磨煤机磨辊耐磨层修复

磨煤机磨辊耐磨层修复

【摘要】本文主要介绍了以明弧堆焊为主要技术对机械装置磨辊的修复的一系列的工艺流程的介绍，以供工作者参考。

【关键词】堆焊技术；指标；试验；工艺

磨煤机磨辊衬板等部件表面磨损因煤质问题磨损极为严重。其中的辊套，使用时间一般在3600h。当辊套磨损到一定程度，如果到生产厂家重新制作辊套，单价在5 万元，更换一次需要3 个辊套，价值15 万元，并且制作周期长。为了节省生产成本，保证磨辊焊接质量的同时，提高加工效率，降低劳动强度，我公司经过对各种焊接方式的对比，并改进磨辊焊补工艺，制作专用工具，通过多次试验最后形成了一套实用的以明弧堆焊为主要技术，对磨损部件进行修复的工艺。

1 明弧堆焊技术简介

经过研究比对，筛选出一套实用的明弧堆焊技术。该工艺是对硬面修复的先进工艺技术之一，适合对上述设备进行修复，且实施该工艺后，可提高焊件使用寿命2 倍以上（如磨辊、磨盘，使用寿命可由3600h 提高到8000h 以上）。用堆焊修复只需新件费用的33%，还可缩短修理和更换零件的时间。

明弧堆焊修复技术及高品质焊材在磨损的辊套、磨盘、破碎机上堆焊一定厚度的耐磨层，可以提高其抗磨损能力，延长使用寿命，并且可以多次重新翻修。在磨辊多年的运行过程中，根据不同的磨损情况，一些磨盘已经修复超过20 次，滚筒修复超过10 次，为公司节省大量资金。

2 明弧堆焊设备简介

明弧堆焊是国际上先进的自动调频焊接技术，具有焊道冷却速度快、焊缝硬度高、热影响区小、不易产生裂纹及剥落现象等优点。堆焊工艺可选用高耐磨性的自保护药蕊焊丝，由送丝机将焊丝连续不断地送到均速旋转的工件上，通过逆变电源产生500A 的电流，由焊枪把焊丝熔化，熔敷到工件上至要求的尺寸。

2.1 设备构成

明狐堆焊设备主要由逆变电源（OTC-600）、便携式操作架、送丝校直机构、水冷焊枪系统、冷却水装置和焊道水冷喷雾装置组成。

2.2 设备特点简介

设备体积小、重量轻、拆装方便。采用电子处理系统，利用微处理器内嵌的程序及外部参数设置，实现焊接全自动控制。设备采用PLC 控制，LCD 显示方

式，所有参数都以数字方式清楚地显示，方便监控设备运行状态及焊接过程，降低劳动强度，避免了人工误操作及焊接质量的不稳定，堆焊工作效率与产品质量高。在线或离线均可操作，磨煤机磨辊、磨盘的修复，无须将其拆下，可节省大量维修时间和减小劳动强度。采用循环水冷焊枪，适合大电流，大功率焊接，同时采用逆变电源，输出焊接电流平稳，焊渣飞溅小。

3 堆焊用材料选择及技术指标

3.1 材料选择

堆焊层分为底层和面层。底层选用公司生产的HDS8101 自保护堆焊焊材，具有较高的韧性，用其填平工件表面凹坑并作为修复层，能提高工件与硬化面层的结合强度，释放焊接应力，有效防止堆焊裂纹向基体扩展；面层选用公司生产的HDS8901 自保护堆焊焊材，其硬度高，耐磨性能优异。

3.2 焊丝主要技术指标（表1）

焊丝直径

/mm 主要化学成分/（%）硬度

C Mn Si Cr Zr Fe 其他/HRC

HDS8101 2～8 6.0 2.0 0.9 26.0 / Bal <1.o 56～60

HDS8901 5.2 4.0 1.2 21.0 58～64

3.3 堆焊工艺参数

焊接电流380～420A，电弧电压28～35V，在保证电弧稳定的前提下，尽可能用低的电弧电压。电流极性为直流交接，即焊丝接正极，工件接负极。焊接速度10～15kg/h，焊接宽8～12mm、高3～4mm，焊缝宽度在12～18mm 之间为正常。层间温度≤150℃，焊接层密度7.83kg/cm3。

