CN106378511A - 一种耐磨磨辊的堆焊工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐磨磨辊的堆焊工艺，该工艺包括以下步骤：⑴磨辊焊前准备：ⅰ磨辊已磨损工作面清洗后，采用渗透探伤法检测磨辊辊身存在的裂纹，辊身裂纹打磨平滑后采用超声波探伤检测裂纹深度；ⅱ检测磨辊外形，若出现“鱼鳞”状磨损凹坑，采用碳弧气刨法去除磨损凹坑边缘棱角，并使用角磨机打磨光滑；ⅲ将处理后的磨辊装卡在变位机工装上；⑵磨辊工作层堆焊：控制所述处理后的磨辊温度不大于100℃，常温条件下采用陶瓷耐磨堆焊焊条对所述处理后的磨辊进行多层堆焊；⑶堆焊结束后清理表面飞溅和内孔杂物，进入机加工序完成产品加工即可。本发明工艺简单、易于实施，通过多层堆焊，堆焊厚度可以达32mm，并能保证在磨损、冲击工况下长期工作不掉块。

Description

一种耐磨磨辊的堆焊工艺

技术领域

本发明涉及耐磨堆焊技术领域，尤其涉及一种耐磨磨辊的堆焊工艺。

背景技术

在磨煤制粉系统中，如何延长制粉设备易损件的使用寿命，降低维修成本，已成为企业进一步提高经济效益的重要途径。以磨煤系统中速磨煤机为例，作为其主要易损件的磨辊，为提高其耐磨性及抗冲击性，磨辊材质通常为铸钢，使用过程中磨损严重，检修频次高，使用寿命较短。因此，提高磨辊耐磨性能成为磨煤制粉系统性能的关键因素。

由于硬面堆焊技术的突出优势，吸引各磨煤制粉企业采用基于耐磨焊条、焊丝的堆焊再制造技术，一定程度上提高了磨辊的耐磨性能，延长了磨辊的使用寿命。但现有的耐磨堆焊技术主要是通过加入碳化钨颗粒或增加碳含量或其他合金来提高堆焊金属层硬度，普遍存在碳当量高、塑性低、抗冲击性低，容易剥落（掉块）等问题。因此造成现有各类耐磨堆焊磨辊普遍存在堆焊金属层薄，可靠性差，使用寿命依旧较低等问题。此外，即使应用效果较好的高铬铸铁堆焊磨辊，由于堆焊的高铬铸铁金属层的利用仅限于有效截面在100~140mm（以中型中速磨煤机为例）的铸件上。通过实践运行，对整个耐磨铸件而言是一种高性能材料的浪费，它不仅增加了生产运营成本，也是对高铬铸铁金属资源的利用不当。

因此，鉴于磨煤制粉设备的磨辊材质通常是各种牌号高锰钢、铸钢的现状，结合适用于焊接、堆焊各种牌号的高锰钢、铸钢基材，堆焊层厚度可达32mm，价格低廉，堆焊层金属硬度可达HRC75的一种陶瓷耐磨堆焊焊条，基于独有的堆焊工艺成型双层金属耐磨磨辊，实现高寿命磨辊制备具有重要的现实意义和广阔的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、易于实施的耐磨磨辊的堆焊工艺。

为解决上述问题，本发明所述的一种耐磨磨辊的堆焊工艺，包括以下步骤：

⑴磨辊焊前准备：

ⅰ磨辊已磨损工作面清洗后，采用渗透探伤法检测磨辊辊身存在的裂纹，辊身裂纹打磨平滑后采用超声波探伤检测裂纹深度，若裂纹深度超过15mm，对磨辊进行报废处理；若裂纹深度小于15mm，对裂纹进行打磨并使用J506焊条进行补焊处理；

ⅱ检测磨辊外形，若出现“鱼鳞”状磨损凹坑，采用碳弧气刨法去除磨损凹坑边缘棱角，并使用角磨机打磨光滑；

ⅲ将处理后的磨辊装卡在变位机工装上；

⑵磨辊工作层堆焊：控制所述处理后的磨辊温度不大于100℃，常温条件下采用陶瓷耐磨堆焊焊条对所述处理后的磨辊进行多层堆焊；

⑶堆焊结束后清理表面飞溅和内孔杂物，进入机加工序完成产品加工即可。

所述步骤⑵中堆焊焊材为陶瓷耐磨堆焊焊条，该焊条的公径为3.2mm、4.0mm、5.0mm，包括焊芯和药皮；所述药皮占焊条总重量的重量系数为0.40~0.48；其中

