钢包车车轮的焊接修复
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第 ３ 卷 ２ １ 年第 ４ 总第 １０ ０ ０２ 期（ ６ 期）
使 用与维 护
钢包车车轮的焊接修复
高 阳 ’ 张 微 关世武 。 冯福庆 。 曹 明娟 。 申庆 海 。 （ 鞍 山科德 轧辊 表 面处理 有 限公 司 ２ 钢股 份有 限公 司设备 保 障部 ３ １ 鞍 鞍钢 集 团铁 路运 输设
２ 车轮 的焊 接性 分析
钢 包 车 车 轮 的 材 质 为 Ｚ ３０ ６０ 含 碳 量 较 Ｇ ４ —４ ， 高 ， 于 铸 造 高 碳 钢 ， 力 学 性 能 ：ｒ ＞６０ Ｐ ， 属 其 ｏ ￣ ４ Ｍ ａ
≥３ ０ ４ ＭＰ ， ≥ １ ％ ， ≥ １ ％ ， ａ６ ０ 哕 ８ Ａｈ ≥ １ Ｊ ｍ～； ０ｃ
４２ 焊件 的焊前预 热 ．
焊 接修 复 后 的 车轮 经超 声 波 检验 ， 裂 纹 、 无 气 孔等 缺 陷 ， 合有 关 标 准 ， 明 车轮 修复 采 用镍 基 符 说 焊条 打 底 ， 用 耐磨 合金 焊 条 填充 焊 接 ， 再 并在 焊 接 过程 采 用合 理 的焊接 工 艺 是成 功 可行 的 。焊接 修 复 的 车 轮 性 能 并 不 比 原 车 轮 差 ， 至 好 于 原 车 甚 轮 。 经 焊 接 修 复后 的 车 轮 ， 能 很 好 地 恢 复 使 用 均 性 能 ， 长 和提 高 了这些 车 轮 的使 用 寿命 ， 延 为企业 节 省 了数 百万 元 的资金 。
状态 ， 方可撤除保温层 。
５ 结论
首先清理缺陷 ， 用砂轮 、 钢丝刷等工具认真清 除 车 轮及 缺 陷上 的油 、 、 、 等 杂 质 ， 则焊 接 污 锈 垢 否
时 易 出现气 孔 、 裂纹 等缺 陷 。 用 着 色 探 伤 检 验 是 否 有 裂 纹 的 存 在 ， 果 有 如 裂 纹 ， 据 裂 纹 的 分 布形 状 ， 焊 缝磨 成 Ｖ型或 Ｕ 根 将 型坡 口。将 坡 口及 周 围打 磨 至 出现 金 属 光 泽 ， 并 用 着 色探 伤检 验裂纹 是 否完全 消 除干净 。
１ 前 言
表 １ Ｚ ４ — ４ 化学成分 Ｇ３ ０ ６ ０
ｃ≤ ｓｉ ≤ Ｍ ｎ≤ ｓ≤ Ｐ≤ Ｎｉ Ｃｒ
％
钢包 车 是 钢铁 厂 用 于Ｕ Ｍｏ Ｖ
辆 ， 包 车 车轮 是 它 的关 键 部 件 。 当车 轮 在轨 道 钢 上面 行 走 时 ， 仅 承 受 车辆 自重 和 整 包 钢 水 产 生 不 的 压 力 和 摩 擦 力 ， 承 受 着 在 轨 道 上 来 回运 行 时 还 与轨道接触而产生的接触应力 。由于车轮处于长 期 的 高 负 荷 运行 状 态 ， 车轮 的踏 面 和 轮 缘 不 可避 免 地 会 出 现 磨 耗 和 擦 伤 ， 响 钢 包 车 的 运 行 性 影 能 。因 此 ， 轮 的质 量 直接 关 系到 钢 包 车 的 安 全 车
ｌ一 ８
使 用与 维护 焊缝 中采 用 了多层 焊 接 的技 术 方案 。与 车 轮基 体
