CN115026456A - 采用新成分焊丝及焊接工艺以提升轧辊焊补质量的方法 - Google Patents

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张斌
周伟基
何德永
杨毓永
牟家林
郭东旭
崔金鹏
常春丽
李荣生
杨冰
张志刚
刘新建
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Abstract

本发明公开采用新成分焊丝及焊接工艺以提升轧辊焊补质量的方法，通过采用自制DT550焊丝焊补，达到提升轧辊硬度，改善耐磨性，进而提高轧辊过钢量、提升产品质量及产量的目的。选用DT550焊丝，DT550焊丝增加镍、钼元素含量，镍可提高硬度及韧性，钼可形成Mo2C等碳化物；轧辊焊补后二次回火，以30℃～50℃/h升温520℃保温22h，随炉冷至100℃后空冷，再以30℃～50℃/h升温500℃保温20h，随炉冷至100℃后空冷回火，回火后弥散碳化物可大幅度提升硬度及耐磨性。本发明的优点：工艺固化后轧辊硬度(HB)平均可达401，且耐磨性有很大提高，轧辊过钢量平均可达34454吨/副。

Description

采用新成分焊丝及焊接工艺以提升轧辊焊补质量的方法
技术领域
本发明属于金属焊接工艺范畴，具体涉及一种采用新成分焊丝及焊补工艺以提升轧辊焊补质量的方法。
背景技术
轧辊在高温、磨损和冲击条件下工作，产生老化其形式主要有磨损、热龟裂、起皱、鼓包等。目前60CrMnMo钢轧辊焊补采用3Cr13焊丝、焊剂HJ260，轧辊硬度(HBW)260～300，硬度低导致轧辊不耐磨，老化速度快，过钢量仅17000吨左右，严重制约产品质量及产量。
发明内容
本发明公开采用新成分焊丝及焊接工艺以提升轧辊焊补质量的方法，通过采用自制DT550焊丝焊补，达到提升轧辊硬度，改善耐磨性，进而提高轧辊过钢量、提升产品质量及产量的目的。
焊丝材质及热处理优化：
1.选用DT550焊丝代替3Cr13焊丝，成分对比见表1。DT550焊丝增加镍、钼元素，镍可提高硬度及韧性，钼可形成Mo2C等碳化物，回火后弥散碳化物可大幅度提升硬度及耐磨性。
表1焊丝化学成分
Figure BDA0003709292140000011
2.对DT550焊丝回火工艺研究，具体数据见表2。500℃回火后硬度(HRC)最高，达到51～53。观察X500倍金相，500℃回火为回火马氏体，析出碳化物更多更弥散，碳化物弥散强化效果最佳，见图1、图2、图3。
表2DT550焊丝不同回火工艺对应硬度
Figure BDA0003709292140000021
3.DT550焊丝焊补工艺流程：
⑴轧辊焊补前的表面车削清理，将水纹等缺陷清理干净；
⑵轧辊焊补前预热：预热温度280℃～320℃，保温6h～10h，保温时间根据现场实际情况进行适当调整，预热工艺曲线见图4；
⑶轧辊堆补参数：现场焊接操作时根据实际情况适当调节使用，焊丝为DT550，焊丝直径∮4mm；
堆焊电流：500A～800A；
焊接电压：33V～42V；
焊丝干伸长：焊丝直径的5～10倍；
焊接速度：28m/h～40m/h；
送丝速度：30m/h～120m/h；
⑷轧辊堆焊后二次回火，以30℃～50℃/h升温520℃保温22h，随炉冷至100℃后空冷，再以30℃～50℃/h升温500℃保温20h，随炉冷至100℃后空冷回火，二次回火工艺曲线见图5。
本发明的发明点：⑴成分的发明点：镍、钼合金，镍可提高硬度及韧性，钼可形成Mo2C等碳化物，回火后弥散碳化物可大幅度提升轧辊硬度及耐磨性；⑵回火工艺的发明点：二次回火提高组织稳定性，减少残余奥氏体，并能充分析出锰元素形成Mo2C碳化物提升硬度及耐磨性。
本发明的优点：
工艺固化后轧辊硬度(HB)平均可达401，且耐磨性有很大提高，轧辊过钢量平均可达34454吨/副，下线轧辊磨损较3Cr13轧辊磨损也有很大改善。
附图说明
图1为DT550焊丝450℃回火金相照片(500倍)；
图2为DT550焊丝500℃回火马氏体金相照片(500倍)；
图3为DT550焊丝550℃回火金相照片(500倍)；
图4为轧辊预热工艺曲线：
图5为轧辊二次回火工艺曲线。
具体实施方式
实施例1
1.选用DT550焊丝，成分见表1。
2.DT550焊丝焊补轧辊工艺流程：包括轧辊焊补前表面清理、清理后轧辊的预热、轧辊自动埋弧焊堆焊、轧辊焊补后的回火处理、后期轧辊的车削加工。
⑴表面车削清理，将水纹等缺陷清理干净；
⑵轧辊焊补前预热：以30℃/h升温至100℃，转以50℃/h升温至280℃～320℃，保温6h～10h，使基体金属在马氏体相变临界温度以上充分分解,避免焊补堆焊层金属的马氏体相变,以防止堆焊焊缝热影响区的裂纹产生,保温时间根据现场实际情况进行适当调整，预热工艺曲线见图4；
⑶轧辊焊补参数：现场焊接操作时根据实际情况适当调节使用，
焊丝为DT550，焊丝直径∮4mm；
堆焊电流：500A～800A；
焊接电压：33V～42V；
焊丝干伸长：焊丝直径的5～10倍；
焊接速度：28m/h～40m/h；
送丝速度：30m/h～120m/h；
⑷轧辊焊补后二次回火，以30℃～50℃/h升温520℃保温22h，随炉冷至100℃后空冷，再以30℃～50℃/h升温500℃保温20h，随炉冷至100℃后空冷回火，二次回火工艺曲线见图5。
⑸轧辊硬度及过钢量数据见表3。
表3轧辊硬度及过钢量
Figure BDA0003709292140000031
表3续
Figure BDA0003709292140000041

Claims (2)

1.一种新成分焊丝，其特征在于，DT550焊丝化学成分：碳：0.16％～0.19％，铬：13.1％～13.3％，锰：0.30％～0.50％，镍：1.25％～1.35％，钼：2.20％～2.30％，铜不大于0.5％，氮：0.06％～0.08％，硅：0.30％～0.50％。
2.权利要求1所述一种新成分焊丝的焊补工艺参考3Cr13焊丝焊接工艺，其特征在于，轧辊焊补前预热：预热温度280℃～320℃，保温6h～10h；轧辊焊补后二次回火，以30℃～50℃/h升温520℃保温22h，随炉冷至100℃后空冷，再以30℃～50℃/h升温500℃保温20h，随炉冷至100℃后空冷回火。
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