所述焊芯以焊芯总重量为基准，按重量百分比计，其化学成分为：C 2~4%，Cr 9~12%，Mn1~2%，Nb 0.1~0.3%，Mo 0.3~1%，Ti 0.1~0.4%，V 0.1~1%，Si 0.2~1%，P ≤0.03%，S ≤0.04%，余量为Fe；

所述药皮以药皮总重量为基准，按重量百分比计，其化学成分为：大理石18~22%，萤石15~20%，云母+膨润土20~26%，金红石+钛白粉12~15%，钛铁5~8%，锰铁5~8%，硅铁5~8%，铬铁3~6%，镍1~3%，稀土氧化物1~3%。

所述步骤⑵中多层堆焊条件是指：

A当焊条的公径为3.2mm时，其对应的焊接电流为110~150安培；当焊条的公径为4.0mm时，其对应的焊接电流为160~200安培；当焊条的公径为5.0mm时，其对应的焊接电流为170~230安培；

B电压范围为20~28V；

C辊面与焊枪成15°爬坡焊接，辊面与焊嘴间距为10~15mm；

D焊道搭道45%~50%，焊道宽8~14 mm；

E单层堆焊的金属层厚度不超过6mm；单层圆度误差不超过1.5mm，累计圆度误差不超过3mm。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明中的陶瓷耐磨堆焊焊条因熔敷金属含有陶瓷、钛、铬、锰、钼、钒、铌等，使得材料堆焊层金属的微观结构非常细腻，耐磨相呈均匀密排六方结构，形成了相当稳定和坚硬的碳化物，使得堆焊层金属呈现硬度高（焊后初始硬度达HRC68，使用后硬度可达HRC75）、耐磨性能优良、耐腐蚀性较好（熔敷金属含有铬、镍等元素，使堆焊层具备一定的耐腐蚀性）的特点。

2、本发明焊接时不需要预热，可交直流两用，焊弧稳定、飞溅少、脱渣容易。通过多层堆焊，堆焊厚度可以达32mm，并能保证在磨损、冲击工况下长期工作不掉块。

3、本发明工艺简单、易于实施。

具体实施方式

一种耐磨磨辊的堆焊工艺，包括以下步骤：

⑴磨辊焊前准备：

ⅰ磨辊已磨损工作面清洗后，采用渗透探伤法检测磨辊辊身存在的裂纹，辊身裂纹打磨平滑后采用超声波探伤检测裂纹深度，若裂纹深度超过15mm，对磨辊进行报废处理；若裂纹深度小于15mm，对裂纹进行打磨并使用J506焊条进行补焊处理；

ⅱ检测磨辊外形，若出现“鱼鳞”状磨损凹坑，采用碳弧气刨法去除磨损凹坑边缘棱角，并使用角磨机打磨光滑；

ⅲ将处理后的磨辊装卡在变位机工装上。

⑵磨辊工作层堆焊：控制处理后的磨辊温度不大于100℃，常温条件下采用陶瓷耐磨堆焊焊条对处理后的磨辊进行多层堆焊。

该堆焊焊材为陶瓷耐磨堆焊焊条，该焊条的公径为3.2mm、4.0mm、5.0mm，包括焊芯和药皮；药皮占焊条总重量的重量系数为0.40~0.48；其中

焊芯以焊芯总重量为基准，按重量百分比计，其化学成分为：C 2~4%，Cr 9~12%，Mn 1~2%，Nb 0.1~0.3%，Mo 0.3~1%，Ti 0.1~0.4%，V 0.1~1%，Si 0.2~1%，P ≤0.03%，S ≤0.04%，余量为Fe；

药皮以药皮总重量为基准，按重量百分比计，其化学成分为：大理石18~22%，萤石15~20%，云母+膨润土20~26%，金红石+钛白粉12~15%，钛铁5~8%，锰铁5~8%，硅铁5~8%，铬铁3~6%，镍1~3%，稀土氧化物1~3%。

该陶瓷耐磨堆焊焊条的制备方法采用传统工艺，即：焊芯打磨去锈、校直→干混药粉→加入水玻璃湿混→使用湿粉在焊芯上搓制焊条→晾干的焊条在烘箱内烘干→产品检验。

多层堆焊条件是指：

A当焊条的公径为3.2mm时，其对应的焊接电流为110~150安培；当焊条的公径为4.0mm时，其对应的焊接电流为160~200安培；当焊条的公径为5.0mm时，其对应的焊接电流为170~230安培；

