CN109227031A - 一种在线堆焊修复辅助设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于堆焊修复技术领域，特别涉及一种在线堆焊修复辅助设备，其包括加热装置、热风管道和回收管道，所述热风管道的侧壁上开设有第一热能交换通道，所述回收管道的侧壁上开设有与第一热能交换通道相对于U形管对称设置的第二热能交换通道，所述第一热能交换通道与第二热能交换通道的侧壁上均设有钢丝层，钢丝层的设置能够有效避免热风吹散到外界环境中，极大地减少热风与大气的能量交换，减少了加热装置的能量提供，降低了在线堆焊修复的燃料使用费。

Description

一种在线堆焊修复辅助设备

技术领域

本发明属于堆焊修复技术领域，特别涉及一种在线堆焊修复辅助设备。

背景技术

大型立磨磨辊(以下简称磨辊)在运行中，其外表面长期与受物料、磨盘的挤压，会不可避免的产生磨损。随看磨损量的增大，磨机的产量不断下降直至需要停磨检修。使用效果不佳或无法使用的磨辊可以采用堆焊的方法对其外表面进行修复，由于磨辊一般采用高硬度、高耐磨的材料制成，不仅价格昂贵，且返厂维修更换作业程序复杂、周期较长，成本较高。

为了解决上述问题，可以采用在线堆焊的方式对磨辊进行修复，修复时，只需将堆焊设备运输到磨机使用现场，在不拆除磨辊的情况下，使用药芯焊丝在磨机内对磨损的磨辊进行堆焊修复，由于不存在拆卸、运输和装配磨辊环节，可节省大量的人力、物力和时间成本。

但在实践中，有很多影响堆焊质量、安全、进度的问题容易被忽视，从而导致堆焊质量不符合要求，进度受影响，安全隐患多，影响安全生产和维修成本。

例如，磨辊具有较大的尺寸和厚度，采用传统的堆焊方式进行在线修复时，无法将磨辊的焊接部位在堆焊点之前预热到合适的温度，如公开号为CN 101433990B的中国专利公开了通过包覆履带加热器的方式将整个工件整体包覆然后进行预热的方法，履带加热器只能在磨辊堆焊修复之间对磨辊进行预热，磨辊的温度只能位置一段时间，尤其是磨辊的内表面，温度下降特别快，无法保证磨辊的堆焊时整体的、持续的加热效果，进而导致焊道与磨辊连接处的强度较低甚至无法连接，堆焊形成的焊道的容易脱落、焊道存在裂纹、焊道不耐磨等现象时有发生，轻则出现返工，重则造成堆焊部位断裂、影响修复进度、增大修复成本等后果。

磨机的作业地点一般较为空旷，空气对磨辊的温度影响较大，使得该专利的预热方法难以适用于磨辊的在线修复工作。例如，由于磨辊堆焊修复的时间较长，在连续的堆焊修复过程中，焊接点不断对磨辊的外表面进行加热，导致外表面的温度不断升高，磨辊的内外表面形成较大温差，易造成磨辊出现径向裂纹，甚至炸裂；又如，当空气温度较低时，磨辊焊接完成的焊道受骤冷作用，焊道容易发生翘起、断裂、脆化等不良后果，导致焊道与磨辊之间、焊道与焊道之间的连接强度变低，堆焊修复效果不佳甚至无法完成。

现有的磨辊在线修复方法，存在堆焊时间较长、焊道连接稳定性较差、无法适用于连续且长时间的堆焊修复工作等缺陷，使得磨辊的在线修复仅仅为在某些特定的情况下可以使用，而无法得到推广应用。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种在线堆焊修复辅助设备，堆焊修复时无需将待修复磨辊进行拆卸、运输和装配，可节省大量的人力、物力和时间成本。钢丝层的设置能够有效避免热风吹散到外界环境中，极大地减少热风与大气的能量交换，减少了加热装置的能量提供，降低了在线堆焊修复的燃料使用费。

本发明采用以下技术方案来实现：

一种在线堆焊修复辅助设备，包括加热装置、热风管道和回收管道，所述加热装置的顶部设有进风口、热气输入口和热循环进风口，所述热风管道的一端与热气输入口连通，所述热风管道的另一端通过U形管与回收管道的一端连通，所述回收管道的另一端与热循环进风口连通，所述热风管道的侧壁上开设有第一热能交换通道，所述回收管道的侧壁上开设有与第一热能交换通道相对于U形管对称设置的第二热能交换通道，所述第一热能交换通道与第二热能交换通道的侧壁上均设有钢丝层。本发明提供的在线堆焊修复辅助设备，能够持续为待修复磨辊提供持续、长时间的加热效果，实现连续、长时间的堆焊修复工作，堆焊修复时无需将待修复磨辊进行拆卸、运输和装配，可节省大量的人力、物力和时间成本。钢丝层的设置能够有效避免热风吹散到外界环境中，极大地减少热风与大气的能量交换，减少了加热装置的能量提供，降低了在线堆焊修复的燃料使用费，此外，在待修复磨辊旋转时，钢丝层一定的形变能力，在防止空气交换的同时不会过多的提高为待修复磨辊提供动力的电机的负荷，使得本方案能够实现。

