一種新型全自動在線冷焊修復輥壓機工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型全自動在線冷焊修復輥壓機工藝，其特征在于包括以下步驟：（1）對水泥擠壓輥輥面進行預處理除掉疲勞層，并在輥面兩端焊上擋圈，所述擋圈和輥面在同一曲面上；（2）檢查輥面是否有裂紋，如果有，對裂紋處進行打磨除掉；并對凹坑處進行補焊，直至補平為止；（3）采用明弧自動焊對輥面進行堆焊；（4）去掉擋圈，并將輥面打磨平整。本發(fā)明能確保了堆焊修復的質(zhì)量，無需對輥壓機輥子進行拆卸，堆焊過程無需加熱保溫等消除應力措施，大大簡化工作流程，且大幅度降低了施工成本，節(jié)約了能源。
【專利說明】一種新型全自動在線冷焊修復輥壓機工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及水泥工業(yè)【技術領域】，特別是輥壓機的水泥擠壓輥的修復工藝。
【背景技術】
[0002]輥壓機是20世紀90年代初從國外引進的一種高效節(jié)能，用途廣泛的粉磨設備，適用于水泥生料、熟料的粉磨，一對擠壓輥平均擠壓物料5(T300t/h，24h連續(xù)工作，物料在兩輥間承受壓力10(T300MPa，而破碎輥面要經(jīng)受周期性的高應力磨粒磨損和疲勞破壞。因此，要求輥面堆焊層有較好的耐磨粒磨損性能和較高的硬度。一般要求硬度在HRC55以上，并有較好的韌性，以免輥面出現(xiàn)嚴重磨損或剝落現(xiàn)象。輥壓機長期使用會使擠壓輥受到嚴重破壞，由于其造價比較高，更換時間比較長，因此會給企業(yè)帶來經(jīng)濟損失，而通過對擠壓輥的堆焊修復，可以使受損的擠壓輥再次正常使用，這樣就減少了擠壓輥的更換次數(shù)，提高了機器本身的利用率，節(jié)省了企業(yè)購買新設備的費用。
[0003]在輥壓機及其他大型設備的堆焊修復過程中，由于擠壓輥成本較高，而且拆裝比較麻煩，為了降低成本，縮短檢修周期，采用現(xiàn)場堆焊修復。傳統(tǒng)的焊接修復方式采用埋弧自動堆焊方式，埋弧焊具有焊道平整美觀，效率高的特點，但是焊接過程中輸入的熱量大，對設備產(chǎn)生的焊接應力十分巨大，如果不采用有效的方式徹底去除焊接修復過程中產(chǎn)生的應力，在設備的使用過程中會產(chǎn)生嚴重的變形并破壞設備的內(nèi)部結構，產(chǎn)生大量的裂紋，分層甚至斷裂。在傳統(tǒng)的修復過程中，為了消除應力，一般要求對母材進行加熱，保溫，焊后還需對設備進行整體退火，而一般輥壓機和大型設備體積大，重量重，要對設備進行整加熱，需要有大型的加熱爐和設備，投資巨大且使用效率低，而且大型設備拆裝復雜，費用、工期往往是企業(yè)生產(chǎn)無法承受，因此往往選擇在線(既不拆卸直接在設備上進行修復)的方式進行修復，而一般設備由于空間有限，往往采用火焰加熱的方式，火焰加熱效率低，要實現(xiàn)對設備進行有效均勻的加熱，保溫十分因難，且加熱后工作環(huán)境十分惡劣，工人必須在高溫下長時間工作，很難保證焊接工作能保質(zhì)保量進行。另外，焊后還要將輥子整體加熱至400多度進行退火，一般的設備很難做到，因此在實際工作過程中往往是加熱到200度左右保溫，且保溫措施也很難到位，因此焊接質(zhì)量很難保證，修復效果時好時壞。綜上所述，埋弧焊修復具有以下無法徹底解決的劣勢:(I)加熱保溫措施無法做到位，無法徹底消除焊接應力；
