堆焊技術在冶金工程機械維修中的應用探討

靖吉祥，李建軍

（信發集團有限公司，山東 聊城 252100）

0 引言

堆焊技術在冶金機械設備維修中的應用，主要是其自身優勢與特點較突出，整體投資成本較低、操作便捷，在整個行業發展中發揮著重要作用。在新時期發展背景下，結合冶金行業創新發展形勢詳細探究，能夠了解機械設備類別及性能有一定的差異性，在維修方面不單單強調人力、物力、財力的合理分配，還需加大堆焊技術的應用力度，降低機械設備故障發生率，提高維修工作質量，為冶金行業健康發展起到推動作用。

1 冶金機械設備損耗的原因

關于冶金機械設備損耗原因的探究，還需從設備使用角度詳細分析：

（1）受物料因素影響而出現的腐蝕問題。考慮冶金行業所使用的物料以酸或堿為主，因物料性質直接對設備材料造成腐蝕。如：物料是鹽酸，對大部分冶金機械設備均有較強的腐蝕性，整體腐蝕速度較快，縮短設備使用年限，使企業在此方面的投資成本不斷加大，經濟效益缺乏基礎保障。

（2）維修養護工作不到位。部分冶金企業在生產作業過程中過于重視經濟效益及生產進度，去忽視設備定期維修與保養，缺乏完善的工作計劃與監管制度，在設備使用階段腐蝕程度越來越嚴重，縮減設備使用壽命[1]。同時，機械設備維修保養工作缺乏專業化的技術人才，工作模式較為單一、傳統，無法滿足冶金行業創新發展需求，整個操作過程中存在隱患及危險，嚴重的還會引發安全事故。

（3）環境因素影響。大部分機械設備長期使用，會使大氣中的氧氣、二氧化碳、紫外線等對其造成一定腐蝕。例如：冶金企業所使用的管道長期暴露在外，受空氣中的紫外線影響，對其造成腐蝕，使用材料出現老化、分裂、斷裂等情況。再加上設備生銹，鐵與空氣中的氧氣產生氧化鋁反應，對機械設備造成不同程度的腐蝕，鐵銹結構逐漸疏松，使空氣、水進入其內部，使設備腐蝕程度加重，企業在此方面產生較大的經濟損失。

（4）電化學反應所產生的腐蝕問題，也是一種較常見的腐蝕現象，腐蝕程度較嚴重，是應激性設備基礎表面電解質發生電化學反應，導致機械設備表面腐蝕情況較嚴重。如果未第一時間發現及處理，會使腐蝕面積不斷擴大，腐蝕程度持續增加，最終影響機械設備使用性能。

2 堆焊技術及其對冶金機械設備的修復作用

2.1 堆焊技術介紹

堆焊技術應用，主要是對已經受損的金屬進行焊接處理，并在受損位置的表面構建一層金屬保護，能對機械設備的材料加大保護力度，減少損失，延長設備使用年限。在冶金行業機械設備維修中對堆焊技術的應用，引起企業管理層的重視，在此方面加大投資力度，確保各類資源合理應用。其中就包括技術手段創新與人才培養，直接關系到堆焊技術在實際運用中的良好成效。當然也有少數部分冶金企業忽視對堆焊技術的應用，認為堆焊技術在操作過程中有一定的復雜性、困難性，因錯誤認識導致堆焊技術在冶金行業中的應用受阻。建議冶金企業能夠從堆焊技術根本性質及應用價值方面詳細探究，要通過專業化技術人才培訓與考核，對堆焊技術規范操作，通過實際成效突出堆焊技術在冶金工程機械維修中的重要作用[2]。

2.2 對冶金機械設備的修復作用

在冶金機械設備修復方面對堆焊技術應用，其發揮著重要作用。從本質上探究，堆焊技術主要是在一定的環境條件下，對現有使用性能的合金材料進行保護處理，在其表面形成一層保護膜，加大工藝質量控制，使設備有較強的使用性能，整體形狀及尺寸也符合驗收標準。同時，無需對目標材料進行特殊處理，就能實現修復目的，投資成本較低、操作簡單，避免在機械設備故障方面所產生經濟損失。

