天車車輪輪緣的修復技術應用

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旋轉掛梁來實現吊材的自動轉向，大車在運行過程中，大車架承受的與旋轉掛梁反方向的旋轉力矩比較大，造成車輪輪緣磨損快，大車車輪壽命低，車輪不得不下線報廢。對軋鋼廠棒、線材車間精整跨電磁吊的大車車輪輪緣磨損機理及原因進行了分析，制定了輪緣焊補修復方案。

2 主要問題及原因分析

天車報廢的主要原因是車輪輪緣磨損減薄，不符合國家特種設備的關于輪緣厚度的要求。磨損后的車輪由于不能修復，只能報廢，由于大車車輪直徑為Φ700、Φ800，每套車輪價值1.5 萬～2 萬元，經濟損失巨大。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，本著節約的角度，提出本課題。

查閱有關文獻資料，某鋼鐵公司2016 年技術創新立項對天車車輪的輪緣進行堆焊技術的研討，2017年通過對某鋼鐵廠考察，該公司棒材精整跨天車啃軌嚴重（甚于昆玉棒材、高線精整跨天車），磨損后的車輪組，由維修人員焊補后繼續使用，在保證安全的前提下降低了費用，值得學習借鑒。根據以上天車車輪輪緣的焊接修復技術研討及實際的應用，成立了天車車輪輪緣修復攻關技術小組，對車輪修復技術進行攻關，確保焊接上線的車輪符合國家特種設備檢驗標準。由于起重機車輪為中碳鋼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上容易出現熱裂紋和冷裂紋，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熱裂紋，且難以加工；如果焊縫強度太低，堆焊層耐磨性又達不到要求，因此，必須合理采用焊條和焊接方法，實現起重機車輪輪緣的堆焊修復再利用。

3 解決措施

3.1 輪緣修復技術方案

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

第二遍堆焊時，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，冷卻后的焊縫相當于利用自身的熱量進行了調質處理，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。通過多次試驗，采用堆焊條D212 進行堆焊，焊層一般在3～4 mm。為了防止焊縫出現微裂紋，當采取用中碳鋼焊條焊接第二遍，連續焊完一根焊條后，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于利用自身的熱量進行了調質處理，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，該焊縫強度高于第一、第二次層焊縫，高于車輪本體的硬度。

應用上述材料組合修復的車輪輪緣，其材質不再是原材質材料，有結合強度高、耐磨性和強度適中、便于機械加工的特性。采用車削加工的方法對焊縫表面進行加工，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行車削加工。

車輪輪緣堆焊和加工后需要進行探傷，無裂紋，通過查閱有關資料，上述復合材料組合修復的輪緣正常運行時，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）焊前對車輪進行檢查，發現車輪本體出現裂紋，輪緣磨損超過75%的，應將車輪報廢處理。

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合，將車輪處于平放位置，保證在平焊位置進行均勻焊接。

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

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

5）將堆焊后的起重機車車輪輪緣加工至圖紙要求尺寸。

6）對加工后的車輪進行超聲波探傷檢查，確保焊接、加工后的車輪輪緣無裂紋，無氣孔，無夾渣才能上線使用，定期點檢車輪輪緣，發現問題及時處理。

4 結 語

根據以上方案對下線后的車輪輪緣進行堆焊修復加工，硬度在HB 280～320，將修復后的車輪重新上線使用，壽命達到原壽命的70%～80%，節省了大量的車間備件費用，年效益在10萬元。