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技师专业论文工种：焊工题目：炼钢拉矫辊的堆焊修补工艺作者：王方身份证号：610581198704071321单位：陕西龙门钢铁有限责任公司申报等级：二级日期：2014年8月10日目录一、摘要………………………………………………………………1二、关键词……………………………………………………………1三、前言………………………………………………………………2四、正文………………………………………………………………2(一)、焊前材质分析………………………………………………3(二)、堆焊环境……………………………………………………4(三)、安全措施……………………………………………………5(四)、堆焊材料及参数……………………………………………5(五)、堆焊修复过程………………………………………………7(六)、焊后热处理及回火工艺……………………………………9(七)、堆焊中常见缺陷产生原因及控制措施……………………10五、结束语……………………………………………………………12六、致谢………………………………………………………………12七、参考文献…………………………………………………………131炼钢拉矫辊的堆焊修补工艺一、摘要：堆焊作为一种经济有效的表面改造方法是现代材料加工与制造业不可缺少的工艺手段。为了最大限度地发挥堆焊技术的优越性，优质、高效、低稀释率历来是国内外堆焊技术的重要研究方向。补焊连铸拉矫辊采用手工电弧焊对炼钢连铸机拉矫辊已磨损的棍身进行堆焊修复，恢复其外形尺寸及相近的机械性能，方便、快捷、经济地使其达到使用要求，确保生产正常运行。二、关键词：焊条电弧焊拉矫辊堆焊经济效益2三、前言：钢铁行业进入行业深冬，各个钢铁企业都在苦练内功，节资降耗工作是钢铁企业当前的一项重要工作越来越多的设备备件经过方便、快捷而又经济的方式进行修复后再次利用，而堆焊工艺作为较常见的一种方式方法得到了广泛的应用，对炼钢拉矫辊机械设备工作表磨损部分和金属表面的残缺部分进行堆焊，修补后达到外形尺寸符合要求，机械性能达到设计标准，符合生产实际需要。四、正文：拉矫辊是连铸机的主要部件之一，在实际生产运行过程中，拉矫辊表面龟裂、磨损严重，严重影响拉矫辊的使用寿命而且伴随着较大的纵向裂纹或环状裂纹的产生，这又大大缩短了辊子的使用寿命，这不但影响连续生产，同时也造成辊子本身费用的增加。拉矫辊的主要作用是在开浇时夹持住1000℃左右的红热钢坯下行在出二冷室时矫直钢坯并在浇铸准备时把引定杆送入结晶器，工作时压下油缸通过对上辊加压，保证拉矫辊对钢坯有所需的辊压，使拉矫机具有足够的拉坯能力，以克服钢坯可能遇到的最大阻力。拉矫辊工作的内部通过循环水进行冷却，表面与红热钢坯紧密接触，致使辊子外表面与钢坯接触处的温度很高。经过认真研究分析，确定利用焊条电弧焊堆焊修复，经堆焊修复后的拉矫辊辊身，恢复了正常运行，提高了生产效率，降低了磨损，延长使用寿命，取代了设备返厂修复周期。3（一）．焊前材质分析：拉矫辊的材质是15CrMo,热处理状态为热轧态，在高温下具有较高的热强性（δb≥440MPa）和抗氧化性，并具有一定的抗氢腐蚀能力。根据炼钢实际生产统计表明：拉矫辊工作表面的耐热、耐热疲劳性能还不够理想，利用堆焊技术改进材质、提高拉矫辊的工作面的耐热和耐热疲劳性能是延长拉矫辊使用寿命的有效途径。由于拉矫辊的材质和表面堆焊用的材质均是含碳量元素比较多的材料，钢材的淬硬倾向较明显，焊接性能差，为了预防裂纹和气孔，并改善焊后与母材的融合减少焊不透现象，必须要在堆焊前进行预热，预热采用氧气、乙炔火焰法进行加热250℃～300℃左右，升温速度不大于20℃∕s，保温时间每小时100mm计算，对辊身进行预热时修复完成。并装配轴承台吊装如图1所示专用支架后，利用两把焊枪同时相对加热，加热过程中缓慢转动辊身。4图1焊接辅助支架(二).焊接的环境：施焊的环境因素是制约焊接质量的重要因素之一。