堆焊技术在钢铁企业中的应用

摘要:堆焊技术是一种比较常见的焊接技术,在很多造价比较高以及更换成本非常大的设备中,这种技术应用的十分广泛。堆焊是指为了改善机器设备或者机器重要零部件的抗磨损性能、增加表面的硬度而在工件表面堆焊耐蚀性的金属的一种工艺。轧辊堆焊的优点很多,最明显的就是成本低和使用效果好。在钢铁企业的发展过程中,研发优质、高效的先进堆焊技术,毫无疑问是我国轧辊堆焊的必然趋势。本文介绍了简述了堆焊技术的一些基本信息,介绍了堆焊技术在钢铁生产中的应用情况。

关键词:堆焊技术;钢铁;轧辊

前 言

作为钢铁工业大国,钢铁工业在我国的国民经济中占有十分重要的地位,因此我国对轧辊的需求量是十分巨大的。轧辊在钢铁生产过程中是轧钢的主要部件,可以直接关系到钢材的质量和数量,同时也是轧机的主要消耗部件。轧辊的过量消耗最明显的劣势就是会给企业带来很高的生产成本,一般的话可以从两个方面来解决这个问题,第一是通过合金化等手段来提高新轧辊材质的硬度与耐磨性,从而做到延长新辊的使用寿命,第二则是对旧辊实施修复处理,提高轧辊的利用率,降低成本。修复轧辊的方法是多种多样,堆焊修复的成本非常低但是效果却非常好,这也是是国内外广泛采用轧辊修复技术的主要原因之一。

一、堆焊技术简介

堆焊技术其实就是一种维修技术,主要是利用焊接的方法来强化机械零件表面,利用这一技术不仅可以改变零件表面的化学成分和组织结构,完善其性能,更重要的是可以延长零件的使用寿命,具有非常高的经济价值。堆焊是钢铁表面工程的一个十分重要的分支,它是将具有一定使用性能的合金材料借助一定的热源手段榕覆在母体材料的表面,进而赋予基体特殊使用性能或使零件恢复原有形状尺寸的工艺方法。所以,很多材料修复用到的技术就是堆焊技术,还可以广泛用于强化材料或零件的表面,主要目的是在于延长零件的使用寿命,这样既可以节约成本,又可以节约人力物力。

二、堆焊技术的发展

我国早在上世纪60年代就开始在堆焊技术轧辊修复方面工作的有了相关研究,国外相对来说较早些。堆焊修复技术作为一项专门的学科主要兴起于20世纪60年代,其研究的主要内容是利用焊接获得的熔敷堆焊层赋予设备部件来提高钢铁的耐磨性、耐高温性以及防蚀能力等特殊功能。堆焊技术的基础和传统的焊接没有本质的区别,普通的焊条电弧焊等焊接方法都可以用于堆焊修复。通过堆焊修复的方法使易损部件获得特殊的表面功能,或使已经失效的零部件重新恢复尺寸并获得特殊的表面功能。

目前来说,堆焊修复技术在焊接领域相对来说已经是一个比较成熟的技术工艺了,有着非常广阔的应用前景。随着现代企业管理水平的不断提高,处在竞争压力下的企业对部件的磨损程度和使用寿命越来越重视,部件修旧利废和增寿工作更是普遍关注的焦点。耐磨堆焊技术不仅可以给企业带来十分可靠的经济效益,而且其未来的发展前景是不可估量的。除了前面提到的部件需要耐磨耐蚀堆焊技术外,还有很多其他的的部件都是需要耐磨堆焊防护以提高寿命和降低成本的。耐磨堆焊材料和堆焊工艺研究正在一步步深入,我国也在不断追赶和学习国际上的先进技术和经验。

我国的堆焊设备主要有两种形式,分别是改装和专用。在堆焊设备中,轧辊装夹、回转系统和焊机系统组成了改装的堆焊设备。在设备的设计制造过程中,堆焊厂家可以根据自身情况来设计制造轧辊装夹和回转系统,焊机采用的是埋弧自动焊机,这种焊机是将普通埋弧机头通过改装而来的,使用的电源是直流弧焊电源。还有一种则是通过专用堆焊设备来操作的,可分为四个部分,包括轧辊夹持系统、焊接系统、控制系统和辅助系统。

