MLS立磨磨輥的堆焊修復(fù)技術(shù)

付金強(qiáng)楊 威

1. 葛洲壩集團(tuán)水泥有限公司，湖北 荊門 448000；2. 鄭州機(jī)械研究所，河南 鄭州 450001

MLS立磨磨輥的堆焊修復(fù)技術(shù)

付金強(qiáng)1楊 威2

1. 葛洲壩集團(tuán)水泥有限公司，湖北 荊門 448000；2. 鄭州機(jī)械研究所，河南 鄭州 450001

MLS立磨磨輥系分瓣式結(jié)構(gòu)，是采用液壓傳動(dòng)提升壓力框架來(lái)整體提升3只磨輥。設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)MLS類型立磨離線堆焊的安裝胎具，實(shí)現(xiàn)該類磨輥離線堆焊；設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的MLS類型立磨在線堆焊用彎槍，可提高在線堆焊中焊槍安裝的效率，提高在線堆焊施工進(jìn)度。離線堆焊的要點(diǎn)為切割、補(bǔ)焊；在線堆焊中主要是補(bǔ)焊。MLS類立磨磨輥的分瓣式結(jié)構(gòu)決定其適宜在線堆焊。MLS類型立磨堆焊修復(fù)的案例再次驗(yàn)證了ZD90X-O系列耐磨堆焊焊絲具有良好的耐磨性。

MLS立磨 磨輥 堆焊 離線 在線 焊材

0 引言

MLS類型的立磨常見(jiàn)的型號(hào)有MLS3123、MLS3424、MLS3626（及其加強(qiáng)型）、MLS3726、MLS4028、MLS4531等等，其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

MLS立磨磨輥采用分瓣式結(jié)構(gòu)，由12塊磨輥襯板組裝到磨機(jī)輪轂上并由壓塊壓緊兩側(cè)來(lái)固定。一般水泥廠如果有備件可能選擇離線堆焊修復(fù)磨損件，如果沒(méi)有備品而且又沒(méi)有整塊的檢修計(jì)劃時(shí)，可能選擇在線堆焊磨輥。

表1 MLS類型立磨主要技術(shù)參數(shù)

MLS立磨磨輥系分瓣式結(jié)構(gòu)，離線堆焊時(shí)需要組裝起來(lái)才可以整體自動(dòng)堆焊，而且即使是組裝起來(lái)，如果輥面不處理，那么在后續(xù)的堆焊施工中也會(huì)困難重重，即使上述問(wèn)題能夠解決，在堆焊中對(duì)于磨輥側(cè)邊的切割也會(huì)加大側(cè)邊掉塊的風(fēng)險(xiǎn)；在線堆焊磨輥，由于該類磨輥不是采用單獨(dú)加壓臂來(lái)升輥而是采用液壓傳動(dòng)提升壓力框架來(lái)整體提升3只磨輥，而壓力框架的存在限制了焊接支架直焊槍的焊接范圍，在加壓架之下的磨輥磨損區(qū)域直焊槍無(wú)法進(jìn)行堆焊修復(fù)。

本文從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合工作實(shí)踐，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)磨輥安裝的胎具，并制定離線堆焊工藝及技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，有效地解決了離線堆焊的難點(diǎn)；設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出適應(yīng)性極強(qiáng)的彎槍機(jī)構(gòu)，同時(shí)制定在線堆焊工藝與關(guān)鍵點(diǎn)，有效地解決了在線堆焊難題。

1 離線堆焊修復(fù)技術(shù)及要點(diǎn)

1.1 磨輥安裝胎具的設(shè)計(jì)

MLS立磨磨輥采用分瓣式結(jié)構(gòu)，每一個(gè)磨輥由12塊磨輥襯板組合形成。其結(jié)構(gòu)示意見(jiàn)圖1。

如圖1所示，磨輥在自身的輪轂上時(shí)，由于磨輥內(nèi)壁安裝尺寸與輪轂尺寸一致，安裝沒(méi)有困難，但是發(fā)到堆焊廠家后，安裝成為一個(gè)大問(wèn)題。首先確保要能安裝，其次要確保安裝的誤差。我們根據(jù)輪轂的特點(diǎn)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種鋼結(jié)構(gòu)胎具。該胎具采用內(nèi)外兩個(gè)圓筒與加工設(shè)計(jì)好的板材連接組焊后形成毛坯，外圓筒組焊后在立車上車削加工確保圓柱度等形位公差。其中一側(cè)的板上銑成通槽，另一側(cè)板上每塊板打兩個(gè)螺絲孔。

