CN102632321A - 轧机轧辊端接头裂纹焊接修复工艺 - Google Patents

Abstract

轧机轧辊端接头裂纹焊接修复工艺，包括清理轧辊端扁头油污，用UT进行检测确认裂纹，钻止裂孔；预热至200℃左右，用药芯焊丝进行焊接，焊接时控制层间温度；锤敲击焊缝，进行焊后消氢、消应热处理。本发明采用药芯焊丝二氧化碳气体保护焊焊接工艺来保证焊缝质量，提高了生产效率，可较好地实行轧辊端扁头裂纹焊接修复。

Description

轧机轧辊端接头裂纹焊接修复工艺

所属技术领域

本发明属于焊接工艺，涉及钢厂轧机轧辊端接头裂纹焊接修复工艺。

背景技术

钢厂轧辊的转动是电机动力通过万向节轴扁头套筒与轧辊端扁头连接传递，轧辊端扁头是轧机的联接部件，Φ3.8m轧机轧辊端扁头为Φ950mm，长1490mm的联接轴，重4650Kg，材质为25Cr2Ni4MoV调质合金钢锻钢，热处理后表面硬度290-330HB。

轧机工作时，轧辊端扁头与万向节轴扁头套筒接触间隙过大造成对轧辊端扁头的应力增加，冲击和应力集中使轧辊端扁头产生裂纹。若不进行修复将发生轧辊端扁头断裂事故，直接影响宽厚板厂生产。

发明内容

本发明旨在提供一种克服上述已有技术不足之处的轧机轧辊端接头裂纹焊接修复工艺。

本发明的技术方案：轧机轧辊端接头裂纹焊接修复工艺，其工艺步骤为：

(1)清理：将轧机轧辊端扁头的油污擦净，用无损检测方法UT和MT进行检测确认裂纹，在距裂纹端头8～12mm处钻Φ8mm止裂孔；

(2)预热：将红外线加热片铺在裂纹处，然后用硅酸铝保温棉覆盖，加热至150～200℃；

(3)焊接：将加热片及保温棉撤去，采用CO2焊焊接工艺，焊接电流200-240A，电压24～26V，焊接速度30～40cm/min，保护气体CO2，气体流量14～18L/min，层间温度200～250℃；

(4)层间处理：每焊完一层，立即用尖锤敲击焊缝，然后将止裂孔点焊平再进行下一层焊接；

(5)后热处理：用加热片、保温棉盖在轧辊扁头上，进行焊后消氢、消应热处理，加热温度为350℃，以减少焊接应力，防止冷裂纹。

焊接材料可采用昆山京群焊材公司生产的Φ1.2mm GFR-91K2药芯焊丝。

本发明的优点：本发明采用药芯焊丝二氧化碳气体保护焊焊接工艺来保证焊缝质量，提高了生产效率，具有良好的经济效益和社会效益。对焊接工艺难度较大的材质为25Cr2Ni4MoV调质合金锻钢、直径为Φ950mm的宽厚板轧机轧辊端扁头，进行了焊接性分析，提出了焊接工艺：清理轧辊端扁头油污，用UT进行检测确认裂纹，钻止裂孔；预热至200℃左右，用药芯焊丝进行焊接，焊接时控制层间温度；锤敲击焊缝，进行焊后消氢、消应热处理，防止裂纹产生。采用以上技术方案成功实施了轧辊端扁头裂纹焊接修复。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明发明的内容：

实施例：Φ3.8m轧机轧辊端扁头CO2焊焊接。

某钢厂宽厚板厂3.8m轧机轧辊端扁头出现裂纹长160mm，深6～10mm，需进行焊接修复。25Cr2Ni4MoV是调质合金锻钢，锻后的热处理为正火和回火，用于制造大截面承受重负荷的主要机械零件，如重型机械的轴类、汽轮发电机转子等。根据JB/T 5000.8标准，其化学成分见表1，力学性能见表2：

表1 25Cr2Ni4MoV钢化学成份(％)