金 属 接 触 的打 底 层 焊 缝 金 属 采 用 机 械 性 能 好 、 抗
第 ３ 卷 ２ １ 年第 ４ （ 第 １０ ） ０ ０２ 期 总 ６期 （） １ 打底 焊 用 ３２ ｍ焊 条 ， 电流 、 电压 、 ． ａ ｒ 小 低 小 线 能量 、 速 焊 。打 完底 后 用 ４ ｍ焊 条施 焊 ， 快 ｍ 焊 接 时 每焊 完 一根 焊 条 ， 都要 用 小 锤 敲击 焊缝 ， 使 焊 肉延 伸 ， 避免 应力 集 中。 （ ） 焊 缝 焊 接 时 ， 条 与 焊 接 方 向 角 度 成 ２平 焊 ７ 。 ０ ； 量 压低 电弧 长度 ， ０ ～８。 尽 避免 采 用摆 动 焊 ； 焊 接结 束 熄 弧前 ， 回填 ６ｍ ｍ 以填 充 弧坑 ； 道焊 时 ， 多 焊 第二 道焊 缝 时要用 刷子 彻底 清 除焊渣 。 （ ） 焊 时 要 确 保 层 间 温 度 控 制 在 ２０～ ３施 ０ ３０Ｃ之 间 ， 度 不 能 太 高 ， 避 免 晶粒 长 大 、 ０￣ 温 以 长 粗 ， 成 焊 接 面脆 化 ， 度 也 不 能 太 低 ， 造 温 太低 易 引 起 冷裂 纹 。 （ ） 接过 程 中要 加强 对 焊 接 面的 质 量监 控 ． ４焊 每 隔 １ｍｎ ２ 倍 放 大 镜 检 查 一 次 ， 现 裂 纹 及 ５ ｉ用 ０ 发 时 处 理 ， 焊 时 确 保 焊 肉与母 材很 好 地 融合 在 一 施
４ 焊 接操 作工 艺 ４ １ 焊前 清理 和坡 口制备 ．
（ ） 后保 温 缓 冷 ， ５焊 焊后 将 车 轮放 在 加 热炉 中 用 ２０ ５ ℃左 右进 行 保温 ２ ， ｈ 然后 缓 慢冷 却 。保 温 的 目的是 使 车 轮 缓 冷 ， 避 免 延迟 裂纹 和冷 裂 纹 等 可 发 生 保 温 材料 采 用 在 工作 平 台上 均匀 地 铺 一 。 层厚 为 １０～２０ ｍ的石 棉灰 ， ５ ０ｒ ａ 将焊 后 车轮 焊缝 放 在 保 温 层 上 。在 焊缝 另 一 面再 铺 一 层 厚 为 ２ ０～ ０ ３０ ０ｍｍ的石棉 灰 ， 待焊 件 自然 冷 却 ， 到 自然温 度 达
ａ ｄ ｉｓｇ ｏ ｌ ｉ ｇｑｕ ｌｔ ， ｓｗｅｌａ ｈｅｇ ｅ ｔｅ ｏ ｏ ｃｒ ｓ ｌｓｂｒ ｕ ｈ ｏｔ ｅｅ ｔｒ ｉｅ ｎ ｔ ｏ ｄ ｗｅｄ ｎ ａｉｙ ａ ｌ ｓｔ ｒ ａ ｃ ｎ ｍｉ ｅ ｕ ｔ ｏ ｇ ｔｔ ｈ ｎ ｅｐｒｓ ．
【 ｅ ｏｄ ］ａｌ ｃｒ ｈｅ ｗ ｌ ｎ ｐ ｉ Ｋ ｙ ｒｓＬｄ ， ｅｌ ｅ ｉ ｒ ａ ｗ ｅ ａ ｗ ， ｄ ｇｅ ｒ
ＧＡ ａ ｇ Ｚ Ａ Ｇ Ｗｅ ， Ｕ Ｎ Ｓ ｉｗ Ｆ Ｎ ｕ ｑｎ ３Ｃ ＯＭｉｇ ｊａ３Ｓ Ｅ ｉｇ ｈ ｉ Ｏ Ｙ ｎ 。 Ｈ Ｎ ｉ Ｇ Ａ ｈ－ ｕ， Ｅ ＧＦ － ｉｇ， Ａ ｎ －ｕ ｎ， Ｈ Ｎ Ｑｎ — ａ ，
