一种合金耐磨辊补焊工艺的制作方法

1.本发明属于技术领域，具体涉及一种合金耐磨辊补焊工艺。


背景技术：

2.随着冶金工业技术工艺和装备水平的迅猛发展，对冶金设备零部件也提出了更高的技术要求。冶金设备很多是在高温、高压、高负荷、高磨损条件下工作，要求表面有较高的耐磨，耐冲击，耐疲劳，耐冲蚀、腐蚀等性能。采用表面工程技术对零部件表面进行强化修复再制造，能够极大提高冶金零部件耐疲劳、耐磨损、耐腐蚀等性能，延长使用寿命，在冶金部件的制作和修复中应用广泛。堆焊技术作为材料表面改性的一种经济而快速的工艺方法，具有堆焊层金属成分和性能调整方便，堆焊层厚度大，生产效率高，操作性强等一系列特点，所获得的再制造产品在技术性能上和质量上都能达到甚至超过新品的水平，被广泛应用于轧钢系统中各种输送辊道的制作和再制造修复。
3.经现有文献检索发现，中国专利公开号cn111168322a，公开日2020年05月19日的专利申请公开了一种球墨铸铁辊的补焊工艺，该专利申请通过打磨，着色探伤；打磨成预定尺寸的焊接坡口；准备相适配的焊接垫板；预热；焊接，打磨和检测实现球墨铸铁辊的补焊。该专利文献中虽然能够达到一定的补焊作用，但是其熔覆组织中成分不均匀，其补焊区有裂纹，无法保证连续的保温和隔氧作用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种熔覆组织中成分均匀，其补焊区无裂纹，能够保证连续的保温和隔氧作用的合金耐磨辊补焊工艺。
5.为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种合金耐磨辊补焊工艺，包括如下步骤：
7.1)利用金属抛光研磨液处理合金表面，将需要补焊的合金耐磨辊进行清洁，去除表面的污物和氧化物；
8.2)对合金耐磨辊进行预热，温度为160～180℃；
9.3)选择适合的镍基合金焊条，利用电弧进行焊接，电弧焊接时会形成圆锥，圆锥形成的夹角为130℃～145℃；
10.4)使用合适的焊接工艺，将焊条逐渐加热到适当的温度，并将熔化的焊条填充到补焊区域，以l为两个相邻补焊区之间的距离，w是两个补焊区之中较小补焊区域最大的宽度，l≥30mm，w≤60mm；
11.5)焊接完成后，利用冷却液q对合金进行冷却。
12.进一步地，所述步骤1)中采用超声波进行清洗。
13.根据以上特征，所述步骤3)中圆锥形成的夹角为140℃。
14.在一些示例中，所述步骤5)中的冷却液q采用专利公开号cn110628394b中的冷却液进行冷却。
15.根据以上特征，所述超声波清洗通过将合金耐磨辊置于超声波清洗槽内进行清洗，其中清洗槽内设有酸根离子液。
16.在一些示例中，所述酸根离子液为硝酸根离子液或者硫酸根离子液，其质量百分比为1.2％～4％。
17.根据以上特征，所述超声波反应温度为42℃～45℃，反应功率为100w～500w。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.1)本发明中经过回火处理后，熔覆组织中成分更均匀，碳化物硬质相析出数量增多。
20.2)本发明对合金耐磨辊缺陷进行补焊后，要对补焊区以及补焊区周围50mm的范围检验，其补焊区无裂纹、无气孔、无焊接缺陷。
21.3)本发明中焊接转速是325rpm，焊速为135mm/min，下压量控制在0.5mm，为提高生产效率垫定了可靠的基础，有效保证了连续的保温和隔氧作用。
具体实施方式
22.下面将更详细地描述本发明的实施例。然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。本领域的技术人员可以在不偏离本发明精神和保护范围的基础上从下述描述得到替代技术方案。
23.实施例1
24.一种合金耐磨辊补焊工艺，包括如下步骤：
25.1)利用金属抛光研磨液处理合金表面，将需要补焊的合金耐磨辊进行清洁，去除表面的污物和氧化物；采用超声波进行清洗。所述超声波清洗通过将合金耐磨辊置于超声波清洗槽内进行清洗，其中清洗槽内设有酸根离子液。所述酸根离子液为硝酸根离子液或者硫酸根离子液，其质量百分比为1.2％。所述超声波反应温度为42℃，反应功率为100w。