(2)加熱后工作環(huán)境惡劣，工人無法長時間穩(wěn)定的工作，存在有焊接質(zhì)量隱患；(3)施工工序多，質(zhì)量控制點多，稍的失誤就容易造成質(zhì)量缺陷；(4)埋弧焊需要添加焊劑來保護焊道，在線修復時有很多不便，施工效率低下；(5)在加熱過程中容易損壞設備的密封、傳動系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種能有效確保堆焊質(zhì)量的水泥擠壓輥修復與再制造工藝。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為:
一種新型全自動在線冷焊修復輥壓機工藝，其特征在于包括以下步驟: (1)對輥壓機的水泥擠壓輥輥面進行預處理除掉疲勞層，并在輥面兩端焊上擋圈，所述擋圈和輥面在同一曲面上；
(2)檢查輥面是否有裂紋，如果有，對裂紋處進行打磨除掉；并對凹坑處進行補焊，直至補平為止；
(3)采用明弧焊對輥面進行堆焊；
(4)去掉擋圈，并將輥面打磨平整。
[0006]所述步驟(I)中預處理的具體過程為:將擠壓輥裝好慢動裝置后，用電熔爆對輥面進行加工，除掉疲勞層；然后對輥面進行打磨，除掉粘著粒子和裂紋。
[0007]所述步驟(2)中補焊的具體過程為:用手工明弧焊的方法將管絲補焊到凹坑處。
[0008]所述步驟(2)中補焊的具體過程為:用焊條電弧焊的方法將電焊條補焊到凹坑處。
[0009]所述步驟(3)的具體過程包括:
A.第一層用高合金奧氏體不銹鋼作打底層藥芯焊絲，堆焊打底層；
B.第二層用鉻錳奧氏體堆焊金屬作過渡層藥芯焊絲，堆焊過渡層；
C.第四層用高鉻合金鑄鐵金屬作為耐磨層藥芯焊絲，堆焊耐磨層；
D.在堆焊后的表面堆焊耐磨合金網(wǎng)格，所述網(wǎng)格大小應均勻。
[0010]所述高合金奧氏體不銹鋼的化學成分組成如下:C 0.06%, Si 0.82%，Mn 1.89%，Cr23%, Ni 13%, S 0.005%, P 0.014%，其余為 Fe。
[0011 ] 所述鉻錳奧氏體堆焊金屬的化學成分組成如下:C 0.42%，Si 0.48%，Mn 14.07%, S
0.006%, P 0.014%, Cr 13.09%, V 0.2%，Ni 1.5%, Mo 0.5%，RE 0.15%，其余為 Fe。
[0012]所述高鉻合金鑄鐵金屬的化學成分組成如下:C 6.42%，Si 0.78%, Mn 0.67%, S
0.006%, P 0.013%, Cr 25.1%，Nb 5.0%, RE 0.15%，其余為 Fe。
[0013]本發(fā)明與傳統(tǒng)工藝相比，具有以下優(yōu)點:
(O自保護，焊接過程中采用自保護藥芯焊絲，焊接中無需添加任何保護介質(zhì)，大大減少了工作量，特別是在空間狹窄的地方能輕松實現(xiàn)自動焊接；
(2)冷焊，焊接過程中和焊后都無需對設備和母材進行加熱，保溫等復雜的工作，大大簡化工作流程，且大幅度降低了施工成本，節(jié)約了能源。
[0014](3)確保了堆焊修復的質(zhì)量，由于在堆焊施工過程中的質(zhì)量控制環(huán)節(jié)大大減少，工人只需關注焊道的成型和焊絲送絲是否順暢，因此焊接質(zhì)量大大提高，而且因為工作環(huán)境的改善，工人作業(yè)的穩(wěn)定性也大大提高了。
[0015](4)由于無需加熱，對設備本身的密封、傳動等系統(tǒng)無任何影響。