表2 25Cr2Ni4MoV钢力学性能

Rm(MPa)	Rel(MPa)	A(％)	Akv(J)
				≥715	≥540	≥18	≥80(0℃)

根据国际焊接学会(IIW)推荐公式：

Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15求得25Cr2Ni4MoV的碳当量为0.74％，焊接性较差。由于25Cr2Ni4MoV钢中加入Cr、Ni、Mo等元素，一方面增加了碳化物的形成能力，提高了钢的高温蠕变强度及组织的热稳定性，另一方面也增加了钢的淬硬性，造成焊接接头的冷裂敏感性增大。所以焊接时应采取焊前预热、焊后消应等工艺措施。

预热温度的确定：按照合金钢的预热温度计算公式，可初步确定25Cr2Ni4MoV钢的焊前预热温度：

To＝324Pcm+17.7[H]+0.14σb+4.73h-214(℃)

式中：[H]：熔敷金属扩散氢含量，药芯焊丝焊接，取[H]＝2.5ml/100g；

h：材料厚度；

Pcm：化学成分冷裂敏感指数；

25Cr2Ni4MoV钢的Pcm为：

Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B＝0.422

代入上式后，计算得To＝160℃，考虑施工环境因素，取预热温度为150～200℃，层间温度控制在200～250℃。

焊接材料：本次焊接修复的轧辊端扁头材质为25Cr2Ni4MoV合金锻钢，其状态为调质，表面淬火。为了满足转轧辊扁头的使用性能，选用昆山京群焊材公司生产的Φ1.2mm GFR-91K2(符合GB17493 E621T1-K2C)药芯焊丝进行焊接，焊丝熔敷金属成分见表3，焊丝熔敷金属力学性能见表4：

表3焊丝熔敷金属成分(％)

C	Mn	Si	S	P	Ni	Mo
							0.05	1.35	0.69	0.003	0.009	1.55	0.13

表4焊丝熔敷金属力学性能

	Rm(MPa)	Rel(MPa)	A(％)	冲击功Akv(J)
					标准值	620-760	≥540	≥17	≥27(-20℃)
实测	725	630	25	70(-20℃)

补焊工艺：

(1)将轧机轧辊端扁头的油污擦净，用无损检测方法UT和MT进行检测确认裂纹，在距裂纹端头10mm处钻Φ8mm止裂孔；

(2)将红外线加热片铺在裂纹处，然后用硅酸铝保温棉覆盖，加热至200℃左右。待达到预热温度后，将加热片及保温棉撤去，用Φ1.2mm药芯焊丝进行焊接。焊接工艺参数：电流200～240A，电压24～26V，焊接速度35cm/min，保护气体CO2，气体流量16L/min，层间温度200～250℃。

(3)每焊完一层，立即用尖锤敲击焊缝，然后将止裂孔点焊平再进行下一层焊接，目的是达到消除每层间焊接应力和防止裂纹的扩展；

(4)焊接完成后，用加热片、保温棉盖在轧辊扁头上，进行焊后消氢、消应热处理，加热温度为350℃，以减少焊接应力，防止冷裂纹。

Claims (1)

1.轧机轧辊端接头裂纹焊接修复工艺，其特征在于工艺步骤如下：

(1)清理：将轧机轧辊端扁头的油污擦净，用无损检测方法UT和MT进行检测确认裂纹，在距裂纹端头8～12mm处钻Φ8mm止裂孔；

(2)预热：将红外线加热片铺在裂纹处，然后用硅酸铝保温棉覆盖，加热至150～200℃；

(3)焊接：将加热片及保温棉撤去，采用CO2焊焊接工艺，焊接电流200～240A，电压24～26V，焊接速度30～40cm/min，保护气体CO2，气体流量14～18L/min，层间温度200～250℃；

(4)层间处理：每焊完一层，立即用尖锤敲击焊缝，然后将止裂孔点焊平再进行下一层焊接；

(5)后热处理：用加热片、保温棉盖在轧辊扁头上，进行焊后消氢、消应热处理，加热温度为350℃。