圖1 MLS立磨磨輥襯板及其結(jié)構(gòu)示意圖

該磨輥安裝胎具安裝后，一側(cè)使用頂塊頂住磨輥襯板一側(cè)，另一側(cè)使用螺絲擰緊，安裝完成后磨輥形成一個(gè)環(huán)形整體，而胎具通槽可以固定在變位機(jī)卡盤上，達(dá)到自動(dòng)堆焊作業(yè)的要求，如圖2所示。

圖2 使用中的磨輥胎具及堆焊修復(fù)的MLS立磨磨輥

堆焊修復(fù)的磨輥測(cè)量的直徑誤差在±1.5 mm之內(nèi)，圖2中顯示的堆焊完成的照片可知該種胎具完全可以滿足MLS類型立磨磨輥的堆焊修復(fù)使用要求。

1.2 MLS立磨磨輥離線堆焊修復(fù)工藝

MLS立磨磨輥離線堆焊的工藝步驟如下：

（1） 探傷；

（2） 對(duì)掉塊、磨損處進(jìn)行處理；

（3） 安裝胎具到變位機(jī)卡盤；

（4） 組裝磨輥襯板；

（5） 填塞縫隙；

（6） 補(bǔ)焊到環(huán)焊狀態(tài)；

（7） 堆焊ZD-O耐磨材料到尺寸；

（8） 使用切割工具切割堆焊層；

（9） 測(cè)量堆焊完成的磨輥，檢測(cè)是否達(dá)到要求；

（10） 作標(biāo)識(shí)。

離線修復(fù)過(guò)程中，補(bǔ)焊是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。在磨

圖3 離線堆焊修復(fù)過(guò)程

2 在線堆焊修復(fù)技術(shù)及堆焊工藝

2.1 在線堆焊修復(fù)中的焊槍設(shè)計(jì)

MLS立磨在線堆焊修復(fù)中經(jīng)常遇到的一個(gè)難題是：直焊槍不能堆焊磨損區(qū)域。其原因是承擔(dān)研磨的三個(gè)磨輥安裝在壓力框架下部，磨損的區(qū)域剛好在三角形壓力框架下部。如圖4所示。

圖4 磨輥與三角形壓力框架之間的相對(duì)位置

從圖4可知，如果采用直槍堆焊，那么只能堆焊三角形壓力框架內(nèi)側(cè)的輥面，而對(duì)框架下面的輥面磨損區(qū)域則無(wú)法施焊。

為了達(dá)到堆焊修復(fù)的目的，則必須使用彎槍來(lái)進(jìn)行焊接。需考慮的因素如下：

（1）加壓框架與磨輥的間距較小，焊槍須能伸到壓力框架之下；

（2）方便調(diào)節(jié)導(dǎo)電嘴的方向；

（3）導(dǎo)電嘴的安裝、拆卸要方便；

（4）焊絲能夠順利地經(jīng)過(guò)焊槍。

為了達(dá)到上述目的，我們將焊槍的槍頭部位設(shè)計(jì)成彎管，導(dǎo)電嘴采用頂絲頂緊，如圖5所示。

圖5所示的彎管焊槍在實(shí)踐中應(yīng)用非常靈活、方便，且非常節(jié)約導(dǎo)電桿與導(dǎo)電嘴，以往通過(guò)螺紋連接的導(dǎo)電嘴，常常因?yàn)楦邷氐仍蛘澈显谝黄鸩荒苊撻_(kāi)，而新式焊槍的彎槍段改螺紋連接為頂絲固定，只需松緊頂絲即可使用手鉗將導(dǎo)電嘴輕松取出。

2.2 MLS立磨磨輥在線堆焊修復(fù)工藝

MLS立磨磨輥在線堆焊的工藝步驟如下：

（1） 確定修復(fù)工期；

（2） 檢查接縫邊磨損掉塊情況；

（3） 測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的磨損情況并記錄；

（4） 安裝磨輥驅(qū)動(dòng)；

（5） 安裝立磨堆焊支架系統(tǒng)；

（6） 使用鋼絲刷打磨磨輥表面；

（7） 補(bǔ)焊到環(huán)焊的狀態(tài)；

（8） 堆焊ZD-O耐磨材料到尺寸。

圖5 彎管焊槍

在線堆焊，接縫兩側(cè)磨損掉塊部位的焊接是最占用時(shí)間的，而水泥廠檢修時(shí)間一般相對(duì)比較短，為了盡早進(jìn)入環(huán)焊，該部位的補(bǔ)焊是不可能完全到位的。但是如果時(shí)間足夠，補(bǔ)焊到位再進(jìn)行自動(dòng)焊，有利于磨輥耐磨性的提高。