例如：某鋼鐵集團應用四級破碎機設備作業，實操過程中出現了兩個工作輥斷裂問題，該工作輥使用年限僅為一年，磨損程度較小，直接報廢處理使企業在此方面產生一定的經濟損失[3]。對此，還需進行維修處理，選擇激光堆焊技術對其進行修復，整體效果顯著提升。考慮維修后工作輥表面光滑度要滿足工作需求，運行過程中承載力不斷加大，要有較強的抗壓能力，選擇5 kW流COZ激光器為主要焊接設備，焊接材料為Ni60+40%WC復合材料。焊接前控制焊材加熱處理的環境在550～650℃，處理時間1.5 h，使用激光器在斷裂的位置前后范圍2 mm熔敷層3.0 mm厚堆焊材料，并進行輥壓處理，使其突出部分不超過1.00 mm。

關于修復結果的檢測，先用硬度檢測儀進行實際檢測，分別設計2.0 MPa壓力值，形變0.0016 μm，無裂痕現象；設計5.0 MPa壓力值，形變0.0038 μm，無裂痕現象；設計7.0 MPa壓力值，形變0.0057 μm，無裂痕現象；設計10.0 MPa壓力值，形變0.0074 μm，無裂痕現象；設計12.0 MPa壓力值，形變0.0092 μm，無裂痕現象。結合具體數據能夠了解激光修復斷裂工作輥在12 MPa壓力作用下，其變形量在0.001 μm范疇中，未出現裂痕情況，滿足修復要求，整體效果顯著提升。此外，還測試了不同溫度下斷裂處的變形情況，設計200℃，形變0.0009 μm，無熔斷現象；設計300℃，形變0.0016 μm，無熔斷現象；設計400℃，形變0.0026 μm，無熔斷現象；設計500℃，形變0.0039 μm，無熔斷現象；設計600℃，形變0.0050 μm，無熔斷現象，也能了解當環境溫度達到600℃時，修復工作輥形變依然在0.005 μm內，未出現熔斷情況，說明整體維修效果良好。

3 堆焊技術在冶金工程機械維修中的應用

3.1 連鑄輥修復中的應用

堆焊技術在連鑄輥修復中的應用，要考慮整個冶金行業基礎設備的影響性。通常情況下，連鑄輥設備原材料要有較強的耐熱性，但由于作業環境及實際條件影響，在長期運轉過程中會出現斷裂、裂紋、彎曲等情況，使其毀壞，并對機械設備內部結構造成不利影響。針對此問題處理，可選擇堆焊技術，通過多種新型原材料的輔助，有助于提高受損設備修復工作質量[4]。

例如：某冶金工程內部連鑄輥發生裂縫問題，修復階段工作人員會借助先進的勘測技術與配套設備，對發生問題部分實際情況詳細勘察與檢測，獲取更精準的信息數據。通過數據反饋結果了解嚴重程度，分析引發問題的具體原因。同時，工作人員選擇傳統的耐熱材料對其進行修復，在短時間內又發生了裂紋情況。后續階段，該冶金企業邀請專業化的技術人員對技術手段進行改革與創新，并以原材料為修復標準，通過多項基礎條件的有效改善，使連鑄輥的修復質量進一步提升。根據兩次修復結果的對比探究，了解堆焊技術在連鑄輥修復中的應用價值，不僅要加大技術手段創新力度，還對人員綜合能力與技術水平等提出更高要求，學習更多先進技術與修復模式，對冶金行業創新發展有巨大影響。

3.2 葉輪葉片修復中的應用

在冶金行業中因工作內容不同，所用到的機械設備類別及性質也有一定的差異性，要考慮機械設備運行過程中的綜合成效，注重葉輪葉片修復工作質量的管控。關于堆焊技術的應用。也能解決設備磨損及腐蝕問題。

