CN101733510B - 一种连铸辊堆焊工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种连铸辊堆焊工艺，该堆焊工艺要解决现有技术摆动螺旋堆焊存在的堆焊盲区和堆焊应力状态不佳的技术问题。本发明堆焊工艺主要包括：连铸辊(1)步进转动和焊枪(3)的往复运动堆焊，即连铸辊(1)不转动，焊枪(3)沿轴线(2)方向由左端运动到右端堆焊，完成宽度为M、长度为L的堆焊焊道，连铸辊(1)转动一焊道宽度M，以及焊枪(3)仍沿轴线(2)方向由右端运动到左端堆焊，这样周而复始，在完成辊表面一周堆焊后接着实现全部连铸辊表面的堆焊。本堆焊工艺主要用于连铸辊(1)的修复。

Description

一种连铸辊堆焊工艺

技术领域

本发明属于堆焊技术领域，具体涉及一种连铸辊堆焊工艺。

背景技术

连铸设备在我国的各大钢厂中已普遍采用，连铸辊是连铸设备中的主要消耗部件，连铸辊包括结晶段、扇形段和水平段三部分。尤其是结晶段和扇形段，一方面要承受高温钢坯的高温磨损及钢坯通过产生的鼓胀力和静压力引起的循环载荷，还要承受喷淋冷却水和高温钢坯的冷热疲劳。因此，工作一段时间后，辊面会产生磨损、腐蚀、变形和热疲劳裂纹。当裂纹的深度达到一定时，必须下机进行重新堆焊修复，否则会造成产品质量不合格，甚至连铸辊断裂失效。目前，普遍采用Cr13系的药芯焊丝材料，埋弧和明弧的单道螺旋堆焊和摆动螺旋堆焊。由于结晶段和扇形段连铸辊的直径小，且多为辊套，目前的工艺存在不足：

采用单道螺旋堆焊，即焊道相对于辊子表面为螺旋线，连铸辊直径小时，堆焊完一周焊道时，前一周焊道的渣壳还没有完全和熔敷金属脱离，会造成两周焊道搭接处有夹渣缺陷，并且对于直径小于150mm的连铸辊，堆焊熔池随辊转动90°位置时，熔池表面的渣壳没有完全凝固，会造成熔池流淌。

为保证脱渣性，单道螺旋堆焊必须采用细丝，这时至少需要堆焊3-4层才能达到需要的熔敷金属成份，这样效率很低。

主要为解决夹渣问题，采用了摆动螺旋堆焊，即焊枪相对于辊面进行摆动，形成锯齿形焊道，这种锯齿形焊道虽然能解决脱渣问题，但存在以下两个问题：

1、焊道的应力状态不佳，摆动形成的圆周焊道与连铸辊轴线方向成倾斜角度，结果产生剪切残余应力，很容易造成小直径连铸辊变形，安装困难，甚至在连铸辊使用过程中发生断裂。

2、焊道不能完全覆盖连铸辊表面，在连铸辊两端部形成堆焊盲区。焊枪摆动越大，盲区面积越大。需单独堆焊盲区，无论机器堆焊还是手工堆焊盲区，都将耗时耗材，质量也不易保证。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种连铸辊堆焊工艺。

该连铸辊堆焊工艺的技术方案是：

1、该工艺包括连铸辊1步进转动和焊枪3往复运动堆焊，即

·连铸辊(1)不转动，焊枪(3)沿着连铸辊(1)的轴线(2)的方向由左端运动到右端，完成宽度为M、长度为L的第一焊道；

·当焊枪(3)达到第一焊道的右端时，连铸辊(1)开始转动一焊道宽度M；

·此时焊枪(3)仍然沿着轴线(2)方向，再由右端运动到左端，同样完成宽度为M、长度为L的第二焊道；

·接着，连铸辊(1)同样转动一焊道宽度M；

·焊枪(3)又开始沿着轴线(2)的方向，由左端运动到右端，完成宽度为M、长度为L的第三焊道；

这样，周而复始，连铸辊1步进转动和焊枪3往复运动堆焊，完成连铸辊1一圆周表面堆焊。继而，焊枪3沿轴线2方向向右移动一焊道长度L距离，重新开始上述连铸辊1步进转动和焊枪3往复运动堆焊，一直到最终完成连铸辊1全部表面堆焊。

连铸辊1的转动是步进转动，每次转动相当于一个堆焊焊道的宽度M，通常M为2～3mm。堆焊焊道长度L依据连铸辊1的直径和刚度大小而改变，当直径和刚度大时堆焊焊道长度L可适当增长，通常L为50～100mm。该连铸辊1步进转动和焊枪3往复运动堆焊过程可以采用计算机异步程序控制。该工艺可以采用埋弧堆焊工艺或药芯焊丝明弧堆焊工艺。

本发明提出的连铸辊堆焊工艺与现有技术中摆动螺旋堆焊方法相比具有如下的优点：

1、采用连铸辊步进转动和焊枪往复运动堆焊，全部堆焊焊道方向与连铸辊的轴向方向平行，最终形成应力分布更合理，更分散，避免了堆焊过程中产生的残余剪切应力，降低了连铸辊使用过程中断裂概率。

