CN112122878A - 一种回转窑托轮表面缺陷的修复方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种回转窑托轮表面缺陷的修复方法，涉及水泥生产技术领域。其中，回转窑托轮表面缺陷的修复方法包括步骤1：对托轮表面的缺陷处进行清理，形成U形凹陷状的待焊区域；步骤2：在所述待焊区域的底部采用ENiFe‑3镍基合金焊条焊接形成打底层；步骤3：在所述打底层上采用503焊条叠加焊接多层结构层，形成补焊区块；步骤4：对所述待焊区域的所述补焊区块的表面进行打磨；步骤5：检查所述待焊区域的焊接质量；其中，所述打底层和所述结构层的焊接过程执行冷焊法焊接工艺。本申请技术方案可以实现回转窑托轮表面缺陷的可靠修复，保证托轮在焊接后不会再产生应力变形和焊缝边界裂缝，确保修复质量和使用寿命。

Description

一种回转窑托轮表面缺陷的修复方法

技术领域

本申请涉及水泥生产技术领域，尤其涉及一种回转窑托轮表面缺陷的修复方法。

背景技术

回转窑是水泥生产企业的核心和关键设备，而托轮是回转窑最重要的支承部件，回转窑在运行的过程中托轮承受交变载荷，最大剪切应力作用在托轮表面，当接触应力超过托轮表面某一部位的接触疲劳强度时，就会在托轮表面形成微细裂纹，随着载荷的继续作用，微细裂纹会由托轮的表面向纵深方向进一步发展，直至贯通脆断从而造成表面脱落破坏。

现有技术中，在托轮的剥落损坏处的焊接多采用加热焊接，消氢处理和焊后热处理工艺，但在线焊接很难达到工艺要求的温度和焊后热处理的温度，且焊后热变形较大，容易产生焊缝边界裂纹。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种回转窑托轮表面缺陷的修复方法，以实现回转窑托轮表面缺陷的可靠修复，确保焊接无缺陷。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供如下技术方案：

本申请第一方面提供一种回转窑托轮表面缺陷的修复方法，该回转窑托轮表面缺陷的修复方法包括：

步骤1：对托轮表面的缺陷处进行清理，形成U形凹陷状的待焊区域；

步骤2：在所述待焊区域的底部采用ENiFe-3镍基合金焊条焊接形成打底层；

步骤3：在所述打底层上采用503焊条叠加焊接多层结构层，形成补焊区块；

步骤4：对所述待焊区域的所述补焊区块的表面进行打磨；

步骤5：检查所述待焊区域的焊接质量；

其中，所述打底层和所述结构层的焊接过程执行冷焊法焊接工艺。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述步骤1中所述对托轮表面的缺陷处进行清理，形成U形凹陷状的待焊区域，具体为：

采用气刨机清除所述托轮表面的剥落处，直至探伤检查无裂纹为止，形成U形凹陷状的所述待焊区域。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述步骤1中所述对托轮表面的缺陷处进行清理，形成U形凹陷状的待焊区域，还包括：

将所述待焊区域打磨光滑，并对待焊区域的表面进行烘烤，去除水汽。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述步骤2中在所述待焊区域的底部采用ENiFe-3镍基合金焊条焊接形成打底层，具体为：

将所述焊接区域表面加热至50℃，采用ENiFe-3镍基合金焊条，并采用直流反接擦滑法起弧，每次焊接长度不大于30mm，局部温升不高于80℃，直至将所述待焊区域的底部完全覆盖，形成所述打底层。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述打底层的厚度为3.5mm。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述步骤3中在所述打底层上采用503焊条叠加焊接多层结构层，形成补焊区块，具体为：

采用503焊条并采用横焊或爬坡焊的焊接方法焊接形成结构层，每一层所述结构层形成并将表面清理后叠加焊接下一层所述结构层，直至形成所述补焊区块将所述待焊区域填充。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，每层所述结构层的厚度为3-5mm。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述补焊区块的顶部低于所述托轮表面0.05-0.1mm。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述步骤5中所述检查所述待焊区域的焊接质量，具体为：

在所述待焊区域采用超声波探伤或表面着色探伤。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述打底层和所述结构层的焊接过程中，每次焊接完成后进行敲击去除应力处理。