在大型立磨磨辊的在线堆焊过程中，通过如下步骤进行：

S1，清理大型立磨磨辊的表面的氧化皮、附着的污物，同时磨平大型立磨磨辊表面的棱角，有利于形成均匀的焊道；

S2，通过预热空气对大型立磨磨辊的焊接点之前长度为100～2300mm的辊面进行预热，并通过散热空气对大型立磨磨辊的焊接点之后长度为100～2300mm的辊面进行散热；

S3，在车平的辊面上采用多层多道焊接的方式堆焊焊丝，焊完一道后，接着焊下一道，直至将整个大型立磨磨辊的表面焊满；

S4，大型立磨磨辊的表面焊满后，破除表面焊渣，对大型立磨磨辊进行热处理；

S5，热处理完毕后，对大型立磨磨辊表面进行机械加工。

所述预热空气是指热风管道中的空气，所述散热空气是指回收管道中的空气，采用本发明的在线堆焊修复辅助设备对大型立磨磨辊进行修复时，堆焊形成的焊道与大型立磨磨辊的待修复外表面连接紧密，不易脱落，且焊道无裂纹、耐磨性符合修复要求。散热空气在带走焊接点产生的高温的同时，能够将焊接产生的高温转化为散热空气的温度，将散热空气和预热空气通过管道连接循环利用，在一定的焊接工艺条件下，散热空气吸收的热量可以基本抵消预热空气在输送过程中的热量损失，降低了加热所耗费的热能，减小了在线修复时热能的供给难度。

优选的，所述第一热能交换通道和第二热能交换通道沿热风管道的轴线方向相对的侧壁为均呈弧形，且第一热能交换通道的一对弧形侧壁和第二热能交换通道的一对弧形侧壁的弧度与待修复磨辊的外弧相配合。

优选的，所述钢丝层包括底板和若干个固设于底板上的钢丝，所述底板与热风管道和回收管道固定连接，所述钢丝的长度为2～50mm。

优选的，所述钢丝为钢丝束，所述钢丝束包括第一钢丝和第二钢丝，所述第一钢丝的直径大于第二钢丝，所述第二钢丝环绕设置在所述第一钢丝周围。

优选的，所述第一钢丝的直径为0.8mm～1.2mm，第二钢丝的直径为0.1mm～0.3mm。

优选的，所述钢丝束呈锥台状，所述钢丝束与底板连接的一端为锥台的小端。

优选的，所述钢丝束的中部设有紧固环。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的在线堆焊修复辅助设备，能够持续为待修复磨辊提供持续、长时间的加热效果，实现连续、长时间的堆焊修复工作，堆焊修复时无需将待修复磨辊进行拆卸、运输和装配，可节省大量的人力、物力和时间成本。钢丝层的设置能够有效避免热风吹散到外界环境中，极大地减少热风与大气的能量交换，减少了加热装置的能量提供，降低了在线堆焊修复的燃料使用费，此外，在待修复磨辊旋转时，钢丝层具有一定的形变能力，在防止空气交换的同时不会过多的提高为待修复磨辊提供动力的电机的负荷，使得本方案能够实现。

2.、本发明第一钢丝的直径大于第二钢丝，所述第二钢丝环绕设置在所述第一钢丝周围，第一钢丝为钢丝束提供了较大刚性，待修复磨辊旋转时，其位置较为固定，震动幅度较小，能够保证钢丝束位置的稳定性，第二钢丝的直径较小，数量较多，在待修复磨辊旋转时，由于其具有一定的长度，震动幅度较大，能够提高钢丝层内部空隙处空气流动的复杂性，进一步降低了热风与环境空气的交换量，提高了保温效果。

3、采用本发明的在线堆焊修复辅助设备对大型立磨磨辊进行修复时，堆焊形成的焊道与大型立磨磨辊的待修复外表面连接紧密，不易脱落，且焊道无裂纹、耐磨性符合修复要求。散热空气在带走焊接点产生的高温的同时，能够将焊接产生的高温转化为散热空气的温度，将散热空气和预热空气通过管道连接循环利用，在一定的焊接工艺条件下，散热空气吸收的热量可以基本抵消预热空气在输送过程中的热量损失，降低了加热所耗费的热能，减小了在线修复时热能的供给难度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的在线堆焊修复辅助设备的结构示意图。