施焊环境要求要有适宜的温度、适度、风速，才能保证焊缝获得良好的外观和内在质量，具有符合要求的机械性能与金相组织。因此施工环境符合下列规定：1.焊接的环境温度应能保证焊件焊接所需的足够温度和使焊工技能不受影响。当环境温度低于施焊材料的最低允许温度时，应根据焊接工艺评定提出预热要求。2.焊接时手工电弧的风速不应超过所选用焊接方法的相应规定値，当超过规定値时，应有防风设施。3.焊接电弧1m范围内的相对湿度应不大于90％。54.当焊件表面潮湿，或在下雨、刮风期间，焊工及焊件无保护措施或采取措施仍达不到要求时，不得进行施焊作业。(三)．安全措施：1.手工电弧焊中最容易引起的事故有触电、烧伤、烫伤、有害气体以及爆炸、火灾等。因此安全防护在焊接工作中非常重要。所以操作人员必须加强防护，严格执行有关制度和规定。2.焊接电弧焊产生的紫外线对人的眼睛和皮肤有较大的刺激性，能引起点光性眼炎和皮肤灼伤；炽热的金属和药皮飞溅最容易造成灼伤，应切实注意预防。3.焊接时，熔化金属有时分解出有毒的金属蒸气，加之焊条药皮经化学反应也能释放出有毒的烟雾，均可能侵入人体而中中毒，应有预防。（四）．堆焊材料及参数：1.焊材的选用：焊条的种类和牌号较多，选用是否合适的焊条直接影响到拉矫辊的质量和补焊效果及经济效益。选用焊条要考虑以下因素：⑴根据拉矫辊的材料与之相对应的焊条种类；⑵焊缝金属要与母材等强度，可根据钢材强度选用相应强度等级的焊条；⑶根据补焊所需达到耐磨效果，焊接环境，施焊条件。综合以上因素，决定对两种型号的焊条作出比较。见表（1）根据等强度观点，以及拉矫辊母材的力学性能，化学性能以及工况下考虑其高温下受载荷情况、磨损情况，为了提高拉矫辊的耐热、抗热疲劳性能，选用D156耐磨堆焊焊条，其特点具有抗6高击载荷和金属间摩擦磨损性能。可交直流两用,焊接时电弧稳定，操作自如，托渣容易，飞溅小，焊波成型美观。表（1）焊条特性可选焊机用途D156铬锰型堆焊焊条，具有抗高冲击载荷和金属间摩擦磨损性能。焊接时电孤稳定、操作自如、脱渣容易、飞溅较小、焊波成型美观。交直流两用适用于轧钢机零件的堆焊。如槽滚轧机、铸钢的大齿轮、拖拉机的驱动轮、支重轮和链轨节D167普通低中合金锰钢堆焊焊条堆焊韧性好、耐磨、抗冲击、硬度较大等。交直流两用用于农业、建筑机械的磨损部分的堆焊，如大型推土机、动力铲的滚轮、汽车环链等。2.堆焊工艺参数：拉矫辊的碳当量为0.5%~0.6%，淬硬倾向大，堆焊时需预热和保7温，预热温度为350℃;一般选用普通型焊机BX3-500-2型交流弧焊机，电弧稳定燃烧，焊道成形好；采用Φ4mm的焊条堆焊，焊接电流为150～190A；（见表2）焊条使用前应按说明书要求进行烘干，堆焊焊条烘干温度为350～400℃，保温1～2h，便于起弧，随用随取，可获得堆焊效率和质量的最佳配合。D156堆焊焊接参数：（表2）焊条直径(mm)Φ2.5Φ3.2Φ4.0Φ5.0焊接电源（A）50~90110~140150~190200~240(五)．堆焊修复过程：1.焊前辅助：车削拉矫辊在堆焊前用车削加工的方法对辊身进行车削至除去其表面的全部缺陷，保证辊身有一个致密金属表面，根据已完成的备件来看，一般车削量在25mm左右，将拉矫辊吊装放在专门制作的专用支架上对辊身面进行堆焊。考虑到拉矫辊重量较大，作业场地宽窄等因素，辊身的堆焊先进工艺。如图1所示。2.根据拉矫辊的工况、材质、堆焊工艺试验，采用如下修复工艺流程实施修复：堆焊修复的基本要求是清除表面缺陷、基本无变形、堆焊材料的性能应能适合恶劣的工况。堆焊前，对堆焊处的表面必须仔8细地清除杂物、油脂等后，才能开始堆焊。堆焊时，用硅酸铝耐火纤维毯将拉矫辊非堆焊部位包裹严实，以减少热量散失。随时用钢直尺校准堆焊层的平整度和用游标卡尺校准堆焊厚度。采用直流反接法，电弧燃烧稳定，焊道成形好。用直径4mm的焊条堆焊，焊接电流为150～190A。