CN109877418A - 一种卷取侧导板的堆焊修复方法 - Google Patents

一种卷取侧导板的堆焊修复方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种卷取侧导板的堆焊修复方法,通过合理匹配耐磨合金堆焊材料及焊接工艺,堆焊金属硬度可达HRC42‑HRC48,从而使卷取侧导板在接近辊道面与带钢边部接触的区域获得良好的高温耐磨性,降低带钢边损、结疤等缺陷。718材质卷取侧导板经焊接修复后堆焊金属与基体金属结合良好,无裂纹、夹渣、气孔、未熔合等焊接缺陷,焊前不预热或低温预热,不需要堆焊过渡层,焊后不需进行热处理,其制造工艺简单,堆焊工序少、修复效率高,且能进行多次修复以降低生产成本,实现了卷取侧导板循环再利用。

Description

一种卷取侧导板的堆焊修复方法
技术领域
本发明属于钢铁材料焊接技术领域,特别涉及一种卷取侧导板的堆焊修复方法。
背景技术
热连轧机组侧导装置的主要作用是将带钢导入夹送辊并对带钢实施一定的夹紧力,防止带钢跑偏、带钢卷取过程中出现塔形、错层等缺陷,以保证钢卷端面整齐。由于卷取侧导板在接近辊道面的区域与带钢边部接触过程中剧烈的滑动摩擦,极易在侧导板面上磨出沟槽,磨损沟槽深度大于5mm-13mm就需更换,常规材质卷取侧导板基本上1-2个班就需更换,检修频率高。而选用耐磨性好的718材质侧导板,8-9个班才需更换,提高了机组的作业率。
为了降低生产成本,延长侧导板的使用寿命,一般对磨损后的侧导板采用堆焊技术实施修复处理,以实现导板的再利用。目前一般采用ER50-6实芯焊丝气体保护焊对侧导板磨损沟槽进行补焊处理并打磨,补焊后的焊缝金属硬度仅为HRC20左右,在此剧烈摩擦工况条件下,补焊区域极易磨损,虽然进行了及时的维护,但劳动强度大,生产成本高。对718材质侧导板,若采用常规的修补办法进行磨损区域的修复,不足之处在于补焊区域不耐磨,容易快速磨损失效;若采用耐磨合金进行堆焊修复,若选用的焊接材料及焊接工艺不当,堆焊修复时易产生裂纹,且在堆焊金属及基体结合界面处易形成沿晶网状或树枝状的亚共晶结构,造成堆焊合金层碎裂剥落,剥落的碎块极易被带入卷取机,压入钢板表面造成质量缺陷,堆焊产生的裂纹甚至延伸到基体而使之失效,严重影响侧导板的服役寿命。
发明内容
本发明的目的是为解决上述存在的问题和不足,提供一种卷取侧导板的堆焊修复方法,通过合理匹配耐磨合金堆焊材料及焊接工艺,获得高硬度的堆焊层,从而使卷取侧导板在接近辊道面与带钢边部接触的区域获得良好的高温耐磨性,降低带钢边损、结疤等缺陷。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种卷取机侧导板的堆焊修复方法,包括以下步骤:
(1)焊前准备:将卷取机的718材质侧导板磨损沟槽区域用碳弧气刨加工成U形坡口,并打磨清除坡口内侧碳化层及坡口两侧各30-50mm范围内至露出金属色光泽,坡口内侧平整光滑;
(2)焊接修复:采用80%Ar+20%CO2混合气体保护焊、耐磨堆焊药芯焊丝对卷取侧导板进行堆焊,每焊完一道焊缝立即锤击焊缝表面;清除焊道间杂物,焊缝收弧处填满弧坑;逐层焊接直至焊缝填满为止;
(3)焊后清理:焊接结束以后,焊缝冷却到室温环境下,将焊道打磨至与卷取侧导板表面平齐。
进一步,所述的卷取侧导板堆焊修复方法中U形坡口角度为20±5°,坡口底部圆弧过渡,坡口面宽度为10-28mm,深度为7-14mm。
