專利名稱：一種新型的連鑄輥堆焊工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于堆焊技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型的連鑄輥堆焊工藝。
背景技術(shù)：
連鑄設(shè)備在我國(guó)的各大鋼廠中已普遍采用，連鑄輥是連鑄設(shè)備中的主要消耗部件，連鑄輥包括結(jié)晶段、扇形段和水平段三部分。尤其是結(jié)晶段和扇形段，一方面要承受高溫鋼坯的高溫磨損及鋼坯通過(guò)產(chǎn)生的鼓脹力和靜壓力引起的循環(huán)載荷，還要承受噴淋冷卻水和高溫鋼坯的冷熱疲勞。因此，工作一段時(shí)間后，輥面會(huì)產(chǎn)生磨損、腐蝕、變形和熱疲勞裂紋。當(dāng)裂紋的深度達(dá)到一定時(shí)，必須下機(jī)進(jìn)行重新堆焊修復(fù)，否則會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量不合格，甚至連鑄輥斷裂失效。目前，普遍采用Crl3系的藥芯焊絲材料，埋弧和明弧的單道螺旋堆焊和擺動(dòng)螺旋堆焊。由于結(jié)晶段和扇形段連鑄輥的直徑小，且多為輥套，目前的工藝存在不足 采用單道螺旋堆焊，即焊道相對(duì)于輥?zhàn)颖砻鏋槁菪€，連鑄輥直徑小時(shí)，堆焊完一周焊道時(shí)，前一周焊道的渣殼還沒(méi)有完全和熔敷金屬脫離，會(huì)造成兩周焊道搭接處有夾渣缺陷，并且對(duì)于直徑小于150mm的連鑄輥，堆焊熔池隨輥轉(zhuǎn)動(dòng)90°位置時(shí)，熔池表面的渣殼沒(méi)有完全凝固，會(huì)造成熔池流淌。 為保證脫渣性，單道螺旋堆焊必須采用細(xì)絲，這時(shí)至少需要堆焊3-4層才能達(dá)到需要的熔敷金屬成份，這樣效率很低。 主要為解決夾渣問(wèn)題，采用了擺動(dòng)螺旋堆焊，即焊槍相對(duì)于輥面進(jìn)行擺動(dòng)，形成鋸
齒形焊道，這種鋸齒形焊道雖然能解決脫渣問(wèn)題，但存在以下兩個(gè)問(wèn)題 1、焊道的應(yīng)力狀態(tài)不佳，擺動(dòng)形成的圓周焊道與連鑄輥軸線方向成傾斜角度，結(jié)
果產(chǎn)生剪切殘余應(yīng)力，很容易造成小直徑連鑄輥?zhàn)冃?，安裝困難，甚至在連鑄輥使用過(guò)程中
發(fā)生斷裂。 2、焊道不能完全覆蓋連鑄輥表面，在連鑄輥兩端部形成堆焊盲區(qū)。焊槍擺動(dòng)越大，盲區(qū)面積越大。需單獨(dú)堆焊盲區(qū)，無(wú)論機(jī)器堆焊還是手工堆焊盲區(qū)，都將耗時(shí)耗材，質(zhì)量也不易保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型的連鑄輥堆焊工藝。
該連鑄輥堆焊工藝的技術(shù)方案是 1、該工藝包括連鑄輥1步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)和焊槍3往復(fù)運(yùn)動(dòng)堆焊，即 連鑄輥1不轉(zhuǎn)動(dòng)，焊槍3沿著連鑄輥1的軸線2方向由4-1運(yùn)動(dòng)到4-2位置進(jìn)行堆焊，完成寬度為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的焊道4 ; 當(dāng)焊槍3達(dá)到4-2位置時(shí)，連鑄輥1開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)一焊道寬度M，相應(yīng)于該轉(zhuǎn)動(dòng)焊槍3做垂直于軸線2方向移動(dòng)到5-2位置； *此時(shí)焊槍3仍然沿著軸線2方向，由5-2運(yùn)動(dòng)到5-1位置，同樣完成寬度為M、長(zhǎng)