4 焊接工艺评定试验

焊接工艺评定参照电力DL / T 868一2004 《焊接工艺评定》技术要求进行的。预热温度是与母材碳当量、扩散氢含量有密切关系的工艺参数，对于铬钼钢而，适当的预热可有效地防止冷裂纹的产生，预热温度过低，不能有效地防止裂纹。考虑到现场焊接的实际情况，焊接前最低预热温度为250-300℃。层间温度≮300℃。为减少氢致裂纹的倾向焊后需立即进行消氢处理，据有关文献介绍，一般通过焊后加热到250～300℃，保温1小时就可以完全消除扩散氢，从而防止延迟裂纹的产生。因此，确定消氢处理的规范为250-300℃，保温2 小时。另外，焊后整体热处理，除消除残余应力、改善接头韧性和塑性外，还可加速扩散

氢的逸出，防止延迟裂纹的产生。

5 明弧堆焊施工工艺

明狐堆焊施工工艺分为表面清理、探伤检查、堆焊、补焊、表面处理五个环节。在堆焊前必须清除工件表面的油污、泥砂、铁锈等物，油污可用碱清洗。用量具检查工件磨损量，并用着色渗透探伤剂进行探伤，查看有无影响焊接的裂纹，处理后做好记录。堆焊时第一层以覆盖工件表面裂纹为准，为保证焊接热尽可能均匀地传给工件，第一层焊接时，工件转动速度应稍快，焊完一层后再焊下一层，后一层的焊道要依次安排在前一层焊道之间，后一道焊缝覆盖前一道的40%。在焊接过程中，监控堆焊层的表面温度，控制在≤150℃，可采用喷水雾冷却，水量适中，通过压缩空气产生水雾，喷后即干为好，防止工件变形和溶合线剥离。焊接时，焊丝垂直工件，焊接起始位置定于磨损最深平面，以此反复焊接，直至工件表面焊到接近目标值。之后进行补焊，补焊前先用碳弧气刨将不合格焊道剔除，再用压缩空气将焊道清理干净，最后通过补焊及时修复，使焊面平直。最后进行表面处理，主要用角磨机清除工件上的焊滴，并刷防锈漆，喷上出厂标志。明弧堆焊时应注意：严格按照设备操作规程进行操作，认真测量堆焊尺寸，防止因操作不当造成设备损坏或产品不合格。严格执行工艺标准，并根据不同的焊丝材料，适当调节焊接的电压、电流、送丝电压、变位机转速，使之达到最佳焊接工艺要求。此外由于磨辊磨损量不均匀会出现偏心的情况，并且磨辊经过多次焊补，偏心现象会越来越严重，超出技术要求的范围，这就需要再经过几次焊补之后把原有堆焊层彻底去除，对磨辊胎进行重新加工，然后再进行堆焊，为此我公司制作了专门的加工工具，经过试验该加工工具既能保证加工质量，又能提高加工效率，降低加工成本。

6 明弧堆焊工艺带来的效益

明弧堆焊技术使用后不仅提高了加工质量，加工效率还提高安全性还减少了人工使用，降低成本。

（1）通过加工工艺的改变，我公司利用明弧堆焊技术修复后的机械使用效果良好，有效延长了使用寿命，提高了企业经济效益。

（2）使用明弧焊丝堆焊的磨辊具有良好成形能力，表层应力释放裂纹均布、细密，与母材界面呈现良好的冶金结合；堆焊层存在明显的显微杆状组织，堆焊过程中原位共晶碳化物增强相基本沿垂直于堆焊层方向生长，硬度达56HRC 以上，耐磨性能良好，可为设备耐磨防护的研究提供理论依据和技术支持。

（3）堆焊磨辊套使用方便，可冷热加工、卷圆等，堆焊板耐磨复合制品制造工艺简单，耐磨耐冲击性能好，可有效延长设备使用寿命，提高生产效益。

7 结语