B电压范围为20~28V；

C辊面与焊枪成15°爬坡焊接，辊面与焊嘴间距为10~15mm；

D焊道搭道45%~50%，焊道宽8~14 mm；

E单层堆焊的金属层厚度不超过6mm；单层圆度误差不超过1.5mm，累计圆度误差不超过3mm。

⑶堆焊结束后清理表面飞溅和内孔杂物，进入机加工序完成产品加工即可。

实施例 酒钢2热电1#磨煤机磨辊，磨辊基材为ZG20，多层堆焊层为4层，首层焊条公径为3.2mm，焊接电流为110安培，焊接电压21V；其余各层焊条公径为4.0mm，焊接电流为125安培，焊接电压25V；焊道宽9~10mm，焊接层间温度80~94℃，堆焊层总厚度平均21mm。焊后硬度达HRC66，使用一个月后检查硬度达HRC73，无掉块。

其中：焊条为陶瓷耐磨堆焊焊条，包括焊芯和药皮；药皮占焊条总重量的重量系数为0.46；其中

焊芯以焊芯总重量为基准，按重量百分比计，其化学成分为：C 2.35%，Cr 10.5%，Mn1.15%，Nb 0.159%，Mo 0.659%，Ti 0.181%，V 0.338%，Si 0.52%，P 0.018%，S 0.019%，余量为Fe；

药皮以药皮总重量为基准，按重量百分比计，其化学成分为：大理石20%，萤石17%，云母+膨润土23%，金红石+钛白粉13%，钛铁7%，锰铁6%，硅铁6%，铬铁4%，镍2%，稀土氧化物2%。

应该理解，这里讨论的实施例和实施方案只是为了说明，对熟悉该领域的人可以提出各种改进和变化，这些改进和变化将包括在本申请的精神实质和范围以及所附的权利要求范围内。

Claims (3)

1.一种耐磨磨辊的堆焊工艺，包括以下步骤：

⑴磨辊焊前准备：

ⅰ磨辊已磨损工作面清洗后，采用渗透探伤法检测磨辊辊身存在的裂纹，辊身裂纹打磨平滑后采用超声波探伤检测裂纹深度，若裂纹深度超过15mm，对磨辊进行报废处理；若裂纹深度小于15mm，对裂纹进行打磨并使用J506焊条进行补焊处理；

ⅱ检测磨辊外形，若出现“鱼鳞”状磨损凹坑，采用碳弧气刨法去除磨损凹坑边缘棱角，并使用角磨机打磨光滑；

ⅲ将处理后的磨辊装卡在变位机工装上；

⑵磨辊工作层堆焊：控制所述处理后的磨辊温度不大于100℃，常温条件下采用陶瓷耐磨堆焊焊条对所述处理后的磨辊进行多层堆焊；

⑶堆焊结束后清理表面飞溅和内孔杂物，进入机加工序完成产品加工即可。

2.如权利要求1所述的一种耐磨磨辊的堆焊工艺，其特征在于：所述步骤⑵中堆焊焊材为陶瓷耐磨堆焊焊条，该焊条的公径为3.2mm、4.0mm、5.0mm，包括焊芯和药皮；所述药皮占焊条总重量的重量系数为0.40~0.48；其中

所述焊芯以焊芯总重量为基准，按重量百分比计，其化学成分为：C 2~4%，Cr 9~12%，Mn1~2%，Nb 0.1~0.3%，Mo 0.3~1%，Ti 0.1~0.4%，V 0.1~1%，Si 0.2~1%，P ≤0.03%，S ≤0.04%，余量为Fe；

所述药皮以药皮总重量为基准，按重量百分比计，其化学成分为：大理石18~22%，萤石15~20%，云母+膨润土20~26%，金红石+钛白粉12~15%，钛铁5~8%，锰铁5~8%，硅铁5~8%，铬铁3~6%，镍1~3%，稀土氧化物1~3%。

3.如权利要求1所述的一种耐磨磨辊的堆焊工艺，其特征在于：所述步骤⑵中多层堆焊条件是指：

A当焊条的公径为3.2mm时，其对应的焊接电流为110~150安培；当焊条的公径为4.0mm时，其对应的焊接电流为160~200安培；当焊条的公径为5.0mm时，其对应的焊接电流为170~230安培；

B电压范围为20~28V；

C辊面与焊枪成15°爬坡焊接，辊面与焊嘴间距为10~15mm；

D焊道搭道45%~50%，焊道宽8~14 mm；

E单层堆焊的金属层厚度不超过6mm；单层圆度误差不超过1.5mm，累计圆度误差不超过3mm。