3度為L(zhǎng)的焊道5 ; *接著，連鑄輥1同樣轉(zhuǎn)動(dòng)一焊道寬度M，相應(yīng)于該轉(zhuǎn)動(dòng)焊槍3垂直于軸線2移動(dòng)到6-1位置； 焊槍3又開(kāi)始沿著軸線2由6-1運(yùn)動(dòng)到6-2位置，類似的完成寬度為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的焊道6 ; 這樣，周而復(fù)始，連鑄輥1步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)和焊槍3往復(fù)運(yùn)動(dòng)堆焊，完成連鑄輥1 一圓周表面堆焊。繼而，焊槍3沿軸線2方向向右移動(dòng)一焊道長(zhǎng)度L距離，重新開(kāi)始上述連鑄輥1步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)和焊槍3往復(fù)運(yùn)動(dòng)堆焊，一直到最終完成連鑄輥1全部表面堆焊。
焊槍3在每一周期內(nèi)做的是往復(fù)勻速直線運(yùn)動(dòng)。連鑄輥1的轉(zhuǎn)動(dòng)是步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)，每次轉(zhuǎn)動(dòng)相當(dāng)于一個(gè)堆焊焊道4的寬度M，通常M為2 3mm。焊道長(zhǎng)度L依據(jù)連鑄輥1的直徑和剛度大小而改變，當(dāng)直徑和剛度大時(shí)焊道長(zhǎng)度L可適當(dāng)增長(zhǎng)，通常L為50 100mm。該連鑄輥1步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)和焊槍3往復(fù)運(yùn)動(dòng)堆焊過(guò)程可以采用計(jì)算機(jī)異步程序控制。該工藝可以采用埋弧堆焊工藝或藥芯焊絲明弧堆焊工藝。 本發(fā)明提出的新型連鑄輥堆焊工藝與現(xiàn)有技術(shù)中擺動(dòng)螺旋堆焊方法相比具有如下的優(yōu)點(diǎn) 1、采用連鑄輥步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)和焊槍往復(fù)運(yùn)動(dòng)堆焊，全部堆焊焊道方向與連鑄輥的軸向方向平行，最終形成應(yīng)力分布更合理，更分散，避免了堆焊過(guò)程中產(chǎn)生的殘余剪切應(yīng)力，降低了連鑄輥使用過(guò)程中斷裂概率。 2、由于最終得到全部與連鑄輥平行的堆焊焊道，由此能夠有效的消除連鑄輥兩端部的堆焊盲區(qū)，因此可以省時(shí)并節(jié)約財(cái)力和人力。


圖1本發(fā)明的新型連鑄輥堆焊工藝示意圖 圖中1為連鑄輥，2為連鑄輥1的軸線，3為焊槍，4、5和6均為堆焊焊道，4_1、4_2 ;5-l、5-2 ;6-l、6-2分別為上述每一焊道的兩端點(diǎn)，上述堆焊焊道4、5和6的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，寬度為M。 堆焊工藝開(kāi)始時(shí)，連鑄輥1不轉(zhuǎn)動(dòng)，焊槍3沿著連鑄輥1的軸線2方向由4-1運(yùn)動(dòng)到4-2位置，形成平行于軸線2寬度為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的焊道4，此時(shí)焊槍3停止運(yùn)動(dòng)，但堆焊過(guò)程仍在進(jìn)行，連鑄輥1轉(zhuǎn)動(dòng)一焊道寬度M，相應(yīng)于該轉(zhuǎn)動(dòng)焊槍3做垂直于軸線2方向移動(dòng)到5-2的位置，實(shí)際上形成一垂直的短焊道；此時(shí)，焊槍3還是沿著軸線2方向由5-2反向運(yùn)動(dòng)到5-1位置，同樣完成寬度為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的焊道5 ;接著，連鑄輥1同樣轉(zhuǎn)動(dòng)一焊道寬度M，相應(yīng)于該轉(zhuǎn)動(dòng)焊槍3垂直于軸線2移動(dòng)到6-1位置；焊槍3又開(kāi)始沿著軸線2由6-1運(yùn)動(dòng)到6-2位置，類似的完成寬度為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的焊道6。 這樣，周而復(fù)始，連鑄輥1步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)和焊槍3往復(fù)運(yùn)動(dòng)堆焊，完成連鑄輥1 一圓周表面堆焊。 上述的堆焊工藝中連鑄輥1的表面的一周堆焊過(guò)程中焊槍3的堆焊一直不間斷的進(jìn)行著，只是當(dāng)連鑄輥1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)焊槍3形成的是與軸線2垂直的短焊道，而當(dāng)連鑄輥1不轉(zhuǎn)動(dòng)停止時(shí)形成與軸線2平行的長(zhǎng)焊道，并且連鑄輥1 一周的表面堆焊過(guò)程中形成的焊道是首尾相搭接的一個(gè)長(zhǎng)焊道。
