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辊子修复

四辊破碎机辊子裂纹的焊接修复工艺

发布日期:2019-08-07 作者: 点击:

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  1、辊子的焊接性分析

(1)辊子的成分和性能

辊子的材质为ZG35CrMnSi,是中碳调质钢,属于Cr-Mn-Si系列钢材,这种钢的化学成分如下表1。

  一般来讲,碳当量为0.4%以下时,钢材的焊接性良好,不必采取特殊工艺。当碳当量为0.4%~0.6%时,钢材的焊接性较好,采取适当的预热措施,一般不会发生缺陷。当碳当量>0.6%以上时,焊接性较差,必须采取较高的预热温度和严格的工艺措施。

  这种钢退火状态下的组织是铁素体和珠光体,调质状态下的组织为回火索氏体(统称为回火马氏体)。Cr - Mn - Si系列钢材具有回火脆性的缺点,在300℃- 450℃内出现类回火脆性。因此,回火时必须避开该温度范围。此外,这类钢还具有第二类回火脆性,高温回火时必须采取快冷的办法,否则冲击韧性会显著降低。

(2)焊缝中的热裂纹

  由于辊子材质含碳量和合金含量较高,因此液一固区间较大,偏析也更严重,具有较大热裂纹倾向。因此,焊接时应该考虑可能出现热裂纹。焊接时,应尽量选用含碳量低的、含硫、磷少的填充材料。因为,热裂纹易出现在未填满的弧坑处,特别是在多层焊时层的弧坑中以及焊缝的凹陷部位。在焊接工艺上应注意保证填满弧坑和良好的焊接成形。

(3)焊缝中的冷裂纹

  ZC35CrMnSi钢种的淬硬倾向十分明显,冷裂纹倾向较为严重。这是由于此钢种含碳量较高,加入的合金元素也较多,在500℃以下的温度区间,过冷奥氏体有更大的稳定性所致。另外,此钢种马氏体点较低,在低温下形成马氏体一般难以产生“自回火”效应,并且由于马氏体的含碳量较高,有很大的过饱和度,点阵的畸变就更严重。因而,硬度和脆性就更大,对冷裂纹的敏感性也更大。焊接时要进行预热,焊后进行回火处理。

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(4)焊缝中的再热裂纹

  焊接修复辊子时采用多层焊道施焊,后焊的焊缝对已完成的焊缝起到再次加热的作用。因此,必须采取措施防止再热裂纹的出现。根据有关资料的介绍,再热裂纹都是产生在焊接热影响区的过热粗晶部位,并且具有晶间开裂的特征。母材、焊缝和热影响区的细晶组织,都不会产生再热裂纹。同时,较大的残余应力和应力集中是产生再热裂纹必不可少的必要条件,二者必须同时存在,否则不会产生再热裂纹。焊接时,大的焊接线能量会使过热区的晶粒更加粗大。因此,宜采用小线能量焊接。同时,适当提高预热、后热温度,对防止再热裂纹的出现有较好效果。

(5)热影响区的性能变化

 此钢种由于含碳量较高和合金元素较多,有相当大的淬硬性,因而热影响区的过热区易产生硬脆的高碳马氏体。冷却速度越大,生成的高碳马氏体越多,脆化也越严重。为减少过热区脆化,从减少淬硬倾向出发,应采用大线能量焊接。但由于修复的辊子尺寸较大(φ900×700),厚度为100mm,传热较快,该钢种淬硬倾向很大,通过加大线能量法难以避免马氏体的形成,却反而增大了奥氏体的过热和提高了奥氏体的稳定性,促使形成粗大的马氏体,使过热区的脆化更为严重。因而,决定采取小线能量的焊接方法,并采取焊前预热和焊后缓冷的措施降低冷却速度,从而改善热影响区的性能。

  2、修复工艺选择

(1)焊前准备选用气焊在裂纹处开V形坡口,角度为60°~70°,并认真清理坡口两侧的油污、铁锈以及氧化皮,以防止产生气孔。

(2)焊前预热  由于工件较大,又在现场修复,不能进行整体预热,故采用局部预热方法。预热温度为300℃- 350℃,预热范围为焊缝两侧150 mm以内,并在焊接过程中保持该温度。

(3)焊接工艺

  选用φ4 mm的J857焊条施焊,直流反极性焊接。焊条使用前按规定烘干(350℃- 450℃烘干1h,150℃保温),随用随取。另外注意焊条药皮有无剥落,焊接时不要采用药皮受损的焊条。

  打底焊时,电流宜小,采用160 A。焊接时焊条不摆动,焊后不锤击。(可减少母材的熔入率,不锤击可避免产生根部裂纹)。

  以后各层焊道均采用焊接电流180 A,并做锯齿形运条。每焊完一道焊缝,及时清理熔渣,并进行锤击,以消除可能出现的焊接应力。

江苏11选5开奖记录  盖面焊时,焊道要高出母材2-3 mm,焊后不锤击,以防止出现表面裂纹、表面硬脆。

(4)焊后处理

  焊接结束后立即进行回火处理,回火温度控制在680℃左右。热处理结束后进行加工,加工方法是现场安装车刀架,进行切削加工,把焊接修复部位车削至规定尺寸。


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