相较于现有技术，本申请第一方面提供的回转窑托轮表面缺陷的修复方法，通过对托轮表面的缺陷处进行清理，形成U形凹陷状的待焊区域，并采用ENiFe-3镍基合金焊条在焊接区域的底部焊接形成打底层，在打底层上采用503焊条叠加焊接多层结构层以形成补焊区块，以填补焊接区域，在焊接完成后及时对焊接区域进行打磨和质量检查，其中的打底层和结构层的焊接均冷焊法的焊接工艺，焊接温度容易达到，可保证对焊接温度的稳定、精确控制，且可保证托轮在焊接后不会再产生应力变形和焊缝边界裂缝，确保修复质量和使用寿命，能够解决现有技术中采用加热焊接的修复方法所存在的很难达到工艺要求的焊接温度和焊后热处理的温度，以及焊后热变形大，容易产生焊接边界裂缝的问题。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1示意性地示出了一种回转窑托轮表面缺陷的修复方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

托轮是回转窑最重要的支承部件，具有承载负荷大、工作环境差、连续性运转、维修费时费工等特点，托轮装置的运行状况好坏直接影响整个回转窑系统的正常运转，影响系统运转率及熟料产量。回转窑在运行的过程中托轮承受交变载荷，最大剪切应力作用在托轮表面，当接触应力超过托轮表面某一部位的接触疲劳强度时，就会在托轮表面形成微细裂纹，随着载荷的继续作用，微细裂纹会由托轮的表面向纵深方向进一步发展，直至贯通脆断从而造成表面脱落破坏。

托轮的材质可以为ZG42CrMo，该材质制成的凸轮结构的焊接脆硬性高，焊接时热影响区产生的脆硬马氏体组织有产生裂纹的倾向，同时托轮尺寸大焊接后变形补偿能力差，且传热快，致焊接时应力较大，金属焊接能力下降。在托轮表面产生裂纹及剥落等破坏时需要对该区域进行修复，现有技术中，常用的托轮修复方式为：采用加热焊接，消氢处理和焊后热处理工艺，采用这种修复方法存在以下缺点：1、在线焊接很难达到工艺要求的焊接温度和焊后热处理的温度，会影响托轮修复效果；2、焊后热变形大，容易产生焊接边界裂缝，同样无法保证托轮修复的可靠性。

实施例一

参见附图1所示，为解决上述现有技术采用加热焊接的修复方法存在的缺陷，本发明的实施例一提出一种回转窑托轮表面缺陷的修复方法，该回转窑托轮表面缺陷的修复方法包括：

步骤1：对托轮表面的缺陷处进行清理，形成U形凹陷状的待焊区域；

具体的，在对托轮表面的缺陷处进行焊接修复之间，需要将托轮表面的缺陷处进行清理，清楚缺陷处的剥落及不规整处，直至探伤至无裂纹为止，形成U形凹陷状的待焊区域，该待焊区域的形成可以通过采用气刨机处理缺陷处从而形成，U形凹陷状的待焊区域的边角可设置为R≥15mm，但不限于此，将待焊区域处理光滑，并去除水汽即可进行后续的焊接过程。

步骤2：在所述待焊区域的底部采用ENiFe-3镍基合金焊条焊接形成打底层；

步骤3：在所述打底层上采用503焊条叠加焊接多层结构层，形成补焊区块；

其中，所述打底层和所述结构层的焊接过程执行冷焊法焊接工艺。

具体的，本实施例提出的修复方法采用冷焊法的焊接工艺，具体包括：首先进行打底层的焊接，打底层的焊接材料选择ENiFe-3镍基合金焊条，焊接形成打底层，打底层完全覆盖待焊区域的底部，为保证根部焊道的热影响区不产生或者减少产生脆硬组织，减少氢的有害作用，为此选用焊接材料为ENiFe-3镍基合金焊条，敷料金属含有适量錳、钼和铌，此焊条的抗裂性好，镍基合金对碳和氢的溶解能力较强，焊缝金属具有较高的塑形和韧性。在打底层焊接完成后，在打底层上采用503焊条叠加焊接多层结构层，形成补焊区块以将待焊区域填充，为确保托轮在焊接和使用中不产生裂纹，焊接材料选择弱强度高的韧性材料503焊条。打底层及结构层的焊接均执行冷焊法的焊接工艺，焊接温度容易达到，可保证对焊接温度的稳定、精确控制，且可保证托轮在焊接后不会再产生应力变形和焊缝边界裂缝，确保修复质量和使用寿命。

