天車車輪輪緣的修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

徐玉兵

（新疆昆玉鋼鐵有限公司，新疆 伊犁833200）

1 前 言

軋鋼廠棒材、高線精整跨電磁吊使用頻繁，此類電磁吊使用電動(dòng)旋轉(zhuǎn)掛梁來(lái)實(shí)現(xiàn)吊材的自動(dòng)轉(zhuǎn)向，大車在運(yùn)行過(guò)程中，大車架承受的與旋轉(zhuǎn)掛梁反方向的旋轉(zhuǎn)力矩比較大，造成車輪輪緣磨損快，大車車輪壽命低，車輪不得不下線報(bào)廢。對(duì)軋鋼廠棒、線材車間精整跨電磁吊的大車車輪輪緣磨損機(jī)理及原因進(jìn)行了分析，制定了輪緣焊補(bǔ)修復(fù)方案。

2 主要問(wèn)題及原因分析

天車報(bào)廢的主要原因是車輪輪緣磨損減薄，不符合國(guó)家特種設(shè)備的關(guān)于輪緣厚度的要求。磨損后的車輪由于不能修復(fù)，只能報(bào)廢，由于大車車輪直徑為Φ700、Φ800，每套車輪價(jià)值1.5 萬(wàn)～2 萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)損失巨大。軋鋼廠降成本難度特別大，為深挖降成本潛力，在保證使用安全的前提下，本著節(jié)約的角度，提出本課題。

查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料，某鋼鐵公司2016 年技術(shù)創(chuàng)新立項(xiàng)對(duì)天車車輪的輪緣進(jìn)行堆焊技術(shù)的研討，2017年通過(guò)對(duì)某鋼鐵廠考察，該公司棒材精整跨天車啃軌嚴(yán)重（甚于昆玉棒材、高線精整跨天車），磨損后的車輪組，由維修人員焊補(bǔ)后繼續(xù)使用，在保證安全的前提下降低了費(fèi)用，值得學(xué)習(xí)借鑒。根據(jù)以上天車車輪輪緣的焊接修復(fù)技術(shù)研討及實(shí)際的應(yīng)用，成立了天車車輪輪緣修復(fù)攻關(guān)技術(shù)小組，對(duì)車輪修復(fù)技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，確保焊接上線的車輪符合國(guó)家特種設(shè)備檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。由于起重機(jī)車輪為中碳鋼ZG45 或者中碳合金鑄鋼ZG50SiMn，含碳量、合金元素較高，焊接性能較差，在堆焊層和熱影響區(qū)上容易出現(xiàn)熱裂紋和冷裂紋，而且堆焊后要保證堆焊層既牢固又耐磨，所需焊接材料及堆焊層的塑性不能太高，否則焊接后焊縫易出現(xiàn)熱裂紋，且難以加工；如果焊縫強(qiáng)度太低，堆焊層耐磨性又達(dá)不到要求，因此，必須合理采用焊條和焊接方法，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)車輪輪緣的堆焊修復(fù)再利用。

3 解決措施

3.1 輪緣修復(fù)技術(shù)方案

采用堆焊條D212對(duì)輪緣磨損面進(jìn)行第一遍堆焊，堆焊層厚度3～4 mm，底層焊肉與基體之間良好結(jié)合，保證堆焊層能與原輪緣結(jié)合牢固。

第二遍堆焊時(shí)，采用J507 中碳鋼焊條，此種焊條含碳量比原輪緣基體低一些，硬度及塑性適中，合理的冷卻速度，冷卻后的焊縫相當(dāng)于利用自身的熱量進(jìn)行了調(diào)質(zhì)處理，這與車輪本體的熱處理工藝基本是相同的，本焊層厚度5～6 mm，硬度一般在HB 280～320。

第三遍為外層焊縫。通過(guò)多次試驗(yàn)，采用堆焊條D212 進(jìn)行堆焊，焊層一般在3～4 mm。為了防止焊縫出現(xiàn)微裂紋，當(dāng)采取用中碳鋼焊條焊接第二遍，連續(xù)焊完一根焊條后，利用焊縫余熱，迅速用一根堆焊條堆焊。這樣冷卻后的焊縫相當(dāng)于利用自身的熱量進(jìn)行了調(diào)質(zhì)處理，這與車輪本體的熱處理工藝基本是相同的，外層焊層的硬度一般在HB 350～400，該焊縫強(qiáng)度高于第一、第二次層焊縫，高于車輪本體的硬度。

應(yīng)用上述材料組合修復(fù)的車輪輪緣，其材質(zhì)不再是原材質(zhì)材料，有結(jié)合強(qiáng)度高、耐磨性和強(qiáng)度適中、便于機(jī)械加工的特性。采用車削加工的方法對(duì)焊縫表面進(jìn)行加工，加工后的輪緣外形尺寸符合圖紙要求。

由于堆焊后的焊層硬度較高，采用一般的刀頭難以車削，因此，采用特制的陶瓷刀具進(jìn)行車削加工。

車輪輪緣堆焊和加工后需要進(jìn)行探傷，無(wú)裂紋，通過(guò)查閱有關(guān)資料，上述復(fù)合材料組合修復(fù)的輪緣正常運(yùn)行時(shí)，比ZG35CrMo 和ZG50CrMo 兩種材料的新車輪耐磨性更好。

3.2 具體焊接工藝

1）焊前對(duì)車輪進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)車輪本體出現(xiàn)裂紋，輪緣磨損超過(guò)75%的，應(yīng)將車輪報(bào)廢處理。

2）堆焊前清除車輪輪緣上的油污，銹跡，去除堆焊處的金屬疲勞折疊層，確保堆焊層與基材能良好結(jié)合，將車輪處于平放位置，保證在平焊位置進(jìn)行均勻焊接。

3）施焊前將J507 焊條、堆焊條進(jìn)行烘干處理，烘爐溫度350 ℃，需保溫1 h，并存入干燥筒內(nèi)備用，防止焊接時(shí)出現(xiàn)氣孔和裂紋。

4）如果嚴(yán)寒冬季施焊，焊后的車輪埋入熟石灰粉中或覆蓋保溫材料，緩慢冷卻，避免冷卻過(guò)快產(chǎn)生裂紋。

5）將堆焊后的起重機(jī)車車輪輪緣加工至圖紙要求尺寸。

6）對(duì)加工后的車輪進(jìn)行超聲波探傷檢查，確保焊接、加工后的車輪輪緣無(wú)裂紋，無(wú)氣孔，無(wú)夾渣才能上線使用，定期點(diǎn)檢車輪輪緣，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

4 結(jié) 語(yǔ)

根據(jù)以上方案對(duì)下線后的車輪輪緣進(jìn)行堆焊修復(fù)加工，硬度在HB 280～320，將修復(fù)后的車輪重新上線使用，壽命達(dá)到原壽命的70%～80%，節(jié)省了大量的車間備件費(fèi)用，年效益在10萬(wàn)元。