进一步,所述的卷取侧导板堆焊修复方法中焊接修复前,当环境温度≥5℃时,718材质侧导板焊前不预热;当环境温度<5℃时,718材质侧导板焊前80-120℃预热。
进一步,所述的卷取侧导板堆焊修复方法中耐磨堆焊药芯焊丝直径为1.6mm,其合金体系为低碳Cr-Mo-Ni合金,化学组分按照重量百分比计包括:C0.1-0.2%,Si0.5-1.0%,Mn0.5-1.0%,Cr9.0-10.0%,Mo2.0-3.0%,Ni1.5-2.0%,P≤0.01%,S≤0.01%,余量为Fe及不可避免的杂质。
进一步,所述的卷取侧导板堆焊修复方法中打底焊道焊接电流为200A-240A,电弧电压21-26V,焊接速度4.0-5.5mm/s,打底焊时直线运条不摆动;填充及盖面焊道焊接电流300-360A,电弧电压28-34V,焊接速度3.0-5.0mm/s,摆焊运条;连续焊接,焊后不需要进行热处理;焊缝收弧端填满弧坑,收弧电流200-220A,收弧电压20-24V。
更进一步,所述的卷取侧导板堆焊修复方法中堆焊金属的组织为马氏体+残余奥氏体,硬度为HRC42-48。
与现有技术相比较,本发明具有如下有益效果:
1、本发明中使用的耐磨堆焊药芯焊丝具有优良的抗金属间高温磨损性能,焊后堆焊金属硬度可达HRC44-HRC48,从而使卷取侧导板在接近辊道面与带钢边部接触的区域获得良好的高温耐磨性,进而达到延长所述卷取侧导板使用寿命的目的,且能进行多次修复,实现了所述718材质卷取侧导板的循环再利用。
2、通过合理匹配耐磨合金堆焊材料及焊接工艺,控制焊缝金属相转变过程,焊后堆焊金属得到马氏体和一定比例的残余奥氏体的复合组织,可提高裂纹形核功和阻止裂纹扩展,较好解决了高硬度、高耐磨性与冷焊抗裂纹性的矛盾,实现了718材质卷取侧导板不预热焊接或低温预热。
3、本发明中718材质卷取侧导板经焊接修复后焊缝外观成形良好,焊接接头熔合情况良好,堆焊金属与基体金属结合良好,无裂纹、夹渣、气孔、未熔合等焊接缺陷。
4、本发明中当环境温度≥5℃时,可不预热冷焊;当环境温度<5℃时,焊前进行低温预热,预热温度为80-120℃。不需要堆焊过渡层,焊后不需进行热处理,其制造工艺简单,堆焊工序少、修复效率高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的具体说明。
一种卷取侧导板堆焊修复方法,包括以下步骤:
(1)焊前准备:
将718材质卷取侧导板磨损沟槽区域用碳弧气刨加工成U形坡口,U形坡口角度为20±5°,坡口底部圆弧过渡,坡口面宽度为10-28mm,深度为7-14mm;
用角磨机打磨清除坡口内侧碳化层及坡口两侧各30-50mm范围内至露出金属色光泽,坡口内侧应平整光滑。
(2)焊接修复
当环境温度≥5℃时,所述的718材质卷取侧导板焊前不预热;当环境温度<5℃时,焊前预热80-120℃。
采用80%Ar+20%CO2混合气体保护焊、耐磨堆焊药芯焊丝对卷取侧导板进行堆焊;
所用耐磨堆焊药芯焊丝直径为1.6mm,其合金体系为低碳Cr-Mo-Ni合金,化学组分按照重量百分比计包括:C:0.1-0.2%,Si:0.5-1.0%,Mn:0.5-1.0%,Cr:9.0-10.0%,Mo:2.0-3.0%,Ni:1.5-2.0%,P≤0.01%,S≤0.01%,余量为Fe及不可避免的杂质;
打底焊道焊接电流为200-240A,电弧电压21-26V,焊接速度4.0-5.5mm/s,打底焊时直线运条不摆动;填充及盖面焊道焊接电流300-360A,电弧电压28-34V,焊接速度3.0-5.0mm/s,摆焊运条,连续焊接,焊后不需要进行热处理。焊缝收弧端注意要填满弧坑,收弧电流200-220A,收弧电压20-24V;
