42CrMo合金钢轧辊的堆焊

二冷辊的堆焊修复工艺

摘要：通过对转炉二冷辊的焊接性分析，提出了对磨损的二冷辊表面进行合金堆焊修复工艺，使修复辊表面具有更耐磨、耐高温、耐疲劳性能。

关键词: 二冷辊堆焊合金工艺

前言

转炉二冷辊是板坯连铸机的夹送辊，母材质是42CrMo合金

钢，其化学成份见下表

42CrMo的化学成份（质量分数）﹪

1.2 合金钢42CrMo的综合碳当量为0.76﹪,碳当量较高，淬硬倾向较强，属于较难焊材料，其成分中的M n、Mo等元素增加了白点的敏感性，容易产生裂纹。

1.3 二冷辊母材属于低合金结构钢,焊接时容易产生延迟性冷裂纹,堆焊修复是在其表面堆焊5～6mm的高强度耐磨材料,焊接过程中由于工件局部受热不均匀，如果冷却速度过快,焊缝会产生巨大的内应力而产生冷裂纹。

1.4 合金42CrMo属中碳材料,当P、S含量也较高时容易形成热裂纹。为了防止热裂纹的产生,在选用焊丝时, C、P、S含量要低点，M n含量高点以加强脱S。

2、焊接材料的选择

2.1焊丝的选择

对于二冷辊的特性要求,选用耐磨耐热性好的Cr-Mo-Ni马氏体不锈钢堆焊材料,由于母材的含碳量或合金含量相对较高，为确保母材和堆焊金属之间的良好冶金结合，在工作层材料堆焊前，先使用低碳抗压强度较高的焊丝材料进行过渡层堆焊。我们选用H0Cr17药芯焊丝Ø2.4为过度层焊丝, H2C r13药芯焊丝Ø2.4作为堆焊工作层焊丝。

H2C r13化学成分（质量分数）﹪

2.2焊剂的选择

选用熔炼型焊剂HJ260,是低锰刘硅中氟焊剂，焊缝成形美观，且成本较低，产生的烟尘少,不容易受潮的优点。但用于二冷辊堆焊，高温脱渣性比烧结型焊剂差。通过与生产厂家合作,降低它的化学活性,并加强脱氧,生产出一种改进型HJ260,较好地改善了高温脱渣性能,同时控制好层间温度,就能达到使用要求。

3、堆焊工艺

3.1焊前准备

3.11 车去轧辊表面疲劳层5～6mm,并保持辊面清洁。

3.12 焊丝焊前300℃烘焙1小时，焊剂250℃下烘焙2小时以去除水分。

3.13 焊前预热

焊前对工件整体预热,升温速度为30～50℃/h，预热至250～350℃，保温1～2h。预热目的是降低熔池冷却速度，减少淬硬倾向，防止马氏体形成过快而产生热裂纹。

3.2 堆焊参数

焊丝直径ø2.4，

堆焊电流 300～350A

电压 28～32V

焊接线速度 650～750㎜/min

焊丝伸出长度 25～30㎜

堆焊层厚度 2～2.5㎜。

3.3 保温堆焊

在堆焊过程中，必须严格保持层间温度在200～250℃。层间温度的均匀将直接影响到堆焊轧辊表面的组织性能及硬度的均匀性。层间温度太高会使焊道成形不良，脱渣性能差，层间温度太低焊道熔透性差,堆焊层易产生裂纹。

3.4 焊后热处理

焊后立即进行回火热处理,温度曲线如图所示。回火热处理的目的是消除焊接内应力，同时使堆焊层弥散强化，提高轧辊的耐高温性能，获得良好的韧性和耐磨性。

图2 热处理工艺曲线

4. 成品的检验

4.1对精加工后的轧辊堆焊表面进行DT（渗透剂检验），未发现

夹渣、气孔、裂纹等焊接缺陷。

4.2对轧辊堆焊部位高温急冷试验后进行VT（超声波探伤），未

发现裂纹和其它缺陷。

4.3沿轧辊轴线方向各取若干点，进行硬度测定，所有硬度值均

达到HRC42～48的要求。

5.结语

5.1工艺过程的重点在于焊接和温度控制，才能达到预期的硬度，耐磨性、抗疲劳性能，为此我们积累了很好的经验。

5.2经使用证明，该工艺修复后的二冷辊完全达到工况使用要求。