冶金机械设备维修中的堆焊技术分析

刘瑜（五冶集团上海有限公司检修分公司，上海 200000）

冶金机械设备维修中的堆焊技术分析

刘瑜（五冶集团上海有限公司检修分公司，上海 200000）

堆焊是一种表面改性技术，特征是经济、高效，因此，应用范围十分广泛。维修是保障冶金机械设备正常性能的重要手段，对设备的使用价值具有十分重要的影响。堆焊技术在冶金机械设备维修中的应用，不仅能够有效修复设备的失效部位，还可以起到改善设备使用效果的作用，具有较高的使用价值。本文对冶金机械设备中的堆焊技术进行了简要分析。

冶金机械设备；堆焊技术；轧辊；齿轮；叶轮叶片

与一般技术相比，堆焊技术的优点在于成本低廉、效率高等，是一种在冶金机械设备维修中非常实用的技术。冶金设备通常工作环境比较特殊，比如半钢棍、料钟等，经常需要在高热应力的情况下工作，环境条件非常恶劣。轧辊、连铸辊、齿轮、风机叶轮是冶金企业中使用数量比较多的零件，这些零件劣化后如能得到合理的修复，能延长零件的使用寿命，降低备件采购费用，从而降低生产成本，提高企业的市场竞争力。相关实践证明，在冶金机械设备维修中采用堆焊技术，能够显著延长这些零件的使用寿命，降低维修成本。

1 冶金机械设备维修中的堆焊技术分析

1.1 连铸辊修复中的堆焊技术

连铸辊辊芯材质通常是耐热钢，出现频率比较高的失效形式主要包括裂纹和弯曲等。以某钢铁企业为例，以前其对连铸辊采取的维修工艺主要是埋弧焊等，这些工艺可以使连铸辊基本达到连铸机的使用要求，但不能起到延长其使用寿命的作用。这是由于碳与其他合金组成的堆焊材料强化合金极易因为高温的影响出现磨损和龟裂的情况，简单来讲，就是此种强化合金的抗热性能不佳。对于此种情况，该企业积极采用了新型的耐热、耐磨性能俱佳的堆焊材料：焊带H0Cr13Ni4MoN/焊剂SJ315，并更新了堆焊方法，克服了传统工艺的不足，促进了堆焊效果的改善。经实践证明，使用此种堆焊技术的连铸辊，耐磨性和耐高温的性能均有显著提高。另外，此种工艺降低了连铸辊的磨损量，且在初次投入使用后没有出现龟裂问题。由此可以证明，堆焊技术在冶金设备维修中具有较高的使用价值。

随着冶金行业的发展，相关的设备堆焊维修技术也在持续进步，各大钢铁企业都在积极应用新型技术，改进维修工艺。比如宝钢，对于夹送辊出现的失效情况进行了详细分析，并结合其性能要求，以添加合金元素为切入点，对合金组织、堆焊金属硬度等展开了深入研究，理清了它们之间的复杂关系，最终选定的堆焊材料过渡层和硬面层分别为BGJ-31+KF81材质、BGJ-12+KF81材质。对夹送辊采取的堆焊技术也进行了适当改进。采用此种工艺的夹送辊硬度为（50±2）HRC。得益于堆焊层的强耐热性和耐磨性，夹送辊维修效果得到了显著改善，换辊时间大为缩短，促进了轧机工作效率和企业生产效率的提升。

1.2 齿轮修复中的堆焊技术

齿轮是一种在冶金设备中比较常用的零件，齿轮修复中也同样适用堆焊技术。齿轮作为一种常见零件，典型特点在于外硬内韧，制造原料多为低碳合金钢，处理工艺十分复杂，其中包括渗碳和淬火等多道工序。在齿轮修复中，必须考虑其具有淬硬倾向大的特点，重视输入热量的合理控制，尽可能降低热影响区的不利影响，防止其对齿轮组织造成过大危害。马钢曾经有过成功修复轴断齿和齿条断齿等问题的例子，比如，对于大型人字齿轮使用中出现的断齿问题，先利用远红外辐射电热器和石棉布分别进行加热、保温，之后在堆焊过程中，打底焊和堆焊、缓冲带分别使用的焊条是E306-1、E8515-G、E308-16，同时，缓冲带厚度为3毫米。堆焊过程的最后，使用的焊条型号为E8515-G。对经过堆焊的齿轮进行的相关检测，均证明修复效果良好，基本达到了质量要求标准。

1.3 叶轮叶片修复中的堆焊技术

型号为D700-13-II的风机叶轮在冶金企业中比较常见。此种叶轮材质一般是16Mn钢，主要功能是除尘，作业条件比较特殊，环境恶劣。此种材质的叶轮在使用中很容易出现的问题是叶片腐蚀、磨损等。此类叶轮叶片通常在使用3到4千小时后就会因为腐蚀、磨损问题而报废。为了延长叶轮叶片的使用期限，使设备使用性能正常发挥，山东某钢铁企业经过比较之后，对其采取了堆焊修复的方式。在具体操作中，使用的焊条型号为EDZCr。此种型号的焊条特点为耐磨性强且硬度大。经实践检验，使用此种焊条时，堆焊层能够实现与基体的完美结合，且硬度非常高，具有较强的抗氧化性和抗磨损性。

1.4 冶金设备维修中的激光堆焊技术

激光堆焊是一种相对比较先进的堆焊技术，优点在于可以精确控制热量输入，并且使用效果更佳、效率更高。与一般堆焊技术最大的不同在于，激光堆焊属于典型的无接触加工技术，与当今冶金设备自动化的发展趋势是一致的。激光堆焊适用于轧辊等冶金设备的修复。应用实践证明，激光堆焊的修复层硬度能够超过62HRC，且工作辊使用期限也从2个月延长至7个月左右。并且，激光堆焊耗费的成本相对较低，具有明显的经济优势。

2 结语

冶金设备是钢铁企业生产的工具，是其开展正常生产活动的基本前提。但是，随着冶金设备的复杂程度越来越高，机械设备维修难度和成本也越来越高，设备维修成为了企业重点关注的问题之一。由于工作环境条件恶劣，很多设备在使用中极易出现磨损和腐蚀之类的问题，使用期限大为缩短，甚至使用性能也会因此受到影响。对于这种情况，企业应积极应用堆焊技术，针对出现的具体问题，采取有效的处理和加工工艺，修复设备和零件的缺陷，以达到提高设备利用效率的目的。

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