每焊完一道焊缝立即用平底锤锤击焊缝表面以消除焊接应力;焊道间要将药皮等杂物清除干净,以防止夹渣。焊缝收弧处要填满弧坑;逐层焊接直至焊缝填满为止。
(3)焊后清理:焊接结束以后,焊缝冷却到室温环境下将焊道打磨至与卷取侧导板表面平齐。
通过上述卷取侧导板堆焊修复方法后堆焊金属的组织为马氏体+残余奥氏体,硬度为HRC42-48。本发明中718材质卷取侧导板经焊接修复后焊缝外观成形良好,焊接接头熔合情况良好,堆焊金属与基体金属结合良好,无裂纹、夹渣、气孔、未熔合等焊接缺陷
实施例1
在本实施例中,采用本发明中的卷取侧导板堆焊修复方法对磨损沟槽深度为5-7mm的718材质卷取侧导板进行修复。
步骤1:焊前准备
(1)将718材质卷取侧导板磨损沟槽区域用碳弧气刨加工成U形坡口,U形坡口角度为23-25°,坡口底部圆弧过渡,坡口面宽度为10-12mm,深度为7-9mm。
(2)用角磨机打磨清除坡口内侧碳化层及坡口两侧各30-50mm范围内至露出金属色光泽,坡口内侧应平整光滑。
步骤2:焊接修复
(1)当环境温度≥5℃,所述的718材质卷取侧导板焊前不预热;当环境温度<5℃时,焊前预热80-120℃后进行焊接。
(2)匹配直径为1.6mm的耐磨堆焊药芯焊丝,其合金体系为低碳Cr-Mo-Ni合金,化学组分按照重量百分比计包括:C:0.1-0.2%,Si:0.5-1.0%,Mn:0.5-1.0%,Cr:9.0-10.0%,Mo:2.0-3.0%,Ni:1.5-2.0%,P≤0.01%,S≤0.01%,余量为Fe及不可避免的杂质。
(3)采用80%Ar+20%CO2混合气体保护焊进行推焊,打底焊道焊接电流为200-220A,电弧电压为21-23V,焊接速度为4.0mm/s,打底焊时直线运条不摆动;填充及盖面焊道焊接电流300-320A,电弧电压28-30V,焊接速度3.0mm/s,摆焊运条,逐层连续焊接,直至U形坡口焊满,焊缝收弧端注意要填满弧坑,收弧电流为200-220A,收弧电压为20-24V。焊后不需要进行热处理。
(4)每焊完一道焊缝立即用平底锤锤击焊缝表面以消除焊接应力;焊道间要将药皮等杂物清除干净,以防止夹渣。
步骤3:焊后清理
焊接结束以后,焊缝冷却到室温环境下将焊道打磨至与卷取侧导板表面平齐。
经对采用上述方法堆焊修复的718材质卷取侧导板进行着色探伤及超声波探伤,堆焊金属与基体金属结合良好,无裂纹、夹渣、未熔合等焊接缺陷。堆焊金属硬度在HRC45-C48之间。
实施例2
在本实施例中,采用本发明中的卷取侧导板堆焊修复方法对磨损沟槽深度为11-13mm的718材质卷取侧导板进行修复。
步骤1:焊前准备
(1)将718材质卷取侧导板磨损沟槽区域用碳弧气刨加工成U形坡口,U形坡口角度为15-18°,坡口底部圆弧过渡,坡口面宽度为25-28mm,深度为12-14mm。
(2)用角磨机打磨清除坡口内侧碳化层及坡口两侧各30-50mm范围内至露出金属色光泽,坡口内侧应平整光滑。
步骤2:焊接修复
(1)当环境温度≥5℃,所述的718材质卷取侧导板焊前不预热冷焊;当环境温度<5℃时,焊前预热80-120℃后进行焊接。
(2)匹配直径为1.6mm的耐磨堆焊药芯焊丝,其合金体系为低碳Cr-Mo-Ni合金,化学组分按照重量百分比计包括:C:0.1-0.2%,Si:0.5-1.0%,Mn:0.5-1.0%,Cr:9.0-10.0%,Mo:2.0-3.0%,Ni:1.5-2.0%,P≤0.01%,S≤0.01%,余量为Fe及不可避免的杂质。
