堆焊技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用

張長永

摘要：堆焊技術(shù)是一種比較常見的焊接技術(shù)，在很多造價(jià)比較高以及更換成本非常大的設(shè)備中，這種技術(shù)應(yīng)用的十分廣泛。堆焊是指為了改善機(jī)器設(shè)備或者機(jī)器重要零部件的抗磨損性能、增加表面的硬度而在工件表面堆焊耐蝕性的金屬的一種工藝。軋輥堆焊的優(yōu)點(diǎn)很多，最明顯的就是成本低和使用效果好。在鋼鐵企業(yè)的發(fā)展過程中，研發(fā)優(yōu)質(zhì)、高效的先進(jìn)堆焊技術(shù)，毫無疑問是我國軋輥堆焊的必然趨勢。本文介紹了簡述了堆焊技術(shù)的一些基本信息，介紹了堆焊技術(shù)在鋼鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：堆焊技術(shù);鋼鐵;軋輥

前 言

作為鋼鐵工業(yè)大國，鋼鐵工業(yè)在我國的國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位，因此我國對軋輥的需求量是十分巨大的。軋輥在鋼鐵生產(chǎn)過程中是軋鋼的主要部件，可以直接關(guān)系到鋼材的質(zhì)量和數(shù)量，同時(shí)也是軋機(jī)的主要消耗部件。軋輥的過量消耗最明顯的劣勢就是會(huì)給企業(yè)帶來很高的生產(chǎn)成本，一般的話可以從兩個(gè)方面來解決這個(gè)問題，第一是通過合金化等手段來提高新軋輥材質(zhì)的硬度與耐磨性，從而做到延長新輥的使用壽命，第二則是對舊輥實(shí)施修復(fù)處理，提高軋輥的利用率，降低成本。修復(fù)軋輥的方法是多種多樣，堆焊修復(fù)的成本非常低但是效果卻非常好，這也是是國內(nèi)外廣泛采用軋輥修復(fù)技術(shù)的主要原因之一。

一、堆焊技術(shù)簡介

堆焊技術(shù)其實(shí)就是一種維修技術(shù)，主要是利用焊接的方法來強(qiáng)化機(jī)械零件表面，利用這一技術(shù)不僅可以改變零件表面的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)，完善其性能，更重要的是可以延長零件的使用壽命，具有非常高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。堆焊是鋼鐵表面工程的一個(gè)十分重要的分支，它是將具有一定使用性能的合金材料借助一定的熱源手段榕覆在母體材料的表面，進(jìn)而賦予基體特殊使用性能或使零件恢復(fù)原有形狀尺寸的工藝方法。所以，很多材料修復(fù)用到的技術(shù)就是堆焊技術(shù)，還可以廣泛用于強(qiáng)化材料或零件的表面，主要目的是在于延長零件的使用壽命，這樣既可以節(jié)約成本，又可以節(jié)約人力物力。

二、堆焊技術(shù)的發(fā)展

我國早在上世紀(jì)60年代就開始在堆焊技術(shù)軋輥修復(fù)方面工作的有了相關(guān)研究，國外相對來說較早些。堆焊修復(fù)技術(shù)作為一項(xiàng)專門的學(xué)科主要興起于20世紀(jì)60年代，其研究的主要內(nèi)容是利用焊接獲得的熔敷堆焊層賦予設(shè)備部件來提高鋼鐵的耐磨性、耐高溫性以及防蝕能力等特殊功能。堆焊技術(shù)的基礎(chǔ)和傳統(tǒng)的焊接沒有本質(zhì)的區(qū)別，普通的焊條電弧焊等焊接方法都可以用于堆焊修復(fù)。通過堆焊修復(fù)的方法使易損部件獲得特殊的表面功能，或使已經(jīng)失效的零部件重新恢復(fù)尺寸并獲得特殊的表面功能。

目前來說，堆焊修復(fù)技術(shù)在焊接領(lǐng)域相對來說已經(jīng)是一個(gè)比較成熟的技術(shù)工藝了，有著非常廣闊的應(yīng)用前景。隨著現(xiàn)代企業(yè)管理水平的不斷提高，處在競爭壓力下的企業(yè)對部件的磨損程度和使用壽命越來越重視，部件修舊利廢和增壽工作更是普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。耐磨堆焊技術(shù)不僅可以給企業(yè)帶來十分可靠的經(jīng)濟(jì)效益，而且其未來的發(fā)展前景是不可估量的。除了前面提到的部件需要耐磨耐蝕堆焊技術(shù)外，還有很多其他的的部件都是需要耐磨堆焊防護(hù)以提高壽命和降低成本的。耐磨堆焊材料和堆焊工藝研究正在一步步深入，我國也在不斷追趕和學(xué)習(xí)國際上的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。

我國的堆焊設(shè)備主要有兩種形式，分別是改裝和專用。在堆焊設(shè)備中，軋輥裝夾、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)和焊機(jī)系統(tǒng)組成了改裝的堆焊設(shè)備。在設(shè)備的設(shè)計(jì)制造過程中，堆焊廠家可以根據(jù)自身情況來設(shè)計(jì)制造軋輥裝夾和回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，焊機(jī)采用的是埋弧自動(dòng)焊機(jī)，這種焊機(jī)是將普通埋弧機(jī)頭通過改裝而來的，使用的電源是直流弧焊電源。還有一種則是通過專用堆焊設(shè)備來操作的，可分為四個(gè)部分，包括軋輥夾持系統(tǒng)、焊接系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)。