步骤4：对所述待焊区域的所述补焊区块的表面进行打磨；

具体的，在打底层以及打底层上的焊接区块焊接完成后，需要对焊接区域的表面进行打磨操作，且可以采用圆弧样板和直尺交互检查打磨情况。

步骤5：检查所述待焊区域的焊接质量；

具体的，最后进行焊接后的质量检查，可以采用超声波探伤或者表面着色探伤的方式对焊接区域进行探伤检查，确保焊接不存在缺陷。

根据上述所列，本发明实施例提出一种回转窑托轮表面缺陷的修复方法，通过对托轮表面的缺陷处进行清理，形成U形凹陷状的待焊区域，并采用ENiFe-3镍基合金焊条在焊接区域的底部焊接形成打底层，在打底层上采用503焊条叠加焊接多层结构层以形成补焊区块，以填补焊接区域，在焊接完成后及时对焊接区域进行打磨和质量检查，其中的打底层和结构层的焊接均冷焊法的焊接工艺，焊接温度容易达到，可保证对焊接温度的稳定、精确控制，且可保证托轮在焊接后不会再产生应力变形和焊缝边界裂缝，确保修复质量和使用寿命。

进一步的，在具体实施中，所述步骤1中所述对托轮表面的缺陷处进行清理，形成U形凹陷状的待焊区域，具体为：

采用气刨机清除所述托轮表面的剥落处，直至探伤检查无裂纹为止，形成U形凹陷状的所述待焊区域。

具体的，为了实现对托轮表面的缺陷处的清理，本发明采取的技术方案中，可以采用气刨机清除托轮表面的剥落处，气刨机利用碳极与金属之间的高温电流，将金属局部加热至熔化状态，并探伤检查直至无裂纹为止，可保证修复的彻底性，在清理后可在托轮的缺陷处形成U形凹陷状的待焊区域，以待后续的焊接修复。

进一步的，在具体实施中，所述步骤1中所述对托轮表面的缺陷处进行清理，形成U形凹陷状的待焊区域，还包括：

将所述待焊区域打磨光滑，并对待焊区域的表面进行烘烤，去除水汽。

具体的，在对托轮表面的缺陷处清理形成U形凹陷状的待焊区域后，为了实现待焊区域焊接修复的可靠性，保证修复的质量，本发明采取的技术方案中，需要对形成的焊接区域进行打磨，使焊接区域的表面光滑，并采用焊枪对焊接区域的表面进行烘烤，区域表面的水汽。

进一步的，在具体实施中，所述步骤2中在所述待焊区域的底部采用ENiFe-3镍基合金焊条焊接形成打底层，具体为：

将所述焊接区域表面加热至50℃，采用ENiFe-3镍基合金焊条，并采用直流反接擦滑法起弧，每次焊接长度不大于30mm，局部温升不高于80℃，直至将所述待焊区域的底部完全覆盖，形成所述打底层。

具体的，本发明采取的技术方案中，打底层的具体焊接方法为：先将焊接区域以及周边区域的表面加热至50℃，且该温度应保持至焊接完毕，再采用ENiFe-3镍基合金焊条，选用的ENiFe-3镍基合金焊条的直径可以为3.2mm，并采用直流反接擦滑发起弧，且不得在非焊接部位引弧，焊接的过程中严格执行冷焊工艺，每次焊接长度应小于等于30mm，分多次继续进行焊接，以避免局部温升过高，应保证局部温升不高于80℃，每次焊接完成后及时对焊接的结构层的表面进行锤击去除应力，最后在U形凹陷状的待焊区域的底部形成一层打底层。

进一步的，在具体实施中，所述打底层的厚度可以为3.5mm，但不限于此。

进一步的，在具体实施中，所述步骤3中在所述打底层上采用503焊条叠加焊接多层结构层，形成补焊区块，具体为：

采用503焊条并采用横焊或爬坡焊的焊接方法焊接形成结构层，每一层所述结构层形成并将表面清理后叠加焊接下一层所述结构层，直至形成所述补焊区块将所述待焊区域填充。

具体的，本发明采取的技术方案中，结构层及补焊区块的形成方式具体为：在打底层的上部，采用的焊材为503焊条，操作方法为横焊或爬坡焊的焊接方法，焊接过程中控制电弧不能摆动，每次起弧位置要错开，每层结构层的焊接厚度应控制在3-5mm为宜，每一层结构层焊接完成后均应该将表面焊渣清楚干净，并对表面进行锤击以去除应力，再进行下一层结构层的焊接，严格执行冷焊工艺，控制焊接的速度，保证每层焊接的局部温升不高于80℃，结构层的层数根据焊接区域的深度决定，使由多层结构层形成的补焊区块能够将待焊区域填充。