ｒ．ｎｈ ｎＣ ｕｔ ｏ ｕ ａｅ ｒ ｔ ｎ ｏ Ｌｄ ２ ｑ ｉ ｅ ｔ ｕｐ ｒＤ ｐ ｒ ｎ ｏ Ａ ｇ ｎ ｔ ｌ ｏ ｓａ ｏ ｒＲ ｌＳ ｒ ｃ ｅ ｍｅｔ ． ｔ． ． ｕ ｍ ｎ ｐ ｏｔ ｅａｔ ｔｆ ｎ ａ ｇＳｅ ． Ａ ｌ ｆ Ｔａ Ｃ， ；Ｅ ｐ Ｓ ｅ ｍ ｅＣ ， Ｌｄ； ． ａｌ ａ ｒｎ ｏｔｔ ｎＦ ｃ ｉ ｎｆ ｃ ｒ ｇＣ ｍ ａ ｙ ｆ ｎｔ ｌ ｒｕ ， ｎｈ ｎ１ ４ ４ ） ｔ．３ Ｒ ｉ ｙＴａ ｓ ｒ ｉ ａｉｔ Ｍａ ｕａｔ ｉ ｏ ｐ ｎ Ａ ｅ ｏｐ Ａ ａ １ ０ ２ ｗ ｐ ａｏ ｌｙ ｕｎ ｏ ｓ ｅＧ ｓ
其化 学成 分见 表 ｌ 。
一
Ｚ ３０ ６０ Ｇ ４— ４ 车轮 不仅 本身材 质 的可焊 性较 差 ， 而且车轮的踏面还有 １ｒ ０ ｍ厚度的淬硬层 。车轮 ａ 的轮缘部分没有淬 硬层 ， 与基材的材质相同。车 轮磨损既有踏面淬硬层 的磨损脱落 ， 也有轮缘磨 损 。如 果 采 用 塑性 和韧 性 好 的焊 接 材 料 ， 后 车 焊 轮 踏 面 的硬度 达 不到 要求 ， 耐磨性 差 ； 如果采 用 强 度 高 硬 度 好 的 焊接 材 料 ， 在 焊 接 时 容易 产 生 裂 则 纹， 焊缝金属容易脱落。因此 ， 在车轮焊接修复 的
起。
裂性 强 、 塑性 大 的镍 基 焊 条焊 接 ， 以确 保 焊缝 金 属 与 车 轮 基 体 金 属 有 良好 的融 合 性 能 ， 高 焊 缝 金 提 属 的 塑 韧 性 ， 加 抗 裂 性 。 打底 层 焊 缝 金 属外 侧 增 的 焊缝 表 层 金 属 采 用 耐 磨 合 金 焊 条 焊 接 ， 这样 既 能保 证 焊 缝 金 属 与 车 轮 基 体 牢 固结 合 ， 产 生 裂 不
纹； 同时熔 化 的母 材使 焊 缝含 碳量 增 高 ， 再加 上 硫
和 磷 的 影 响 ， 焊 缝 及 弧 坑 易产 生 热 裂 纹 。而 且 在 车 轮是 浇铸 而 成 的铸 钢 ， 其本 身 就存 在 疏松 、 孑 气 Ｌ
般情 况 ， 现车轮磨 损到达规 定 限度 时 ， 发 就 必 须 进 行 更 换 。鞍 钢 铁 运 公 司 常 年 为 各 炼 钢 厂 检 修 钢 包 车 ， 查 更 换 下 来 的 车 轮 ， 现 仅 仅 检 发 是 车 轮 踏 面 的 淬 硬 层 和 轮 缘 发 生 磨 损 ， 其 他 而 部 位 完 好 无 损 。如 果 采 用 一 种 方 法 对 钢 包 车 车 轮 的磨 损 部 位 进 行 修 复 ， 其 能 满 足 使 用 性 能 ， 使 这 样 报 废 的 车 轮 就 可 以 重 新 使 用 ， 极 大 的 降 将 低 企 业 生 产 成 本 ， 高经 济效 益 。 提
纹， 又能 使 焊后 的 车 轮 踏 面 的 硬度 和 耐 磨 性 能 满
足 大 型冶 金车 辆使 用 的性 能要求 。
３２ 焊接 材 料 的选择 ．
采 用 卡 斯 特 林 公 的 ＸＨ ２ ２ Ｄ ２ ２焊 条 和
ＸＨ ６ ６ 条 。Ｘ ２ ２ Ｄ４ 焊 ＨＤ２２ 是一 种 镍 基 高温 合 金 焊 材 ， 条 含镍 量极 高 。焊道 具 有极 佳 的 韧 性 ， 冲 焊 在
备 制造 公 司
【 摘