(3)采用80%Ar+20%CO2混合气体保护焊进行堆焊,打底焊道焊接电流为220-240A,电弧电压为24-26V,焊接速度为5.5mm/s,打底焊时直线运条不摆动;填充及盖面焊道焊接电流为340-360A,电弧电压为32-34V,焊接速度为5.0mm/s,摆焊运条,逐层连续焊接,直至U形坡口焊满,焊缝收弧端注意要填满弧坑,收弧电流200-220A,收弧电压20-24V。焊后不需要进行热处理。
(4)每焊完一道焊缝立即用平底锤锤击焊缝表面以消除焊接应力;焊道间要将药皮等杂物清除干净,以防止夹渣。
步骤3:焊后清理
焊接结束以后,焊缝冷却到室温环境下将焊道打磨至与卷取侧导板表面平齐。
经对采用上述方法堆焊修复的718材质卷取侧导板进行着色探伤及超声波探伤,堆焊金属与基体金属结合良好,无裂纹、夹渣、未熔合等焊接缺陷。堆焊金属硬度在HRC42-45之间。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种卷取侧导板的堆焊修复方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)焊前准备:将卷取机的718材质侧导板磨损沟槽区域用碳弧气刨加工成U形坡口,并打磨清除坡口内侧碳化层及坡口两侧各30-50mm范围内至露出金属色光泽,坡口内侧平整光滑;
(2)焊接修复:采用80%Ar+20%CO2混合气体保护焊、耐磨堆焊药芯焊丝对卷取侧导板进行堆焊,每焊完一道焊缝立即锤击焊缝表面;清除焊道间杂物,焊缝收弧处填满弧坑;逐层焊接直至焊缝填满为止;
(3)焊后清理:焊接结束以后,焊缝冷却到室温环境下,将焊道打磨至与卷取侧导板表面平齐。
2.根据权利要求1所述的卷取侧导板的堆焊修复方法,其特征在于,所述U形坡口角度为20±5°,坡口底部圆弧过渡,坡口面宽度为10-28mm,深度为7-14mm。
3.根据权利要求1所述的卷取侧导板的堆焊修复方法,其特征在于,所述焊接修复前,当环境温度≥5℃时,718材质侧导板焊前不预热;当环境温度<5℃时,718材质侧导板焊前80-120℃预热。
4.根据权利要求1所述的卷取侧导板的堆焊修复方法,其特征在于,所述耐磨堆焊药芯焊丝直径为1.6mm,其合金体系为低碳Cr-Mo-Ni合金,化学组分按照重量百分比计包括:C0.1-0.2%,Si0.5-1.0%,Mn0.5-1.0%,Cr9.0-10.0%,Mo2.0-3.0%,Ni1.5-2.0%,P≤0.01%,S≤0.01%,余量为Fe及不可避免的杂质。
5.根据权利要求1所述的卷取侧导板的堆焊修复方法,其特征在于,所述打底焊道焊接电流为200-240A,电弧电压21-26V,焊接速度4.0-5.5mm/s,打底焊时直线运条不摆动;填充及盖面焊道焊接电流300-360A,电弧电压28-34V,焊接速度3.0-5.0mm/s,摆焊运条;连续焊接,焊后不需要进行热处理;焊缝收弧端填满弧坑,收弧电流200-220A,收弧电压20-24V。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的卷取侧导板的堆焊修复方法,其特征在于,所述堆焊金属的组织为马氏体+残余奥氏体,硬度为HRC42-48。
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