26.2)对合金耐磨辊进行预热，温度为160℃；
27.3)选择适合的镍基合金焊条，利用电弧进行焊接，电弧焊接时会形成圆锥，圆锥形成的夹角为130℃；圆锥形成的夹角为140℃。
28.4)使用合适的焊接工艺，将焊条逐渐加热到适当的温度，并将熔化的焊条填充到补焊区域，以l为两个相邻补焊区之间的距离，w是两个补焊区之中较小补焊区域最大的宽度，l≥30mm，w≤60mm；
29.5)焊接完成后，利用冷却液q对合金进行冷却。冷却液q采用专利公开号cn110628394b中的冷却液进行冷却。
30.实施例2
31.一种合金耐磨辊补焊工艺，包括如下步骤：
32.1)利用金属抛光研磨液处理合金表面，将需要补焊的合金耐磨辊进行清洁，去除表面的污物和氧化物；采用超声波进行清洗。所述超声波清洗通过将合金耐磨辊置于超声波清洗槽内进行清洗，其中清洗槽内设有酸根离子液。所述酸根离子液为硝酸根离子液或者硫酸根离子液，其质量百分比为2.8％。所述超声波反应温度为43℃，反应功率为300w。
33.2)对合金耐磨辊进行预热，温度为170℃；
34.3)选择适合的镍基合金焊条，利用电弧进行焊接，电弧焊接时会形成圆锥，圆锥形成的夹角为138℃；圆锥形成的夹角为140℃。
35.4)使用合适的焊接工艺，将焊条逐渐加热到适当的温度，并将熔化的焊条填充到补焊区域，以l为两个相邻补焊区之间的距离，w是两个补焊区之中较小补焊区域最大的宽度，l≥30mm，w≤60mm；
36.5)焊接完成后，利用冷却液q对合金进行冷却。冷却液q采用专利公开号cn110628394b中的冷却液进行冷却。
37.实施例3
38.一种合金耐磨辊补焊工艺，包括如下步骤：
39.1)利用金属抛光研磨液处理合金表面，将需要补焊的合金耐磨辊进行清洁，去除表面的污物和氧化物；采用超声波进行清洗。所述超声波清洗通过将合金耐磨辊置于超声波清洗槽内进行清洗，其中清洗槽内设有酸根离子液。所述酸根离子液为硝酸根离子液或者硫酸根离子液，其质量百分比为4％。所述超声波反应温度为45℃，反应功率为500w。
40.2)对合金耐磨辊进行预热，温度为180℃；
41.3)选择适合的镍基合金焊条，利用电弧进行焊接，电弧焊接时会形成圆锥，圆锥形成的夹角为145℃；圆锥形成的夹角为140℃。
42.4)使用合适的焊接工艺，将焊条逐渐加热到适当的温度，并将熔化的焊条填充到补焊区域，以l为两个相邻补焊区之间的距离，w是两个补焊区之中较小补焊区域最大的宽度，l≥30mm，w≤60mm；
43.5)焊接完成后，利用冷却液q对合金进行冷却。冷却液q采用专利公开号cn110628394b中的冷却液进行冷却。
44.实验例
45.本发明采用hl-200里氏硬度计测量补焊试样的硬度值，具体如表1所示：
[0046][0047]
由表1可知，本发明中经过回火处理后，熔覆组织中成分更均匀，碳化物硬质相析出数量增多。
[0048]
本发明在对合金耐磨辊缺陷进行补焊后，要对补焊区以及补焊区周围50mm的范围检验，检验手段是磁粉检验，磁粉探伤检测的原理是通过把被检测的钢件磁化(补焊区及其周围50mm磁化)，如果补焊区有缺陷存在，缺陷部位就会有磁力线逸出，这样就会在补焊区表面形成一个漏磁场，这样就会吸附事先放于补焊区域的磁粉，从而形成磁痕，我们通过磁痕就能判断出是否有缺陷存在了。焊后检验必须要确保补焊区无裂纹、无气孔、无焊接缺陷。
[0049]
本发明中焊接样品焊接参数如表2所示：
[0050]
焊接参数前进侧/后退侧倾角前后倾角转速焊速名义下压量
对照组无左右倾角后倾3
°
3251350.5as-1.0
°
前进侧倾斜1.0
°
后倾3
°
3251350.5rs-1.0
°
后退侧倾斜1.0
°
后倾3
°
3251350.5
[0051]
将工件固定在工作台上，其中焊接转速是325rpm，焊速为135mm/min，下压量控制在0.5mm，在控制系统中进行设定以上参数，启动焊接系统，进行搅拌摩擦焊接。
[0052]
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开实施例揭露的技术范围内或者在本公开实施例揭露的思想下，可轻易想到变化、替换或组合，都应涵盖在本公开实施例的保护范围之内。

