冶金機械設備維修中的堆焊技術分析

劉瑜（五冶集團上海有限公司檢修分公司，上海 200000）

冶金機械設備維修中的堆焊技術分析

劉瑜（五冶集團上海有限公司檢修分公司，上海 200000）

堆焊是一種表面改性技術，特征是經濟、高效，因此，應用范圍十分廣泛。維修是保障冶金機械設備正常性能的重要手段，對設備的使用價值具有十分重要的影響。堆焊技術在冶金機械設備維修中的應用，不僅能夠有效修復設備的失效部位，還可以起到改善設備使用效果的作用，具有較高的使用價值。本文對冶金機械設備中的堆焊技術進行了簡要分析。

冶金機械設備；堆焊技術；軋輥；齒輪；葉輪葉片

與一般技術相比，堆焊技術的優點在于成本低廉、效率高等，是一種在冶金機械設備維修中非常實用的技術。冶金設備通常工作環境比較特殊，比如半鋼棍、料鐘等，經常需要在高熱應力的情況下工作，環境條件非常惡劣。軋輥、連鑄輥、齒輪、風機葉輪是冶金企業中使用數量比較多的零件，這些零件劣化后如能得到合理的修復，能延長零件的使用壽命，降低備件采購費用，從而降低生產成本，提高企業的市場競爭力。相關實踐證明，在冶金機械設備維修中采用堆焊技術，能夠顯著延長這些零件的使用壽命，降低維修成本。

1 冶金機械設備維修中的堆焊技術分析

1.1 連鑄輥修復中的堆焊技術

連鑄輥輥芯材質通常是耐熱鋼，出現頻率比較高的失效形式主要包括裂紋和彎曲等。以某鋼鐵企業為例，以前其對連鑄輥采取的維修工藝主要是埋弧焊等，這些工藝可以使連鑄輥基本達到連鑄機的使用要求，但不能起到延長其使用壽命的作用。這是由于碳與其他合金組成的堆焊材料強化合金極易因為高溫的影響出現磨損和龜裂的情況，簡單來講，就是此種強化合金的抗熱性能不佳。對于此種情況，該企業積極采用了新型的耐熱、耐磨性能俱佳的堆焊材料：焊帶H0Cr13Ni4MoN/焊劑SJ315，并更新了堆焊方法，克服了傳統工藝的不足，促進了堆焊效果的改善。經實踐證明，使用此種堆焊技術的連鑄輥，耐磨性和耐高溫的性能均有顯著提高。另外，此種工藝降低了連鑄輥的磨損量，且在初次投入使用后沒有出現龜裂問題。由此可以證明，堆焊技術在冶金設備維修中具有較高的使用價值。

隨著冶金行業的發展，相關的設備堆焊維修技術也在持續進步，各大鋼鐵企業都在積極應用新型技術，改進維修工藝。比如寶鋼，對于夾送輥出現的失效情況進行了詳細分析，并結合其性能要求，以添加合金元素為切入點，對合金組織、堆焊金屬硬度等展開了深入研究，理清了它們之間的復雜關系，最終選定的堆焊材料過渡層和硬面層分別為BGJ-31+KF81材質、BGJ-12+KF81材質。對夾送輥采取的堆焊技術也進行了適當改進。采用此種工藝的夾送輥硬度為（50±2）HRC。得益于堆焊層的強耐熱性和耐磨性，夾送輥維修效果得到了顯著改善，換輥時間大為縮短，促進了軋機工作效率和企業生產效率的提升。

1.2 齒輪修復中的堆焊技術

齒輪是一種在冶金設備中比較常用的零件，齒輪修復中也同樣適用堆焊技術。齒輪作為一種常見零件，典型特點在于外硬內韌，制造原料多為低碳合金鋼，處理工藝十分復雜，其中包括滲碳和淬火等多道工序。在齒輪修復中，必須考慮其具有淬硬傾向大的特點，重視輸入熱量的合理控制，盡可能降低熱影響區的不利影響，防止其對齒輪組織造成過大危害。馬鋼曾經有過成功修復軸斷齒和齒條斷齒等問題的例子，比如，對于大型人字齒輪使用中出現的斷齒問題，先利用遠紅外輻射電熱器和石棉布分別進行加熱、保溫，之后在堆焊過程中，打底焊和堆焊、緩沖帶分別使用的焊條是E306-1、E8515-G、E308-16，同時，緩沖帶厚度為3毫米。堆焊過程的最后，使用的焊條型號為E8515-G。對經過堆焊的齒輪進行的相關檢測，均證明修復效果良好，基本達到了質量要求標準。

1.3 葉輪葉片修復中的堆焊技術

型號為D700-13-II的風機葉輪在冶金企業中比較常見。此種葉輪材質一般是16Mn鋼，主要功能是除塵，作業條件比較特殊，環境惡劣。此種材質的葉輪在使用中很容易出現的問題是葉片腐蝕、磨損等。此類葉輪葉片通常在使用3到4千小時后就會因為腐蝕、磨損問題而報廢。為了延長葉輪葉片的使用期限，使設備使用性能正常發揮，山東某鋼鐵企業經過比較之后，對其采取了堆焊修復的方式。在具體操作中，使用的焊條型號為EDZCr。此種型號的焊條特點為耐磨性強且硬度大。經實踐檢驗，使用此種焊條時，堆焊層能夠實現與基體的完美結合，且硬度非常高，具有較強的抗氧化性和抗磨損性。

1.4 冶金設備維修中的激光堆焊技術

激光堆焊是一種相對比較先進的堆焊技術，優點在于可以精確控制熱量輸入，并且使用效果更佳、效率更高。與一般堆焊技術最大的不同在于，激光堆焊屬于典型的無接觸加工技術，與當今冶金設備自動化的發展趨勢是一致的。激光堆焊適用于軋輥等冶金設備的修復。應用實踐證明，激光堆焊的修復層硬度能夠超過62HRC，且工作輥使用期限也從2個月延長至7個月左右。并且，激光堆焊耗費的成本相對較低，具有明顯的經濟優勢。

2 結語

冶金設備是鋼鐵企業生產的工具，是其開展正常生產活動的基本前提。但是，隨著冶金設備的復雜程度越來越高，機械設備維修難度和成本也越來越高，設備維修成為了企業重點關注的問題之一。由于工作環境條件惡劣，很多設備在使用中極易出現磨損和腐蝕之類的問題，使用期限大為縮短，甚至使用性能也會因此受到影響。對于這種情況，企業應積極應用堆焊技術，針對出現的具體問題，采取有效的處理和加工工藝，修復設備和零件的缺陷，以達到提高設備利用效率的目的。

［1］劉凌.冶金機械設備質量管理與維護［J］.中國管理信息化，2015，18（11）：133-134.

［2］白霍林.冶金機械設備管理及發展探討［J］.中國科技博覽，2015，（28）：395.

［3］郭震宇，鄒林.冶金機械設備的維護探究［J］.中國科技博覽，2015，（26）：37.