CrNiMoVTi轧辊轴颈的埋弧堆焊修复技术

攀钢热轧板厂的650mm半钢轧辊为铸造后加工而成，根据该轧辊的使用情况，要求对轧辊轴颈部位堆焊具有一定硬度和强度的合金材料，其硬度为22～33HRC，抗拉强度σ_b≥343MPa。

图5-42 轴辊轴颈的形状

1）轴辊轴颈的形状、材质及化学成分。轴辊轴颈的形状如图5-42所示。材质为165CrNiMoVTi铸造高碳合金钢，化学成分为：w（C）=1.55%～1.65%，w（Si）=0.3%～0.5%，w（Cr）=0.8%～1.2%，w（Ni）=0.6%～0.8%，w（Mo）=0.4%～0.6%，w（V）=0.06%～0.12%，w（Ti）=0.04%～0.08%，w（Mn）=0.8%～1.0%，w（S）≤0.020%，w（P）≤0.025%。

2）可堆焊性分析。165CrNiMoVTi铸造高碳合金钢的特点是碳及合金元素含量高，淬硬性较强，焊接性差。其成分中的Ni易造成堆焊层热裂纹的产生，堆焊过程中如果冷却速度过快，易在堆焊区形成高碳马氏体组织，很容易在焊接应力的作用下产生贯穿性冷裂纹，故堆焊前须对焊件进行预热处理。

根据可堆焊性分析，堆焊前须选用具有良好塑性、韧性及优良的焊接工艺性能的堆焊材料，同时又要求堆焊层具有一定的硬度和强度，达到技术要求的性能指标。经试验最终确定选用焊丝直径为4mm的Multipass104管状焊丝，焊剂为HJ431。Multipass104管状焊丝的化学成分为：w（C）=0.18%～0.28%，w（Cr）=1.10%～1.35%，w（Mn）=2.5%～3.5%，w（Si）=1.0%～1.8%，w（P）≤0.04%，w（S）≤0.04%。

3）热轧辊轴颈的堆焊工艺：

①粗加工轧辊轴颈，去掉表面疲劳腐蚀层和微裂纹等缺陷。

②对轴颈堆焊部位内部进行100%超声波探伤，按GB11345Ⅰ级执行。表面深度8mm范围内进行磁粉探伤，要求无裂纹等缺陷，以防轴颈本体的缺陷导致堆焊区域裂纹等缺陷的产生。

③堆焊前预热，使用煤气炉预热，预热前对轧辊非堆焊面区域刷高温涂料，以防产生表面氧化等缺陷。预热升温曲线见图5-43。(www.xing528.com)

④焊丝焊前须除锈，在250℃下烘焙1h；焊剂在同样温度下烘焙2h后方可使用。并准备直径为5mm的D557焊条，以备轴颈堆焊表面局部补焊时用，焊条在烘干箱内250℃下烘焙1h，烘干后的焊条放入保温桶内随用随取。

图5-43 预热升温曲线

⑤主要焊接参数：埋弧堆焊电流350～400A、电弧电压28～32V、堆焊速度28～30cm/min、焊丝伸出长度28～35mm、焊道重叠量10～15mm。焊条电弧焊补的焊接电流160～200A。

⑥堆焊过程中，每隔20min测温一次，保持堆焊层间温度在（530±10）℃。

⑦采用连续埋弧堆焊工艺，堆焊后轴颈应留有3～4mm的切削加工余量。

⑧焊后处理：检查堆焊表面有无夹渣、缺肉等缺陷，否则应立即用砂轮打磨清除并补焊缺陷处，合格后方可入炉缓冷，冷却速度不大于15℃/h，当冷至150℃时出炉空冷。

⑨加工堆焊轧辊轴颈并按步骤②进行超声波探伤和磁粉探伤，做力学性能及硬度试验。

堆焊轧辊轴颈经精加工后检测，硬度和力学性能检查均达到技术要求；在轧机高温和高磨损的恶劣工作条件下使用一年后，设备仍然运转正常。该埋弧堆焊工艺方案具有操作简单方便、堆焊质量可靠的特点，可进行批量堆焊修复。