技术特征：
1.一种合金耐磨辊补焊工艺，其特征在于包括如下步骤：1)利用金属抛光研磨液处理合金表面，将需要补焊的合金耐磨辊进行清洁，去除表面的污物和氧化物；2)对合金耐磨辊进行预热，温度为160～180℃；3)选择适合的镍基合金焊条，利用电弧进行焊接，电弧焊接时会形成圆锥，圆锥形成的夹角为130℃～145℃；4)使用合适的焊接工艺，将焊条逐渐加热到适当的温度，并将熔化的焊条填充到补焊区域，以l为两个相邻补焊区之间的距离，w是两个补焊区之中较小补焊区域最大的宽度，l≥30mm，w≤60mm；5)焊接完成后，利用冷却液q对合金进行冷却。2.根据权利要求1所述的一种合金耐磨辊补焊工艺，其特征在于所述步骤1)中采用超声波进行清洗。3.根据权利要求1所述的一种合金耐磨辊补焊工艺，其特征在于所述步骤3)中圆锥形成的夹角为140℃。4.根据权利要求1所述的一种合金耐磨辊补焊工艺，其特征在于所述步骤5)中的冷却液q采用专利公开号cn110628394b中的冷却液进行冷却。5.根据权利要求2所述的一种合金耐磨辊补焊工艺，其特征在于所述超声波清洗通过将合金耐磨辊置于超声波清洗槽内进行清洗，其中清洗槽内设有酸根离子液。6.根据权利要求5所述的一种合金耐磨辊补焊工艺，其特征在于所述酸根离子液为硝酸根离子液或者硫酸根离子液，其质量百分比为1.2％～4％。7.根据权利要求5所述的一种合金耐磨辊补焊工艺，其特征在于所述超声波反应温度为42℃～45℃，反应功率为100w～500w。

技术总结
本发明公开了一种合金耐磨辊补焊工艺，通过去除氧化物、预热、电弧焊接、区域补焊和冷却这五个步骤予以实现。本发明中经过回火处理后，熔覆组织中成分更均匀，碳化物硬质相析出数量增多。本发明对合金耐磨辊缺陷进行补焊后，要对补焊区以及补焊区周围50mm的范围检验，其补焊区无裂纹、无气孔、无焊接缺陷。本发明中焊接转速是325rpm，焊速为135mm/min，下压量控制在0.5mm，为提高生产效率垫定了可靠的基础，有效保证了连续的保温和隔氧作用。有效保证了连续的保温和隔氧作用。


技术研发人员：寇雪军 王君亮 朱潮祖
受保护的技术使用者：甘肃星能机械制造有限公司
技术研发日：2023.08.22
技术公布日：2023/10/19