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完成上述連鑄輥1表面一周堆焊焊道后，焊槍3沿著軸線2方向向右移動(dòng)一焊道長(zhǎng)度L距離，重新開(kāi)始上述連鑄輥1的步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)和焊槍3往復(fù)運(yùn)動(dòng)堆焊， 一直到最終完成連鑄輥l全部表面堆焊。 連鑄輥1的轉(zhuǎn)動(dòng)是步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)，每次轉(zhuǎn)動(dòng)相當(dāng)于一個(gè)堆焊焊道4的寬度M，通常M為2-3匪。焊槍3在每一周期內(nèi)做往復(fù)勻速直線運(yùn)動(dòng)。 焊道長(zhǎng)度L視連鑄輥1的直徑和剛度大小而改變，當(dāng)直徑和剛度大時(shí)焊道長(zhǎng)度可適當(dāng)增長(zhǎng)，通常焊道長(zhǎng)度L為50-100匪。 本申請(qǐng)?zhí)岢龅倪B鑄輥1步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)和焊槍3往復(fù)運(yùn)動(dòng)堆焊過(guò)程可以采用計(jì)算機(jī)異步程序控制，以提高連鑄輥的堆焊質(zhì)量并提高生產(chǎn)效率。該堆焊工藝可以采用埋弧堆焊工藝或藥芯焊絲明弧堆焊工藝。
具體實(shí)施方式
把本發(fā)明采用連鑄輥明弧自保護(hù)藥芯焊絲堆焊工藝實(shí)施例1 :連鑄輥直徑①100mm藥芯焊絲牌號(hào)YSD-414N0藥芯焊絲規(guī)格①2. 4mm擺動(dòng)焊道長(zhǎng)度L :50mm，擺動(dòng)頻率50周/min，堆焊電壓27V，堆焊電流350A，輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)距離2mm，堆焊層數(shù)兩層，連鑄輥表面無(wú)堆焊盲區(qū)，省時(shí)省力，堆焊層自動(dòng)脫渣，無(wú)缺陷，堆焊層無(wú)殘余剪切
應(yīng)力，堆焊后的連鑄輥使用過(guò)程中斷裂概率低，抗冷熱疲勞、高溫腐蝕、磨損能力強(qiáng)，連鑄輥壽命長(zhǎng)。實(shí)施例2 :連鑄輥直徑①100mm藥芯焊絲牌號(hào)YSD-414NS、藥芯焊絲規(guī)格①2. 8mm擺動(dòng)焊道長(zhǎng)度L :50mm，擺動(dòng)頻率50周/min，堆焊電壓31V堆焊電流450A，輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)距離2. 5mm
堆焊層數(shù)兩層，連鑄輥表面無(wú)堆焊盲區(qū)，省時(shí)省力，堆焊層自動(dòng)脫渣，無(wú)缺陷，堆焊層無(wú)殘余剪切
應(yīng)力，堆焊后的連鑄輥使用過(guò)程中斷裂概率低，抗冷熱疲勞、高溫腐蝕、磨損能力強(qiáng)，連鑄輥壽命長(zhǎng)。
權(quán)利要求
一種新型的連鑄輥堆焊工藝，其特征在于，該工藝包括連鑄輥(1)步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)和焊槍(3)往復(fù)運(yùn)動(dòng)堆焊，即·連鑄輥(1)不轉(zhuǎn)動(dòng)，焊槍(3)沿著連鑄輥(1)的軸線(2)方向由(4-1)運(yùn)動(dòng)到(4-2)位置進(jìn)行堆焊，完成寬度為M長(zhǎng)度為L(zhǎng)的焊道(4)；·當(dāng)焊槍(3)到達(dá)(4-2)位置時(shí)，連鑄輥(1)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)一焊道寬度M，相應(yīng)于該轉(zhuǎn)動(dòng)焊槍(3)做垂直于軸線(2)方向移動(dòng)到(5-2)位置；·此時(shí)，焊槍(3)仍然沿著軸線(2)方向，由(