[0016]通過對水泥擠壓輥修復工藝的改進，使擠壓輥修復的質(zhì)量得到了很好的保證，使用壽命達到8000小時以上，并且一般擠壓輥在達到8000小時工作壽命以后，擠壓輥僅有表面耐磨層磨損，基體一般保護完好，無剝落現(xiàn)象，經(jīng)刨堆焊層后發(fā)現(xiàn)修復后的過渡層和打底層金屬和母材結合牢固，無裂紋，也是為以后的修復打下了良好的基礎，大大節(jié)省了修復費用。本工藝最大的特點是無需對輥壓機輥子進行拆卸，實現(xiàn)在線全過程明弧焊接，基本實現(xiàn)自動化焊接，修復過程無需對輥子進行加熱保溫，節(jié)約能源，減化了工人的作業(yè)流程，提高了修復質(zhì)量和穩(wěn)定性。適合現(xiàn)場在線作業(yè)，節(jié)約拆裝費用，提高了設備使用效率?！揪唧w實施方式】
[0017]擠壓輥修復及再制造工藝的具體步驟為:
(I)對水泥擠壓輥輥面進行預處理除掉疲勞層，并在輥面兩端焊上擋圈，所述擋圈和輥面在同一曲面上。
[0018]其中，預處理的具體過程為:將擠壓輥裝好慢動裝置后，用電熔爆對輥面進行加工，除掉疲勞層；然后對輥面進行打磨，除掉粘著粒子和裂紋。
[0019]預處理所采用的電熔爆加工技術是一種非接觸性強電加工。在加工過程中通過特殊裝置，使低電壓大電流在帶電工具電極與工件表面間產(chǎn)生特殊的電作用，把電子發(fā)射到工件表面，形成高密度的強電子流，使工件表層局部瞬時熔化，在工作液的噴淋下迅速爆成顆粒狀而剝離，并被工作液帶走，從而將工件加工成形。此方法具有較高的加工效率，其工具電極進給量可深達15mm ;被加工件的金相組織和力學性能均不改變；輥面不產(chǎn)生裂紋、高低不平及橢圓現(xiàn)象。該方法適用于對高硬度、強耐磨性的材料進行機加工。
[0020]另外，在輥面兩端焊上擋圈，是為了防止堆焊時熔池流淌。
[0021 ] (2)檢查輥面是否有裂紋，如果有，對裂紋處進行打磨除掉；并對凹坑處進行補焊，直至補平為止。
[0022]其中，補焊的具體過程為:用手工明弧焊的方法將STW309-0管絲補焊到凹坑處；或者用與STW309-0有相似成分的E309-16電焊條，用電弧焊的方法將電焊條補焊到凹坑處。補焊后清理焊渣，然后除掉輥面的污潰。
[0023](3)采用全明弧焊對輥面進行堆焊。整個焊接過程基本實現(xiàn)自動焊接，焊接質(zhì)量和穩(wěn)定性大大提高，采用明弧焊大大提高了施工現(xiàn)場的工作環(huán)境，減化了施工流程，把工人的勞動強度大大降低，使工人的主要注意力可以關注焊接質(zhì)量而不是添加焊劑等輔助性工作，從而大大提高修復質(zhì)量。
[0024]堆焊的具體過程包括:
A.第一層用高合金奧氏體不銹鋼作打底層藥芯焊絲，堆焊打底層；焊1-2層
B.第二層用鉻錳奧氏體堆焊金屬作過渡層藥芯焊絲，堆焊過渡層；焊至輥子尺寸達到要求為止。
[0025]C.第四層用高鉻合金鑄鐵金屬作為耐磨層藥芯焊絲，堆焊耐磨層；
D.在堆焊后的表面堆焊耐磨合金網(wǎng)格，所述網(wǎng)格大小應均勻。
[0026]其中，高合金奧氏體不銹鋼(材料型號:SL309_0)的化學成分組成如下:C 0.06%,Si 0.82%, Mn 1.89%, Cr 23%, Ni 13%, S 0.005%, P 0.014%，其余為 Fe。焊接過程中采用氣動除渣槍清除表面焊渣并震動消除焊接應力。
[0027]鉻錳奧氏體堆焊金屬(材料型號:SL260_0)的化學成分組成如下:C 0.42%, Si
0.48%, Mn 14.07%, S 0.006%, P 0.014%, Cr 13.09%, V 0.2% ,Ni 1.5%, Mo 0.5% ,RE