2、由于最终得到全部与连铸辊平行的堆焊焊道，由此能够有效的消除连铸辊两端部的堆焊盲区，因此可以省时并节约财力和人力。

附图说明

图1本发明的新型连铸辊堆焊工艺示意图

图中1为连铸辊，2为连铸辊1的轴线，3为焊枪，4、5和6均为堆焊焊道，上述堆焊焊道4、5和6的长度为L，宽度为M。

堆焊工艺开始时，连铸辊1不转动，焊枪3沿着连铸辊1的轴线2方向由左端运动到右端，形成平行于轴线2宽度为M、长度为L的焊道4，此时焊枪3停止运动，但堆焊过程仍在进行，连铸辊1转动一焊道宽度M，相应于该转动焊枪3做垂直于轴线2方向移动，实际上形成一垂直的短焊道；此时，焊枪3还是沿着轴线2方向由右端反向运动到左端位置，同样完成宽度为M、长度为L的焊道5；接着，连铸辊1同样转动一焊道宽度M，相应于该转动焊枪3垂直于轴线2移动；焊枪3又开始沿着轴线2由左端运动到右端位置，类似的完成宽度为M、长度为L的焊道6。

这样，周而复始，连铸辊1步进转动和焊枪3往复运动堆焊，完成连铸辊1一圆周表面堆焊。

上述的堆焊工艺中连铸辊1的表面的一周堆焊过程中焊枪3的堆焊一直不间断的进行着，只是当连铸辊1转动时焊枪3形成的是与轴线2垂直的短焊道，而当连铸辊1不转动停止时形成与轴线2平行的长焊道，并且连铸辊1一周的表面堆焊过程中形成的焊道是首尾相搭接的一个长焊道。

完成上述连铸辊1表面一周堆焊焊道后，焊枪3沿着轴线2方向向右移动一焊道长度L距离，重新开始上述连铸辊1的步进转动和焊枪3往复运动堆焊，一直到最终完成连铸辊1全部表面堆焊。

连铸辊1的转动是步进转动，每次转动相当于一个堆焊焊道4的宽度M，通常M为2-3MM。焊枪3在每一周期内做往复匀速直线运动。

焊道长度L视连铸辊1的直径和刚度大小而改变，当直径和刚度大时焊道长度可适当增长，通常焊道长度L为50-100MM。

本申请提出的连铸辊1步进转动和焊枪3往复运动堆焊过程可以采用计算机异步程序控制，以提高连铸辊的堆焊质量并提高生产效率。

该堆焊工艺可以采用埋弧堆焊工艺或药芯焊丝明弧堆焊工艺。

具体实施方式

把本发明采用连铸辊明弧自保护药芯焊丝堆焊工艺

实施例1：

连铸辊直径：Ф100mm

药芯焊丝牌号：YSD-414NO

药芯焊丝规格：Ф2.4mm

摆动焊道长度L：50mm，

摆动频率：50周/min，

堆焊电压：27V，

堆焊电流：350A，

辊子转动步进距离M：2mm，

堆焊层数：两层，

连铸辊表面无堆焊盲区，省时省力，堆焊层自动脱渣，无缺陷，堆焊层无残余剪切应力，堆焊后的连铸辊使用过程中断裂概率低，抗冷热疲劳、高温腐蚀、磨损能力强，连铸辊寿命长。

实施例2：

连铸辊直径：Ф100mm

药芯焊丝牌号：YSD-414NS、

药芯焊丝规格：Ф2.8mm

摆动焊道长度L：50mm，

摆动频率：50周/min，

堆焊电压：31V

堆焊电流：450A，

辊子转动步进距离：2.5mm

堆焊层数：两层，

连铸辊表面无堆焊盲区，省时省力，堆焊层自动脱渣，无缺陷，堆焊层无残余剪切应力，堆焊后的连铸辊使用过程中断裂概率低，抗冷热疲劳、高温腐蚀、磨损能力强，连铸辊寿命长。

Claims (5)

1.一种连铸辊堆焊工艺，其特征在于，该工艺包括连铸辊(1)步进转动和焊枪(3)往复运动堆焊，即

·连铸辊(1)不转动，焊枪(3)沿着连铸辊(1)的轴线(2)的方向由左端运动到右端，完成宽度为M、长度为L的第一焊道；

·当焊枪(3)达到第一焊道的右端时，连铸辊(1)开始转动一焊道宽度M；

·此时焊枪(3)仍然沿着轴线(2)方向，再由右端运动到左端，同样完成宽度为M、长度为L的第二焊道；

·接着，连铸辊(1)同样转动一焊道宽度M；

·焊枪(3)又开始沿着轴线(2)的方向，由左端运动到右端，完成宽度为M、长度为L的第三焊道；

这样，周而复始，连铸辊(1)步进转动和焊枪(3)往复运动堆焊，完成连铸辊(1)一圆周表面堆焊；

继而，焊枪(3)沿轴线(2)方向向右移动一焊道长度L距离，重新开始上述连铸辊(1)步进转动和焊枪(3)往复运动堆焊，一直到最终完成连铸辊(1)全部表面堆焊。

2.根据权利要求1所述的一种连铸辊堆焊工艺，其特征在于连铸辊(1)的转动是步进转动，每次转动相当于一个堆焊焊道的宽度M，通常M为2～3mm。

3.根据权利要求1所述的一种连铸辊堆焊工艺，其特征在于，堆焊焊道长度L随连铸辊(1)的直径和刚度大小而改变，当直径和刚度大时堆焊焊道长度L可适当增长，通常堆焊焊道长度L为50～100mm。

4.根据权利要求1所述的一种连铸辊堆焊工艺，其特征在于，该连铸辊(1)步进转动和焊枪(3)往复运动堆焊过程采用计算机异步程序控制。

5.根据权利要求1所述的一种连铸辊堆焊工艺，其特征在于，该堆焊工艺采用埋弧堆焊工艺或药芯焊丝明弧堆焊工艺。