堆焊过程中，除第一层外，每堆焊一层用锤子锤击，使焊层晶粒细化；在堆焊第二条焊道时，必须熔化第一条焊道的1∕3～1∕2宽度（如图2）这样才能使焊道间紧密的连接，并能防止产生夹渣、气孔等缺陷。图2堆焊时焊缝的连接拉矫辊堆焊时，可根据（图3）所示的堆焊顺序进行，即采用纵向对称堆焊和横向螺旋形堆焊，堆焊时必须注意变形量。采用小电流，快速焊接，防止热量过于集中，引起变形，还需注意每条焊缝结尾处不应有过深的弧坑，以免影响堆焊层边缘的成形。此应采取将熔池引到前一条堆焊上的方法。9图3轴的堆焊顺序3.堆焊厚度：为了增加堆焊的厚度，减少清渣工作，提高生产效率，通常将焊件的堆焊面放成垂直位置，用横焊方法进行堆焊，有时也将焊件放成倾斜位置用上坡焊堆焊。为了满足堆焊后焊件表面机械加工的要求，应留有一定厚度（3～5mm）的加工余量。焊后对堆焊表面进行适当的打磨，以保证焊接部位圆滑过渡，防止焊接表面形成尖锐沟槽，造成应力集中。(六).焊后热处理及回火工艺：堆焊结束后，待拉矫辊辊身缓冷后，将拉矫辊放在轴承专用支架上转动加热到一定温度，进行580℃回火处理，升温速度为50℃∕h，保温时间按4h／100mm计算，然后在辊身上包裹石棉保温缓冷。降温速度≤40℃∕h，降至150℃左右出炉空冷。堆焊后回火处理可消除应力、稳定组织、提高基体和堆焊层的综合力学性能。拉矫辊工作面对瞬时工作温度一般为500～600℃，实际10施工条件以及避免更高温度回火损坏拉矫辊，拉矫辊堆焊后应选择580℃回火工艺。(七)、堆焊中常见缺陷产生原因及控制措施1.气孔⑴.气孔产生原因①焊接准备工作不符合要求，如未按规定烘焙；焊件焊前未做好清理工作，溶池中进水、油、锈、油漆及含水捂物等。焊接时产生过多的气体，在溶池凝固时来不及逸出，形成气孔。②焊条药皮脱落，焊芯锈蚀；采用过大的焊接电流，造成焊条发红而使药皮提前分解出保护气体或着使药皮脱落；焊条偏心造成电弧偏吹；通风设备使用不当都可能产生气孔。③运条角度不适当，影响了电弧气氛的保护作用，或者操作不熟练，不稳定，电弧过长都会导致产生气孔。⑵.气孔的控制措施①按国家标准要求，加强施工环境控制，现场建立合理的施工清洁区。②按焊接施工方案要求对拉矫辊辊身进行清理，严格控制滚身度。③加强焊工基本技能的培训，控制焊接电弧的合适长度。④严禁作业区域有穿堂风，采取合理的焊接环境.⑤加强现场通风条件，控制空气潮湿度小于等于90％。⑥按工艺评定要求，控制电弧的稳定性，避免出现气孔。112.夹渣⑴.夹渣产生的原因①手工电弧焊时，由于运条角度不对或操作不当，使熔渣和不能良好的分离。②由于焊条药皮受潮，药皮开裂或变质，药皮脱落进入熔池充分熔化或反应不完全，使熔渣不能浮出熔池表面，造成夹渣。③在中间焊层作填充焊时，由于前层焊道过渡不平，高低、均匀或焊道清渣不彻底，焊接时熔渣未能熔化浮出而形成层问夹渣⑵.夹渣的控制措施①加强焊工基本技能的培训，控制铁水与熔渣分离。②按焊接工艺数据单要求，控制焊接电流③加强焊接过程的层道清理。④使用合适规格的焊条。⑤焊接接地线应该在工件中合理接地，控制电弧偏吹。4.咬边：⑴.咬边产生的原因①主要是焊接电流过大，电弧过长，焊接速度或运条方法、角度不适当等，易造成咬边。②运条时，电弧在焊缝两侧停顿时间短，液态金属未能填满熔横焊时电弧在上坡口面停顿的时间过长，以及运条、操作不正确也成咬边。⑵.咬边的控制措施12①加强焊接标准和评定缺陷标准的学习，正确判断咬边的深长度。②加强焊工基本技能培训。③严格按焊接工艺数据单要求，正确选择焊接电流。④加强焊工的自检工作，正确处理咬边缺陷。五、结束语：连铸拉矫辊作为连铸设备顺利生产的关键部件，其在高温下可以承受的强度和使用寿命直接影响着连铸设备的作业率、铸坯的质量和炼钢企业的生产成本，目前拉矫辊的使用寿命只有3-4个月，因此如何提高连铸拉矫辊的强度和使用寿命一直受到业内人士的重视。在生产中，利用焊条电弧堆焊修复拉矫辊的方法所体现的快速修复，得到生产单位的认可，根据拉矫辊的正常磨损及更换周期，在使用过程中修复的拉矫辊的使用寿命提高了半年之久，减少了生产单位的费用。炼钢连铸机拉矫辊每个