进一步的，在具体实施中，每层所述结构层的厚度范围可以为3-5mm，具体的厚度此处不作具体限定。

进一步的，在具体实施中，所述补焊区块的顶部可低于所述托轮表面0.05-0.1mm。

具体的，本发明采取的技术方案中，焊接后的焊接区域内的补焊区块的顶部表面宜低于托轮表面0.05-0.1mm，或至少应保证与托轮表面平齐，但不能高于托轮表面，以免接触应力剧增造成新的点蚀和振动，补焊区块的顶部表面的高度可在后续打磨后进行具体判断和确定。

进一步的，在具体实施中，所述步骤5中所述检查所述待焊区域的焊接质量，具体为：

在所述待焊区域采用超声波探伤或表面着色探伤。

具体的，为保证托轮表面缺陷处的修复焊接质量和效果，本发明采取的技术方案中，在补焊区块焊接完成后，可对焊接区域进行质量检测，具体的质量检查的方法可以为通过超声波探伤或表面着色探伤。

进一步的，在具体实施中，所述打底层和所述结构层的焊接过程中，每次焊接完成后进行敲击去除应力处理。

具体的，本发明采取的技术方案中，打底层和结构层的焊接过程中，应该进行敲击去除应力处理，具体应该在打底层和结构层焊接中的每一次焊接操作完成后，例如，在打底层的一个焊接长度焊接完成后，以及补焊区块的一层结构层焊接完成后进行焊接表面的敲击操作，以去除表面应力。

需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种回转窑托轮表面缺陷的修复方法，其特征在于，包括：

步骤1：对托轮表面的缺陷处进行清理，形成U形凹陷状的待焊区域；

步骤2：在所述待焊区域的底部采用ENiFe-3镍基合金焊条焊接形成打底层；

步骤3：在所述打底层上采用503焊条叠加焊接多层结构层，形成补焊区块；

步骤4：对所述待焊区域的所述补焊区块的表面进行打磨；

步骤5：检查所述待焊区域的焊接质量；

其中，所述打底层和所述结构层的焊接过程执行冷焊法焊接工艺。

2.根据权利要求1所述的回转窑托轮表面缺陷的修复方法，其特征在于，

所述步骤1中所述对托轮表面的缺陷处进行清理，形成U形凹陷状的待焊区域，具体为：

采用气刨机清除所述托轮表面的剥落处，直至探伤检查无裂纹为止，形成U形凹陷状的所述待焊区域。

3.根据权利要求2所述的回转窑托轮表面缺陷的修复方法，其特征在于，

所述步骤1中所述对托轮表面的缺陷处进行清理，形成U形凹陷状的待焊区域，还包括：

将所述待焊区域打磨光滑，并对待焊区域的表面进行烘烤，去除水汽。

4.根据权利要求1所述的回转窑托轮表面缺陷的修复方法，其特征在于，

所述步骤2中在所述待焊区域的底部采用ENiFe-3镍基合金焊条焊接形成打底层，具体为：

将所述焊接区域表面加热至50℃，采用ENiFe-3镍基合金焊条，并采用直流反接擦滑法起弧，每次焊接长度不大于30mm，局部温升不高于80℃，直至将所述待焊区域的底部完全覆盖，形成所述打底层。

5.根据权利要求4所述的回转窑托轮表面缺陷的修复方法，其特征在于，

所述打底层的厚度为3.5mm。

6.根据权利要求1所述的回转窑托轮表面缺陷的修复方法，其特征在于，

所述步骤3中在所述打底层上采用503焊条叠加焊接多层结构层，形成补焊区块，具体为：

采用503焊条并采用横焊或爬坡焊的焊接方法焊接形成结构层，每一层所述结构层形成并将表面清理后叠加焊接下一层所述结构层，直至形成所述补焊区块将所述待焊区域填充。

7.根据权利要求6所述的回转窑托轮表面缺陷的修复方法，其特征在于，

每层所述结构层的厚度为3-5mm。

8.根据权利要求6所述的回转窑托轮表面缺陷的修复方法，其特征在于，

所述补焊区块的顶部低于所述托轮表面0.05-0.1mm。

9.根据权利要求1所述的回转窑托轮表面缺陷的修复方法，其特征在于，

所述步骤5中所述检查所述待焊区域的焊接质量，具体为：

在所述待焊区域采用超声波探伤或表面着色探伤。

10.根据权利要求1所述的回转窑托轮表面缺陷的修复方法，其特征在于，

所述打底层和所述结构层的焊接过程中，每次焊接完成后进行敲击去除应力处理。

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