例如：某冶金行業所使用的D700-13-Ⅱ型轉爐煉鋼除塵設備，考慮高速高壓下風機葉輪作業環境較惡劣，材質是16Mn鋼葉，葉片進風口的位置磨損及腐蝕情況較嚴重，尤其是在3000～4100 h條件下，葉輪葉片腐蝕因素影響，使其整體失去平衡性。對此，冶金企業選擇堆焊技術進行有效修復，通過高鉻合金EDZCr型堆焊焊條修復處理，與該設備受損表面充分結合，堆焊硬度能夠達到55 HRC，整體耐磨性、抗氧化性均顯著提升。

此外，在葉輪、葉片修復過程中也用到激光堆焊技術，并取得良好效益。在冶金機械維修工作開展階段應用激光堆焊技術，能對具體內容詳細分析與優化處理，以一種先進技術處理措施控制維修過程中激光與設備的距離，通過焊接處理設備損傷部分，整體修復質量與效率進一步提升[5]。當前，在激光堆焊技術運用過程中，也考慮現場作業人員生命安全，要求激光式維修設備運轉完成修復操作，該項技術不會影響機械設備正常運行，是目前廣泛應用的技術手段之一。某冶金工程在機械設備中所對葉輪葉片修復處理，就應用到激光堆焊技術，整體質量與成效顯著，延長葉輪葉片使用年限。同時，在修復過程中，也對人員操作能力與經驗綜合探究，以節約成本、保證現場作業人員生命安全、確保設備恢復正常使用為核心目標，強化激光堆焊技術在冶金行業中的應用成效，也成為冶金行業長遠發展必不可少的條件之一。

3.3 齒輪修復中的應用

齒輪修復也是冶金機械設備維修中的核心內容之一，考慮齒輪零件質量及性能對機械設備運行綜合成效的巨大影響，還需確保齒輪故障問題發生后的修復效果良好。齒輪是一種外硬內韌的材料，在特殊作業設備中的良好應用突出齒輪主體作用。而齒輪故障問題發生后，修復工作開展要注重整體作業流程及工藝質量，通過滲碳淬火工序對其端口有明顯的顆粒屬性分析，直接影響到齒輪故障修復工作的難度。堆焊技術應用能對齒輪修復材料合理選擇，根據齒輪運行環境，能重新組織運用紅外輻射電熱器綜合處理，通過溫度控制達到熔化標準，再用E306-1、E8515-G焊條材料，修復效果良好。如果使用E304-16焊條材料，還需進行緩沖處理，有助于保證齒輪修復綜合效果。

基于社會經濟高速發展背景下，冶金行業發展速度逐漸加快，為保證行業健康發展，還需提升冶金企業自身綜合能力，要制定長遠的發展計劃，在機械設備正常運行情況下創造巨大的經濟效益。其中，開展機械設備維修工作必不可少的應用到堆焊技術，按照類別劃分，還包括寬級帶堆焊技術，根據冶金行業中所運用到的機械設備類型規范操作。考慮大型機械設備操作過程中是有一定難度，運轉周期較長，在長時間作業情況下會出現破裂情況，直接導致機械設備性能顯著下降，甚至會影響生產作業進度[6]。對此，還需加大細微式的損傷點修復力度，通過寬帶堆焊技術應用能解決此問題，控制修復寬度在3 mm以內，精準修復，整體操作難度降低，修復成果明顯，施工技術水平顯著提升，幫助冶金企業控制此方面的投資成本，確保設備正常運行，提高機械設備維修工作質量與效率。

4 結束語

通過上述內容分析，能夠了解堆焊技術在冶金工程機械維修方面的應用價值，還需注重技術手段創新，在連鑄輥修復、葉輪葉片修復、齒輪修復等應用過程中解決傳統問題，突出堆焊技術應用成效與價值，成為冶金機械設備維修及修復的必要條件。同時，也多方面的考慮冶金機械設備耗損問題發生的具體原因，加大堆焊技術應用力度，實踐成效有良好的基礎保障，推動冶金行業健康發展，為冶金企業創造巨大的經濟效益。