三、轧辊堆焊工艺的基本流程

第一,辊面车削加工。这种技术是完全去除辊面疲劳层,并且要通过这项工序保证达到堆焊层厚度的要求。

第二,轧辊预热阶段。轧辊预热的主要目的就是要通过这一手段来降低堆焊过程中堆焊金属和热影响区的冷却速度,从而做到降低淬硬倾向和减少焊接应力的作用,因为这样可以避免母材和堆焊金属在堆焊过程中产生相应的裂纹。

第三,堆焊和保温阶段。堆焊层的厚度一般是有一个标准的,大概为50 毫米,有时候也根据实际情况做相应改变。层间温度是依据母材以及堆焊材料的含碳量和合金含量来确定的,因此控制层间温度是十分重要的。

第四,焊后热处理和机加工。焊后热处理主要是为了消除焊接应力,防止延迟裂纹产生,改善轧辊的性能。机加工是将堆焊轧辊机械加工成符合图纸要求的轧辊。

第五,检查相应的标准最后出厂。在这个过程中,首先要检查堆焊轧辊的尺寸、表层硬度以及化学成分。在堆焊技术方面,堆焊工艺专家系统的积极推广是十分必要的,钢铁企业通过堆焊专家系统,可以根据相关零件磨损程度、失效形式和母材成分来确定母材能否接受堆焊技术,是否需用过渡层,选择填充材料和确定堆焊工艺。

四、堆焊技术在钢铁企业中的应用

在钢铁企业中,操作设备的工作环境是十分严酷的。高温、磨损和疲劳等都会在很大程度上导致设备的失效破坏。实现堆焊目的的基础毫无疑问就是制定最佳的对焊工艺。在以钢铁冶金为主要内容能够的很多行业中,许多部件的工作状况是十分恶劣的,基本上都是长期运行在高温状态下,磨损非常严重。在这种情况下,提高部件的抗高温性能和抗冷热疲劳性能就成为了急需解决的问题。

高炉炉顶装料系统具有耐磨的优点,堆焊应用钢铁企业炼铁高炉炉顶装料系统可以分为料钟式和无料钟式两种。料钟式高炉中的料钟存在两个区域的耐高温耐磨处理地带,其中一是密封带,另一个则是一是保护带。

堆焊技术具有自身非常独特的特点,这也使得其在钢铁企业的应用中具有自己的优势。堆焊修复技术和一些传统的焊接技术的区别第一点就是焊接的对象有所不同。众所周知,堆焊技术针对的对象是易磨损、腐蚀或者磨损失效的机械零件,堆焊修复是根据不同的对象从而可以选择不同的焊接材料、方法还有工艺;第二,在堆焊修复技术中还有一个必须重点考虑的问题,就是零件本身焊接维修的经济性,经济对于一个企业来说始终是第一位的,在这个过程中不仅要能将新材料、新工艺和新技术又快又好地应用到机械维修中去,更应该要通过各种修复办法的特点,从而总结并创造出新的修复方法。在我国国内市场,存在非常多的部件的维修主要依靠的是特种焊条来完成的。

近年来,在焊接工作者的共同努力下,堆焊的工艺技术取得了长足的进步。目前,我国的钢铁工业蓬勃发展,堆焊技术在钢铁企业中的应用不仅可以降低企业的运作成本,而且对于人们的使用也有非常积极的作用。

五、结束语

在我国的钢铁企业中,堆焊技术的应用是十分广泛的。堆焊技术在汽车铸铁件、铝合金铸件等的修复中有广泛的应用,是一种处理工艺不是很复杂的焊接修复技术,并且使用的效果良好。不同的零部件的处理方式和焊接方法的处理方式有所不同,在制定焊接工艺时一定要注意焊接技术对零部件的影响。国民经济的不断发展,带来的是技术的革新和机遇的把握,只有不断的推陈出新,才能在经济发展的大潮中乘风破浪。

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