辊子堆焊技术在钢铁工业中的发展与应用.pdf

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1、胁f肋L。登皇苎．辊子堆焊技术在钢铁工业中的发展与应用济钢集团重工机械有限公司(山东济南250101)张相福【摘要】文章介绍了钢铁工业辊子堆焊合金技术的优势，通过辊子表面包覆合金来提高其性能或修旧利废，从而提高设备寿命，降低消耗，节省费用，并阐述了该项技术在钢厂的应用成效及发展趋势。一、概述如，钢板~L@IJ过程中需要合金面具有良好的适应性。高从英国钢铁公司第一次在轧机轧辊表面成功应用铬合金在卷制不锈钢产品的时候就比较脆弱，容易引起堆焊包覆金属，距今大约已有20多年的历史。如今，产品表面的麻点或印痕。另外，轧辊的母材也是需要考堆焊材料和堆焊技术已经有了飞速的发展，几

2、乎可以虑的一个方面。一些热轧机辊，由于母材碳含量非常适应钢铁行业中各类型的辊子，包括热轧辊、冷轧高，因此需要先堆焊过渡层作为缓冲来保证包覆金属的辊、型钢轧辊及连铸设备等方面的特殊应用。轧辊表焊接性。超高的碳含量，比如超过1％，会导致焊接性面堆焊具有较广的应用范围，不仅可以应用在新辊制极差，然而，就这类组织成分仍然可以实施堆焊保护。造上，而且可以用于废Ilet和损坏轧辊的再生修复。该在一些特定的场合，可以采用在轧辊外面套一个焊接性技术对开坯机轧辊等具有更大的意义，因为这些轧辊较好的套管处理工艺。合金堆焊层可以包覆在套管上，较大，更换费用昂贵，而随着20世纪80年代连铸

3、技术从而获得较好的使用效果，该技术已经在一些立辊、轧的发展，轧辊堆焊技术也应用于连铸辊的强化。边辊上得到成功应用。对于堆焊层，要求有良好的抗腐蚀、抗热疲劳(2)成分设计根据上述分析，堆焊层的合金系性能和抗磨损性能，在最初试验阶段，堆焊材料使用应该含有如下化学成分：①C可以提高合金硬度，碳及了各种不同的合金元素，合金系包括低合金钢、工具碳化物沉淀可以提高合金的耐磨性能。②试验证明，钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和镍合金等。W。=12％的高cr不锈钢合金具有优良的抗腐蚀性能，而多年研究表明，含有少量铁素体的马氏体不锈钢且Cr可以提高合金的高温强度，像碳化物一样，cr也可

4、合金系具有较好的抗热疲劳、抗腐蚀和抗磨损综合性以提高材料的抗磨损性能。③Mo是一种有效的抗高温能。目前，经过发展的“超级铬合金”系堆焊材料已软化元素，与Cr类似，可以提高合金的高温强度。另经成为轧辊表面包覆金属的首选。外，Mo也是一种很好的抗点状腐蚀元素，其抗点状腐蚀能力是Cr的三倍以上。④V、Nb、W都是有效的生成二堆焊合金碳化物的元素，而且作为沉淀物，这些元素可以提高合目前，在轧辊及其相关构件的设计过程中，除了金的高温硬度和强度。⑤V是晶粒细化剂，可以有效控必须考虑的工作环境、产品需求、基体材料和使用情制裂纹结晶成核的扩展。况外，表面堆焊合金材料也已经成为设计过

5、程中的一平衡化学成分是构成包覆金属优良性能的基础，部分，包覆金属的好处也越来越被广泛认同。堆焊材料在制造过程中需要控制好各种合金元素构成比(1)考虑的因素轧辊堆焊包覆金属需要根据工例，并结合其他的工艺控制措施，才能获得需要的微观件的不同工作环境进行设计，以热轧辊为例，除工作金相组织。环境的常规因素外，其他方面的因素也同样重要。例(3)堆焊合金的应用研制的最终目的是为了应参曷工fk~nr堡堇皇生釜!!塑●龃www．metalworking1950．corn用，堆焊合金是一个系统工程，单纯依靠合金层并不能获得期望的综合性能，堆焊合金的焊前、焊中、焊后热处理也是获得所需金

6、相组织的必要条件。另外，操作者在堆焊过程中的参数控制也会对包覆金属的性能产生较(a)全堆焊模式大的影响。采用埋弧焊堆焊合金已经被证明是在钢厂轧辊堆-■焊方面最有效和最高效的焊接方法。其优势如下：①埋(b)部分堆焊(耐磨强化)弧焊工艺可以有效实现从焊丝到熔敷金属接近100％的合金过渡系数，焊剂可以过渡合金元素、保护熔池，焊丝焊接过程无飞溅等损失，因此，埋弧焊是极为高效的。②埋弧焊的热输入较大，可以有效减少未熔合或夹(c)复合堆焊模式渣等缺陷。③由于采用活性焊剂工艺，埋弧焊不像其他图2对不同使用要求的解决方案焊接方法那样容易受焊接参数的波动影响，焊剂也对熔焊包覆金属的合

7、金构成起到一定的作用，需要注意的例如，高硬度可以减小轧槽的磨损，初轧辊可以是，不同的弧焊电源会引起包覆金属化学成分的细微变采用如表l所示的W=0-3％的合金用以延长使用寿命，化。④埋弧焊容易实现连续、循环、自动焊接，并可获保持轧制精度，有效减小磨损。这种合金优良的综合性得高质量堆焊层。能，可以使轧辊寿命提高50％以上，而提高寿命意味着减少维护费用、提高生产效率。三堆焊合金技术钢厂中的应用表1型钢轧辊堆焊合金成分(质量分数)(％)(1)钢坯轧机开坯轧机功能的特殊性决定了其CSjMnCrNiMo轧辊有多种磨损模式，这类轧辊制造新辊的成本较高，0-30O．7O1．OO