3 離線堆焊與在線堆焊比較

離線堆焊與在線堆焊差異比較明顯，具體來(lái)說(shuō)如下：

（1）離線堆焊適合有備品備件更換，具有充足時(shí)間來(lái)堆焊舊磨輥的企業(yè)，或者停機(jī)檢修時(shí)間較充裕的企業(yè)，也適合離線堆焊。

（2）在線堆焊對(duì)于無(wú)備品更換同時(shí)生產(chǎn)任務(wù)又重的企業(yè)比較合適。

（3）離線堆焊中由于要拆卸磨輥襯板，所以需要切割接縫邊的堆焊層，容易導(dǎo)致接縫側(cè)堆焊層松動(dòng)，在使用中易脫落掉塊。

（4）在線堆焊不需要切割接縫邊，如果能夠?qū)⒌魤K部位補(bǔ)焊起來(lái)，一般不容易二次掉塊。

（5）離線堆焊在堆焊好后需要標(biāo)示研磨面，否則安裝過(guò)程中將堆焊較少的一側(cè)安裝到研磨區(qū)，導(dǎo)致磨損加速；而在線堆焊不需要標(biāo)示研磨面，其修復(fù)的即是磨損區(qū)域。

綜合上述因素，經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，MLS立磨磨輥選用在線堆焊更有利于堆焊層耐磨性的發(fā)揮。

4 焊接材料的選擇

磨輥堆焊離不開(kāi)優(yōu)質(zhì)焊接材料，鄭州機(jī)械研究所使用的立磨焊接材料全部為自行研制。在多年的使用中形成系列產(chǎn)品，如表2所示。

表2 立磨堆焊專用材料

表2中介紹的材料ZD90X-O系列耐磨堆焊焊絲均為高鉻鑄鐵合金系藥芯焊絲，規(guī)格為Φ2.8、Φ3.2與Φ1.6，其中Φ1.6的焊絲經(jīng)常應(yīng)用于補(bǔ)焊，其余規(guī)格應(yīng)用于自動(dòng)焊。

該類焊材通過(guò)產(chǎn)生一次碳化物（Cr，F(xiàn)e）7C3，形成抗磨硬質(zhì)相以達(dá)到耐磨的目的。其中ZD902-O用于原料磨堆焊修復(fù)，ZD903-O在工況較惡劣的礦渣磨輥修復(fù)中使用。

圖6是在陜西某水泥廠MLS3626磨輥使用ZD-O耐磨材料焊后使用情況。以往堆焊的磨輥，使用不到6個(gè)月，磨損已非常嚴(yán)重。最后一次測(cè)量，最深處達(dá)到100 mm～110 mm，平均堆焊厚度75 mm。鄭州機(jī)械研究所2015年2月堆焊，堆焊量達(dá)到11 t。2015年3月中旬開(kāi)始投運(yùn)， 4個(gè)月后，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量磨損量不超過(guò)15 mm。目前該套磨輥運(yùn)行狀況良好，無(wú)掉塊現(xiàn)象，可再運(yùn)轉(zhuǎn)8個(gè)月。

圖6 陜西某水泥廠使用ZD903-O堆焊后的使用情況

南方水泥集團(tuán)某水泥廠的MLS3626立磨磨輥為高鉻鑄鐵鑄造輥，使用1 200 h，研磨面磨損厚度達(dá)到40 mm～45 mm，另一側(cè)磨損5 mm～8 mm。鄭州機(jī)械研究所選用ZD901-O堆焊3層，其余全部堆焊ZD902-O，目前已經(jīng)使用5 500～6 000 h，磨損量基本在20 mm～25 mm。圖7為MLS3626立磨高鉻鑄鐵鑄造輥的堆焊過(guò)程。

圖7 MLS3626立磨高鉻鑄鐵鑄造輥的堆焊過(guò)程

5 結(jié)束語(yǔ)

鄭州機(jī)械研究所設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了MLS類型立磨離線堆焊的安裝胎具，實(shí)現(xiàn)該類磨輥離線堆焊；設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了MLS類型立磨在線堆焊用彎槍，提高了在線堆焊中焊槍安裝的效率，提高在線堆焊施工進(jìn)度。離線堆焊的要點(diǎn)為切割、補(bǔ)焊；在線堆焊中主要是補(bǔ)焊。MLS類立磨磨輥的分瓣式結(jié)構(gòu)決定其適宜在線堆焊。ZD90X-O系列耐磨堆焊焊絲在MLS類型立磨堆焊修復(fù)的案例再次驗(yàn)證了鄭州機(jī)械研究所立磨堆焊系列材料的應(yīng)用效果，具有良好的耐磨性。

2015-06-20）

TQ172.632.5

B

1008-0473(2015)05-0036-04

10.16008/j.cnki.1008-0473.2015.05.011