5-2)運(yùn)動(dòng)到(5-1)的位置，同樣完成寬度為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的焊道(5)；·接著，連鑄輥(1)同樣轉(zhuǎn)動(dòng)一焊道寬度M，相應(yīng)于該轉(zhuǎn)動(dòng)焊槍(3)垂直于軸線(2)移動(dòng)至(6-1)位置；·焊槍(3)又開(kāi)始沿著軸線(2)由(6-1)運(yùn)動(dòng)到(6-2)位置，類似的完成寬度為M長(zhǎng)度為L(zhǎng)的焊道(6)；這樣，周而復(fù)始，連鑄輥(1)步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)和焊槍(3)往復(fù)運(yùn)動(dòng)堆焊，完成連鑄輥(1)一圓周表面堆焊；繼而，焊槍(3)沿軸線(2)方向向右移動(dòng)一焊道長(zhǎng)度L距離，重新開(kāi)始上述連鑄輥(1)步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)和焊槍(3)往復(fù)運(yùn)動(dòng)堆焊，一直到最終完成連鑄輥(1)全部表面堆焊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種新型連鑄輥堆焊工藝，其特征在于連鑄輥(1)的轉(zhuǎn)動(dòng)是 步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)，每次轉(zhuǎn)動(dòng)相當(dāng)于一個(gè)堆焊焊道(4)的寬度M，通常M為2 3mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)l所述的一種新型連鑄輥堆焊工藝，其特征在于，焊槍(3)在每一周 期內(nèi)做往復(fù)勻速直線運(yùn)動(dòng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型連鑄輥堆焊工藝，其特征在于，焊道長(zhǎng)度L隨連鑄輥 (1)的直徑和剛度大小而改變，當(dāng)直徑和剛度大時(shí)焊道長(zhǎng)度L可適當(dāng)增長(zhǎng)，通常焊道長(zhǎng)度L 為50 100mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種新型連鑄輥堆焊工藝，其特征在于，該連鑄輥(1)步進(jìn)轉(zhuǎn) 動(dòng)和焊槍(3)往復(fù)運(yùn)動(dòng)堆焊過(guò)程采用計(jì)算機(jī)異步程序控制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型連鑄輥堆焊工藝，其特征在于，該堆焊工藝采用埋 弧堆焊工藝或藥芯焊絲明弧堆焊工藝。
全文摘要
本發(fā)明提出一種新型的連鑄輥堆焊工藝，該堆焊工藝要解決現(xiàn)有技術(shù)擺動(dòng)螺旋堆焊存在的堆焊盲區(qū)和堆焊應(yīng)力狀態(tài)不佳的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明堆焊工藝主要包括連鑄輥(1)步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)和焊槍(3)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)堆焊，即連鑄輥(1)不轉(zhuǎn)動(dòng)，焊槍(3)沿軸線(2)方向由(4-1)運(yùn)動(dòng)到(4-2)堆焊，連鑄輥(1)轉(zhuǎn)動(dòng)一焊道寬度M，以及焊槍(3)仍沿軸線(2)方向由(5-2)運(yùn)動(dòng)到(5-1)堆焊，這樣周而復(fù)始，在完成輥表面一周堆焊后接著實(shí)現(xiàn)全部連鑄輥表面的堆焊。本堆焊工藝主要用于連鑄輥(1)的修復(fù)。
文檔編號(hào)B23K9/12GK101733510SQ20081022720
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月24日
發(fā)明者劉劍威, 劉孔豐, 李家宇, 李顏文, 王閔生, 程志國(guó), 許可貴, 趙春燕 申請(qǐng)人:機(jī)械科學(xué)研究院哈爾濱焊接研究所