图2是本发明的回收管道的结构示意图。

图3是本发明的钢丝层的结构示意图。

图4是本发明的钢丝束的非连接端的局部结构示意图。

图中，1、加热装置；11、进风口；12、热气输入口；13、热循环进风口；2、热风管道；3、回收管道；4、U形管；5、钢丝层；51、底板；52、第一钢丝；53、第二钢丝；54、紧固环；55、隔热棉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种在线堆焊修复辅助设备，包括加热装置1、热风管道2和回收管道3，所述加热装置1的顶部设有进风口11、热气输入口12和热循环进风口13，所述热风管道2的一端与热气输入口12连通，所述热风管道2的另一端通过U形管4与回收管道3的一端连通，所述回收管道3的另一端与热循环进风口13连通，所述热风管道2的侧壁上开设有第一热能交换通道，所述回收管道3的侧壁上开设有与第一热能交换通道相对于U形管4对称设置的第二热能交换通道，所述第一热能交换通道与第二热能交换通道的侧壁上均设有钢丝层5。

本发明提供的在线堆焊修复辅助设备，能够持续为待修复磨辊提供持续、长时间的加热效果，实现连续、长时间的堆焊修复工作，堆焊修复时无需将待修复磨辊进行拆卸、运输和装配，可节省大量的人力、物力和时间成本。钢丝层5的设置能够有效避免热风吹散到外界环境中，极大地减少热风与大气的能量交换，减少了加热装置1的能量提供，降低了在线堆焊修复的燃料使用费，此外，在待修复磨辊旋转时，钢丝层5具有一定的形变能力，在防止空气交换的同时不会过多的提高为待修复磨辊提供动力的电机的负荷，使得本方案能够实现。

在本实施例中，所述加热装置1为热风炉，也可以采用其它能够产生热能的设备，例如茶叶烘干炉、除湿炉等。

优选的，所述第一热能交换通道和第二热能交换通道沿热风管道2的轴线方向相对的侧壁为均呈弧形，且第一热能交换通道的一对弧形侧壁和第二热能交换通道的一对弧形侧壁的弧度与待修复磨辊的外弧相配合。

如图2所示，为了提高本发明的在线堆焊修复设备的应用范围，所述钢丝层5包括底板 51和若干个固设于底板51上的钢丝，所述底板51与热风管道2，以及回收管道3分别固定连接，优选为采用螺栓连接的方式固定，也可以采用焊接的方式固定，所述钢丝的长度为2～50mm，对于大型立磨磨辊而言，所述钢丝的长度优选为30～50mm。

进一步的说明，请参阅图1，本发明热风管道2的结构与图2所示的回收管道3的结构关于U形管4对称。

为了提高钢丝束的强度，减少钢丝束在待修复磨辊旋转过程中断裂现象的发生，如图3 所示，所述钢丝为钢丝束，所述钢丝束包括第一钢丝52和第二钢丝53，所述第一钢丝52的直径大于第二钢丝53，所述第二钢丝53环绕设置在所述第一钢丝52周围，第一钢丝52为钢丝束提供了较大刚性，待修复磨辊旋转时，其位置较为固定，震动幅度较小，能够保证钢丝束位置的稳定性，第二钢丝53的直径较小，数量较多，在待修复磨辊旋转时，由于其具有一定的长度，震动幅度较大，能够提高钢丝层5内部空隙处空气流动的复杂性，进一步降低了热风与环境空气的交换量，提高了保温效果。

在本实施例中，所述第一钢丝52的直径为0.8mm～1.2mm，第二钢丝53的直径为0.1mm～0.3mm。

为了提高所述钢丝束因震动对钢丝层5内部空隙处的空气流动的干扰性，所述钢丝束呈锥台状，所述钢丝束与底板51连接的一端为所述锥台的小端，如此设置增大了钢丝束与待修复磨辊接的接触端的震动幅度，尤其是第二钢丝53束的震动幅度。

优选的，所述钢丝束的中部设有紧固环54，紧固环54的设置提高了钢丝束的抗折强度和回复能够，能够增大钢丝束的震动效果，从而提高了钢丝层5防止空气对流的效果，提高隔热性。