鞍 山 １４ ４ ） １ ０ ２
要 】 介 绍 了钢 包车车轮磨损 焊接 修复 的实际焊修操作工 艺以及 获得的 良好焊接质 量和为企业带 来
的 巨大 经 济 效 益 。
【 关键词】 钢包车 车轮 焊接修复
Ｗ ｅｄｉ ｇ Ｒｅ ｉ ｏ ｔ ｅ ｄ ｅＣａ ｈｅ ｌ ｌ ｎ ｐａ ｒｆ ｒＳ ｅ ｌ Ｌａ ｌ ｒＷ ｅｓ
一
及 裂 纹 ， 织 存 在 不 均 匀性 ， 质 含 量 较 多 ， 焊 组 杂 在 接 时易产 生各种 焊接 缺陷及 造成 焊缝成 形差 。综
上所述 可知 Ｚ ３ ０ ６ ０ Ｇ ４ — ４ 铸造车轮 的可焊性较差 。
３ 焊接 方法 及焊接 材料
３ １ 焊 接 方 法 的 确 定 ．
稳定 运行 。
０． ０．０ ０．０ ０４ ６０ ６ ９ ．０ ０．０ ０－０ ０＿０ ０．０ ０．０ Ｏ０５ ４ ３ ３ ３ ２ ．
根据公式计算碳 当量为 Ｃ ｑ ０ ４ ％， ｅ＝ ． ５ 当碳 当 ９ 量大 于 ０ ％时 ， 后淬 硬倾 向大 ， 接 易产 生冷 裂 ． ４ 焊 焊
击载荷下也可 以承受极高的压力 。由于它 的弹性 模数较 小 ， 因此焊接残余应力很小 。它具有极好 的塑性 ， 延伸率高达４ ％， ０ 因而具有极好 的抗裂性 能 ， 够 把 可 焊 性 很 差 的 钢 焊 接 起 来 不 产 生 裂 能 纹 。ＸＨ ４ 可 用 于 中 间层 修 复 及 焊 接 异 种 钢 。 Ｄ６ ６ 高 效 率 奥 氏 体 电焊 条 ， 用 作 中间 层 、 复 含 Ｍｎ 可 修 量 ｌ ％的锰钢 、 金钢及 硬 化钢 ３ 合 。 焊 条 应 存 储 在 干 燥 环 境 中 ， 免 潮 湿 或 药 皮 避 损坏 ， 如果 焊条 变潮 ， 在 ３ ０Ｃ的温 度下 干燥 ２ 。 可 ５ｏ ｈ
【 ｂｔ ｃ】ｎ ｏｕｅ ｈ ｒ ｔ ａｏｅ ｔｎ ｆ ｅ ｉ ｐｉｆ ｅ ｈｅｗ ａ ｏ ｓ ｅｌ ｌｃｒ Ａ ｓ ａｔ Ｉ ｒ ｃ ｔ ｐａ ｉ ｌ ｐｒ ｉ ｌ ｎ ｒ ａ ｒｈ ｅｌ ｅｒｆｔ ｌａ ｅ ａ ｒ ｔ ｄ ｅ ｃｃ ａｏ ｏｗ ｄ ｇ ｅ ｒｏ ｔ ｗ ｅ ｄ
使 用与维 护
钢包车车轮的焊接修复
高 阳 ’ 张 微 关世武 。 冯福庆 。 曹 明娟 。 申庆 海 。 （ 鞍 山科德 轧辊 表 面处理 有 限公 司 ２ 钢股 份有 限公 司设备 保 障部 ３ １ 鞍 鞍钢 集 团铁 路运 输设
２ 车轮 的焊 接性 分析
钢 包 车 车 轮 的 材 质 为 Ｚ ３０ ６０ 含 碳 量 较 Ｇ ４ —４ ， 高 ， 于 铸 造 高 碳 钢 ， 力 学 性 能 ：ｒ ＞６０ Ｐ ， 属 其 ｏ ￣ ４ Ｍ ａ
≥３ ０ ４ ＭＰ ， ≥ １ ％ ， ≥ １ ％ ， ａ６ ０ 哕 ８ Ａｈ ≥ １ Ｊ ｍ～； ０ｃ