三、軋輥堆焊工藝的基本流程

第一，輥面車削加工。這種技術(shù)是完全去除輥面疲勞層，并且要通過這項(xiàng)工序保證達(dá)到堆焊層厚度的要求。

第二，軋輥預(yù)熱階段。軋輥預(yù)熱的主要目的就是要通過這一手段來降低堆焊過程中堆焊金屬和熱影響區(qū)的冷卻速度，從而做到降低淬硬傾向和減少焊接應(yīng)力的作用，因?yàn)檫@樣可以避免母材和堆焊金屬在堆焊過程中產(chǎn)生相應(yīng)的裂紋。

第三，堆焊和保溫階段。堆焊層的厚度一般是有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的，大概為50 毫米，有時(shí)候也根據(jù)實(shí)際情況做相應(yīng)改變。層間溫度是依據(jù)母材以及堆焊材料的含碳量和合金含量來確定的，因此控制層間溫度是十分重要的。

第四，焊后熱處理和機(jī)加工。焊后熱處理主要是為了消除焊接應(yīng)力，防止延遲裂紋產(chǎn)生，改善軋輥的性能。機(jī)加工是將堆焊軋輥機(jī)械加工成符合圖紙要求的軋輥。

第五，檢查相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)最后出廠。在這個(gè)過程中，首先要檢查堆焊軋輥的尺寸、表層硬度以及化學(xué)成分。在堆焊技術(shù)方面，堆焊工藝專家系統(tǒng)的積極推廣是十分必要的，鋼鐵企業(yè)通過堆焊專家系統(tǒng)，可以根據(jù)相關(guān)零件磨損程度、失效形式和母材成分來確定母材能否接受堆焊技術(shù)，是否需用過渡層，選擇填充材料和確定堆焊工藝。

四、堆焊技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用

在鋼鐵企業(yè)中，操作設(shè)備的工作環(huán)境是十分嚴(yán)酷的。高溫、磨損和疲勞等都會(huì)在很大程度上導(dǎo)致設(shè)備的失效破壞。實(shí)現(xiàn)堆焊目的的基礎(chǔ)毫無疑問就是制定最佳的對焊工藝。在以鋼鐵冶金為主要內(nèi)容能夠的很多行業(yè)中，許多部件的工作狀況是十分惡劣的，基本上都是長期運(yùn)行在高溫狀態(tài)下，磨損非常嚴(yán)重。在這種情況下，提高部件的抗高溫性能和抗冷熱疲勞性能就成為了急需解決的問題。

高爐爐頂裝料系統(tǒng)具有耐磨的優(yōu)點(diǎn)，堆焊應(yīng)用鋼鐵企業(yè)煉鐵高爐爐頂裝料系統(tǒng)可以分為料鐘式和無料鐘式兩種。料鐘式高爐中的料鐘存在兩個(gè)區(qū)域的耐高溫耐磨處理地帶，其中一是密封帶，另一個(gè)則是一是保護(hù)帶。

堆焊技術(shù)具有自身非常獨(dú)特的特點(diǎn)，這也使得其在鋼鐵企業(yè)的應(yīng)用中具有自己的優(yōu)勢。堆焊修復(fù)技術(shù)和一些傳統(tǒng)的焊接技術(shù)的區(qū)別第一點(diǎn)就是焊接的對象有所不同。眾所周知，堆焊技術(shù)針對的對象是易磨損、腐蝕或者磨損失效的機(jī)械零件，堆焊修復(fù)是根據(jù)不同的對象從而可以選擇不同的焊接材料、方法還有工藝;第二，在堆焊修復(fù)技術(shù)中還有一個(gè)必須重點(diǎn)考慮的問題，就是零件本身焊接維修的經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)濟(jì)對于一個(gè)企業(yè)來說始終是第一位的，在這個(gè)過程中不僅要能將新材料、新工藝和新技術(shù)又快又好地應(yīng)用到機(jī)械維修中去，更應(yīng)該要通過各種修復(fù)辦法的特點(diǎn)，從而總結(jié)并創(chuàng)造出新的修復(fù)方法。在我國國內(nèi)市場，存在非常多的部件的維修主要依靠的是特種焊條來完成的。

近年來，在焊接工作者的共同努力下，堆焊的工藝技術(shù)取得了長足的進(jìn)步。目前，我國的鋼鐵工業(yè)蓬勃發(fā)展，堆焊技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用不僅可以降低企業(yè)的運(yùn)作成本，而且對于人們的使用也有非常積極的作用。

五、結(jié)束語

在我國的鋼鐵企業(yè)中，堆焊技術(shù)的應(yīng)用是十分廣泛的。堆焊技術(shù)在汽車鑄鐵件、鋁合金鑄件等的修復(fù)中有廣泛的應(yīng)用，是一種處理工藝不是很復(fù)雜的焊接修復(fù)技術(shù)，并且使用的效果良好。不同的零部件的處理方式和焊接方法的處理方式有所不同，在制定焊接工藝時(shí)一定要注意焊接技術(shù)對零部件的影響。國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，帶來的是技術(shù)的革新和機(jī)遇的把握，只有不斷的推陳出新，才能在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大潮中乘風(fēng)破浪。

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