如图4所示，为了进一步提高钢丝层5对热风和大气的隔离效果，所述第一钢丝52和第二钢丝53之间设有隔热棉55，在堆焊修复工作进行之前，所述隔热棉55可以部分突出第一钢丝52和第二钢丝53的非连接端，当待修复磨辊旋转时，隔热棉55受待修复磨辊的作用，多余的部分会形成渣渣掉落到地面上，从而使得隔热棉55与待修复磨辊之间具有最小的间距，进而提高了钢丝层5对热风和大气的隔离效果，此外，隔热棉55在变成渣渣掉落的时候，会形成一定的摩擦热能，减少了对待修复磨辊的预热时间，提高了在线堆焊修复的效率。

例如，在大型立磨磨辊的在线堆焊过程中，通过如下步骤进行：

S1，清理大型立磨磨辊的表面的氧化皮、附着的污物，同时磨平大型立磨磨辊表面的棱角，有利于形成均匀的焊道；

S2，通过预热空气对大型立磨磨辊的焊接点之前长度为100～2300mm的辊面进行预热，并通过散热空气对大型立磨磨辊的焊接点之后长度为100～2300mm的辊面进行散热；

S3，在车平的辊面上采用多层多道焊接的方式堆焊焊丝，焊完一道后，接着焊下一道，直至将整个大型立磨磨辊的表面焊满；

S4，大型立磨磨辊的表面焊满后，破除表面焊渣，对大型立磨磨辊进行热处理；

S5，热处理完毕后，对大型立磨磨辊表面进行机械加工。

所述预热空气是指热风管道2中的空气，所述散热空气是指回收管道3中的空气，采用本发明的在线堆焊修复辅助设备对大型立磨磨辊进行修复时，堆焊形成的焊道与大型立磨磨辊的待修复外表面连接紧密，不易脱落，且焊道无裂纹、耐磨性符合修复要求。散热空气在带走焊接点产生的高温的同时，能够将焊接产生的高温转化为散热空气的温度，将散热空气和预热空气通过管道连接循环利用，在一定的焊接工艺条件下，散热空气吸收的热量可以基本抵消预热空气在输送过程中的热量损失，降低了加热所耗费的热能，减小了在线修复时热能的供给难度。

本发明并不限于上述实例，在本发明的权利要求书所限定的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种变形或修改均受本专利的保护。

Claims (8)

1.一种在线堆焊修复辅助设备，包括加热装置(1)、热风管道(2)和回收管道(3)，所述加热装置(1)的顶部设有进风口(11)、热气输入口(12)和热循环进风口(13)，所述热风管道(2)的一端与热气输入口(12)连通，所述热风管道(2)的另一端通过U形管(4)与回收管道(3)的一端连通，所述回收管道(3)的另一端与热循环进风口(13)(11)连通，所述热风管道(2)的侧壁上开设有第一热能交换通道，所述回收管道(3)的侧壁上开设有与第一热能交换通道相对于U形管(4)对称设置的第二热能交换通道，所述第一热能交换通道与第二热能交换通道的侧壁上均设有钢丝层(5)。

2.根据权利要求1所述的在线堆焊修复辅助设备，其特征在于：所述第一热能交换通道和第二热能交换通道沿热风管道(2)的轴线方向相对的侧壁为均呈弧形，且第一热能交换通道的一对弧形侧壁和第二热能交换通道的一对弧形侧壁的弧度与待修复磨辊的外弧相配合。

3.根据权利要求1所述的在线堆焊修复辅助设备，其特征在于：所述钢丝层(5)包括底板(51)和若干个固设于底板(51)上的钢丝，所述底板(51)与热风管道(2)和回收管道(3)固定连接，所述钢丝的长度为2～50mm。

4.根据权利要求3所述的在线堆焊修复辅助设备，其特征在于：所述钢丝为钢丝束，所述钢丝束包括第一钢丝(52)和第二钢丝(53)，所述第一钢丝(52)的直径大于第二钢丝(53)，所述第二钢丝(53)环绕设置在所述第一钢丝(52)周围。

5.根据权利要求4所述的在线堆焊修复辅助设备，其特征在于：所述第一钢丝(52)的直径为0.8mm～1.2mm，第二钢丝(53)的直径为0.1mm～0.3mm。

6.根据权利要求5所述的在线堆焊修复辅助设备，其特征在于：所述钢丝束呈锥台状，所述钢丝束与底板(51)连接的一端为锥台的小端。

7.根据权利要求6所述的在线堆焊修复辅助设备，其特征在于：所述第一钢丝(52)和第二钢丝(53)之间设有隔热棉(55)。

8.根据权利要求6所述的在线堆焊修复辅助设备，其特征在于：所述钢丝束的中部设有紧固环(54)。