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焊 接修 复 后 的 车轮 经超 声 波 检验 ， 裂 纹 、 无 气 孔等 缺 陷 ， 合有 关 标 准 ， 明 车轮 修复 采 用镍 基 符 说 焊条 打 底 ， 用 耐磨 合金 焊 条 填充 焊 接 ， 再 并在 焊 接 过程 采 用合 理 的焊接 工 艺 是成 功 可行 的 。焊接 修 复 的 车 轮 性 能 并 不 比 原 车 轮 差 ， 至 好 于 原 车 甚 轮 。 经 焊 接 修 复后 的 车 轮 ， 能 很 好 地 恢 复 使 用 均 性 能 ， 长 和提 高 了这些 车 轮 的使 用 寿命 ， 延 为企业 节 省 了数 百万 元 的资金 。
状态 ， 方可撤除保温层 。
５ 结论
首先清理缺陷 ， 用砂轮 、 钢丝刷等工具认真清 除 车 轮及 缺 陷上 的油 、 、 、 等 杂 质 ， 则焊 接 污 锈 垢 否
时 易 出现气 孔 、 裂纹 等缺 陷 。 用 着 色 探 伤 检 验 是 否 有 裂 纹 的 存 在 ， 果 有 如 裂 纹 ， 据 裂 纹 的 分 布形 状 ， 焊 缝磨 成 Ｖ型或 Ｕ 根 将 型坡 口。将 坡 口及 周 围打 磨 至 出现 金 属 光 泽 ， 并 用 着 色探 伤检 验裂纹 是 否完全 消 除干净 。
１ 前 言
表 １ Ｚ ４ — ４ 化学成分 Ｇ３ ０ ６ ０
ｃ≤ ｓｉ ≤ Ｍ ｎ≤ ｓ≤ Ｐ≤ Ｎｉ Ｃｒ
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钢包 车 是 钢铁 厂 用 于Ｕ Ｍｏ Ｖ
辆 ， 包 车 车轮 是 它 的关 键 部 件 。 当车 轮 在轨 道 钢 上面 行 走 时 ， 仅 承 受 车辆 自重 和 整 包 钢 水 产 生 不 的 压 力 和 摩 擦 力 ， 承 受 着 在 轨 道 上 来 回运 行 时 还 与轨道接触而产生的接触应力 。由于车轮处于长 期 的 高 负 荷 运行 状 态 ， 车轮 的踏 面 和 轮 缘 不 可避 免 地 会 出 现 磨 耗 和 擦 伤 ， 响 钢 包 车 的 运 行 性 影 能 。因 此 ， 轮 的质 量 直接 关 系到 钢 包 车 的 安 全 车
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４ 焊 接操 作工 艺 ４ １ 焊前 清理 和坡 口制备 ．
（ ） 后保 温 缓 冷 ， ５焊 焊后 将 车 轮放 在 加 热炉 中 用 ２０ ５ ℃左 右进 行 保温 ２ ， ｈ 然后 缓 慢冷 却 。保 温 的 目的是 使 车 轮 缓 冷 ， 避 免 延迟 裂纹 和冷 裂 纹 等 可 发 生 保 温 材料 采 用 在 工作 平 台上 均匀 地 铺 一 。 层厚 为 １０～２０ ｍ的石 棉灰 ， ５ ０ｒ ａ 将焊 后 车轮 焊缝 放 在 保 温 层 上 。在 焊缝 另 一 面再 铺 一 层 厚 为 ２ ０～ ０ ３０ ０ｍｍ的石棉 灰 ， 待焊 件 自然 冷 却 ， 到 自然温 度 达
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一