0.15%，其余為Fe。
[0028]本焊絲為本工藝之關鍵，可以省去傳統(tǒng)工藝中加熱及保溫以消除焊接應力工藝，使堆焊修復過程方便快捷，質(zhì)量更有保證，也節(jié)約了大量能源。本焊絲焊道具有耐腐蝕，無磁化，高塑性，防收縮，抗應力和高沖擊負載的性能。
[0029]高鉻合金鑄鐵金屬(材料型號:SL686)的化學成分組成如下:C 6.42%，Si 0.78%，Mn 0.67%, S 0.006%, P 0.013%, Cr 25.1%，Nb 5.0%, RE 0.15%，其余為 Fe。
【權利要求】
1.一種新型全自動在線冷焊修復輥壓機工藝，其特征在于包括以下步驟: (1)對輥壓機的水泥擠壓輥輥面進行預處理除掉疲勞層，并在輥面兩端焊上擋圈，所述擋圈和輥面在同一曲面上； (2)檢查輥面是否有裂紋，如果有，對裂紋處進行打磨除掉；并對凹坑處進行補焊，直至補平為止； (3)采用明弧焊對輥面進行堆焊； (4)去掉擋圈，并將輥面打磨平整。
2.根據(jù)權利要求1所述的新型全自動在線冷焊修復輥壓機工藝，其特征在于: 所述步驟(1)中預處理的具體過程為:將擠壓輥裝好慢動裝置后，用電熔爆對輥面進行加工，除掉疲勞層；然后對輥面進行打磨，除掉粘著粒子和裂紋。
3.根據(jù)權利要求1所述的新型全自動在線冷焊修復輥壓機工藝，其特征在于: 所述步驟(2)中補焊的具體過程 為:用手工明弧焊的方法將管絲補焊到凹坑處。
4.根據(jù)權利要求1所述的新型全自動在線冷焊修復輥壓機工藝，其特征在于: 所述步驟(2)中補焊的具體過程為:用焊條電弧焊的方法將電焊條補焊到凹坑處。
5.根據(jù)權利要求1所述的新型全自動在線冷焊修復輥壓機工藝，其特征在于: 所述步驟(3)的具體過程包括: A.第一層用高合金奧氏體不銹鋼作打底層藥芯焊絲，堆焊打底層； B.第二層用鉻錳奧氏體堆焊金屬作過渡層藥芯焊絲，堆焊過渡層； C.第四層用高鉻合金鑄鐵金屬作為耐磨層藥芯焊絲，堆焊耐磨層； D.在堆焊后的表面堆焊耐磨合金網(wǎng)格，所述網(wǎng)格大小應均勻。
6.根據(jù)權利要求5所述的新型全自動在線冷焊修復輥壓機工藝，其特征在于: 所述高合金奧氏體不銹鋼的化學成分組成如下=C 0.06%, Si 0.82%, Mn 1.89%, Cr23%, Ni 13%, S 0.005%, P 0.014%，其余為 Fe。
7.根據(jù)權利要求5所述的新型全自動在線冷焊修復輥壓機工藝，其特征在于: 所述鉻錳奧氏體堆焊金屬的化學成分組成如下::c 0.42%, Si 0.48%, Mn 14.07%, S0.006%, P 0.014%, Cr 13.09%, V 0.2%，Ni 1.5%, Mo 0.5%，RE 0.15%，其余為 Fe。
8.根據(jù)權利要求5所述的新型全自動在線冷焊修復輥壓機工藝，其特征在于: 所述高鉻合金鑄鐵金屬的化學成分組成如下:C 6.42%，Si 0.78%, Mn 0.67%, S0.006%, P 0.013%, Cr 25.1%，Nb 5.0%, RE 0.15%，其余為 Fe。
【文檔編號】B23K35/30GK103481010SQ201310423538
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月17日 優(yōu)先權日:2013年9月17日
【發(fā)明者】李波 申請人:柳州市三龍耐磨焊接科技有限公司