚀性、冲击强度)科学选材。通常采用高铬铸铁类等硬质耐磨焊丝,以保证堆焊层具有极高的硬度和良好的抗磨蚀性能。
焊材必须严格保管,随用随取,使用前需按厂家推荐规范进行烘干,去除药皮中的水分。
2、堆焊工艺参数:
层间温度控制:这是堆焊过程中的生命线。必须将辊体的层间温度始终控制在一个规定的范围内。温度过高会导致合金元素烧损、性能下降及热应力过大;温度过低则极易产生裂纹。需持续加热保温,确保全程温度受控。
焊接参数:采用合理的焊接电流、电压和速度,保证焊道成型良好、熔合充分,同时尽量减少对母材的热输入和稀释率。
3、堆焊技术方法:
普遍采用自动埋弧堆焊或明弧自动堆焊,以保证堆焊层均匀、稳定、高效。
采用合理的焊道排布模式(如螺旋式、环向式),避免产生应力集中的尖角缺陷。各层焊道应错开,搭接量需均匀一致。
三、 堆焊后的处理与质量检查
焊后处理同样至关重要,直接影响堆焊层的最终性能。
1、焊后消应力热处理:
堆焊完成后,应立即将辊子送入加热炉中进行消氢处理和去应力退火。通过缓慢而均匀的加热、保温和随炉冷却过程,有效降低焊接残余应力,防止使用过程中发生应力腐蚀开裂或变形。
2、缓冷要求:
热处理后,辊子必须在隔热材料包裹下缓慢冷却至环境温度,禁止快速冷却或暴露在风口,以免产生新的内应力。
最终加工与质量检验:
机加工:堆焊辊需上车床加工至设计尺寸和光洁度要求。
最终检验:加工后需进行最终检查:
外观检查:堆焊层表面应平整,无裂纹、咬边、气孔、夹渣等肉眼可见缺陷。
硬度检测:对堆焊层进行多点硬度测试,其平均硬度值应达到设计标准,且均匀性良好。
无损探伤(NDT):对堆焊层进行100%的无损探伤(通常是磁粉或超声波),确保无任何表面或内部裂纹。
四、 安全与环境要求
安全防护:操作人员必须配备专业的焊接防护服、护目镜、呼吸防护设备等,防止电弧、烟尘和高温的伤害。
通风除尘:堆焊区域必须保证良好的通风,配置高效的烟尘收集系统,保护员工健康。
五、总结
辊压机堆焊并非简单的“补焊”,而是一项涉及材料学、热力学和焊接工艺的系统工程。严格遵守上述堆焊规范与要求,从准备、过程到后处理进行全过程精细化控制,才能制造出高性能、长寿命的堆焊辊面,最终为设备的稳定运行和降本增效提供坚实保障。选择拥有成熟工艺和严格质量管控的专业服务商,是确保堆焊修复成功的关键。
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