Ｚ ３０ ６０ Ｇ ４— ４ 车轮 不仅 本身材 质 的可焊 性较 差 ， 而且车轮的踏面还有 １ｒ ０ ｍ厚度的淬硬层 。车轮 ａ 的轮缘部分没有淬 硬层 ， 与基材的材质相同。车 轮磨损既有踏面淬硬层 的磨损脱落 ， 也有轮缘磨 损 。如 果 采 用 塑性 和韧 性 好 的焊 接 材 料 ， 后 车 焊 轮 踏 面 的硬度 达 不到 要求 ， 耐磨性 差 ； 如果采 用 强 度 高 硬 度 好 的 焊接 材 料 ， 在 焊 接 时 容易 产 生 裂 则 纹， 焊缝金属容易脱落。因此 ， 在车轮焊接修复 的
起。
裂性 强 、 塑性 大 的镍 基 焊 条焊 接 ， 以确 保 焊缝 金 属 与 车 轮 基 体 金 属 有 良好 的融 合 性 能 ， 高 焊 缝 金 提 属 的 塑 韧 性 ， 加 抗 裂 性 。 打底 层 焊 缝 金 属外 侧 增 的 焊缝 表 层 金 属 采 用 耐 磨 合 金 焊 条 焊 接 ， 这样 既 能保 证 焊 缝 金 属 与 车 轮 基 体 牢 固结 合 ， 产 生 裂 不
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３２ 焊接 材 料 的选择 ．
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【 关键词】 钢包车 车轮 焊接修复
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及 裂 纹 ， 织 存 在 不 均 匀性 ， 质 含 量 较 多 ， 焊 组 杂 在 接 时易产 生各种 焊接 缺陷及 造成 焊缝成 形差 。综
上所述 可知 Ｚ ３ ０ ６ ０ Ｇ ４ — ４ 铸造车轮 的可焊性较差 。
３ 焊接 方法 及焊接 材料
３ １ 焊 接 方 法 的 确 定 ．
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０． ０．０ ０．０ ０４ ６０ ６ ９ ．０ ０．０ ０－０ ０＿０ ０．０ ０．０ Ｏ０５ ４ ３ ３ ３ ２ ．
根据公式计算碳 当量为 Ｃ ｑ ０ ４ ％， ｅ＝ ． ５ 当碳 当 ９ 量大 于 ０ ％时 ， 后淬 硬倾 向大 ， 接 易产 生冷 裂 ． ４ 焊 焊
击载荷下也可 以承受极高的压力 。由于它 的弹性 模数较 小 ， 因此焊接残余应力很小 。它具有极好 的塑性 ， 延伸率高达４ ％， ０ 因而具有极好 的抗裂性 能 ， 够 把 可 焊 性 很 差 的 钢 焊 接 起 来 不 产 生 裂 能 纹 。ＸＨ ４ 可 用 于 中 间层 修 复 及 焊 接 异 种 钢 。 Ｄ６ ６ 高 效 率 奥 氏 体 电焊 条 ， 用 作 中间 层 、 复 含 Ｍｎ 可 修 量 ｌ ％的锰钢 、 金钢及 硬 化钢 ３ 合 。 焊 条 应 存 储 在 干 燥 环 境 中 ， 免 潮 湿 或 药 皮 避 损坏 ， 如果 焊条 变潮 ， 在 ３ ０Ｃ的温 度下 干燥 ２ 。 可 ５ｏ ｈ
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