[发明专利]一种熔嘴电渣堆焊修复轧辊的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电渣堆焊装置技术领域，特别是一种熔嘴电渣堆焊修复轧辊的方法。

背景技术

轧辊是钢铁生产中的重要部件之一，在生产过程中需要承受高应力循环和高摩擦，容易发生磨损、剥落和溃边等现象，丧失使用功能，需对损坏轧辊进行修复，保证轧辊质量，降低经济成本。

目前，国内应用最广泛的轧辊修复方法是自动电弧堆焊。自动电弧堆焊过程中轧辊水平放置并匀速轴转，焊丝沿轧辊轴向匀速运动，两种运动相互配合，在轧辊表面堆敷上一定厚度和尺寸的金属。这种修复方法能保证耐磨性，但容易产生气孔、裂纹、夹渣和焊瘤等缺陷，且工艺复杂，生产率低。而自动电渣堆焊，轧辊垂直放置，自身重量可直接传递到底座上，装配和夹持难度较小，省去了焊丝的轴向运动装置，工艺比较简单，且热输入较大，裂纹、气孔等缺陷明显减少，堆焊层性能优良。

国外虽然也有一种电渣堆焊装置，该装置以金属棒材作为可消耗电极，形成电流回路的同时电极熔化作为填充金属进入熔池。请参阅图1和图2所示，堆焊时，轧辊1垂直固定在基座8上并匀速旋转，结晶器9和轧辊1待修复面组成环状的装配间隙，电渣堆焊过程在这个间隙中发生，结晶器随渣池和熔池的上升而移动。渣池产生的热量熔化了电极和部分母材，熔池液态金属冷却凝固后，即在轧辊表面得到厚度均匀的堆焊层。可消耗电极2横截面可以是圆形也可以是方形。轧辊内部和表层性能要求不同，表层金属合金含量较高，硬度大，耐磨性好，这就要求对不同性能要求的轧辊熔炼铸造与之对应的可消耗电极2，大大增加了经济和时间成本；工厂生产中大型轧辊辊身长度很大，考虑到装配空间的需要，可消耗电极2的极限长度可接近3米且电极表面没有绝缘保护，在电渣堆焊过程中，电极容易抖动，偏离间隙中心线位置，导致结晶器熔化和碰焊等问题，给成形过程控制增加了困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种熔嘴电渣堆焊修复轧辊的方法，克服现有的熔化极电渣堆焊可消耗电极金属棒材制造步骤繁琐、不灵活，成型过程不易控制等缺陷，结合熔嘴电渣堆焊技术，具有改良熔化电极，得到电极制作简单，成本低廉，熔敷金属成分可控且成型过程容易控制的优点。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

一种熔嘴电渣堆焊修复轧辊的方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤一、车去辊身疲劳层及缺陷，将引入板和引出板分别焊接到轧辊的下部与下部，并对轧辊做堆焊前处理。引入板和引出板将开始和结束段引出到轧辊辊身外部，保证辊身堆焊修复层没有缺陷，堆焊结束后引入板和引出板可以机械加工去除。引入板一方面可以承载焊料，另一方面堆焊开始阶段焊剂熔化形成渣池，温度较低，容易形成夹渣等缺陷，引入板可以为焊料熔化并形成稳定渣池提供空间。引出板可以将渣池引出辊身部分，利于后续除渣。

具体的，所述的引出板为环状，外环直径与辊身直径一致；引入板为一环状凸台，凸台上半部分直径与辊身直径一致，凸台下半部分直径不小于水冷结晶器外径。故，引入板、引出板以及结晶器的直径都由待修复轧辊辊身直径决定。为避免熔穿，引入板、引出板的厚度一般不小于35mm。

步骤二、将轧辊吊装竖直放置在底座上，夹紧固定；装配水冷结晶器环状水冷结晶器套装在轧辊上，堆焊开始前水冷结晶器与引入板下部分表面接触，使水冷结晶器内壁与辊身外表面、引入板组成环状槽，用以堆焊开始阶段引弧造渣；水冷结晶器在堆焊过程中随着渣池和熔池的上升而上升，起到带走多余热量，加速金属熔池定向凝固和强制成形的作用；

步骤三、多根熔嘴通过可熔化固定装置均匀设置在环状槽中，焊丝通过熔嘴进入环状槽并与底面接触；

步骤四、向环状槽中均匀铺入焊剂；焊接开始阶段适当调大参数，快速形成稳定渣池，稳定后降低参数；焊接过程中观察渣池状态适时少量多次加入焊剂，避免一次加入过多焊剂导致夹渣；

步骤五、堆焊结束后去除结晶器、引入板和引出板，去除堆焊表面的平整薄渣层，进行后续加工处理。

所述的电渣焊剂质量百分比配方为：萤石：40%~50%；大理石：20%~30%%；石英：5%~15%；刚玉5%~15%；水玻璃5%~15%；白泥：5%~15%。所述确定焊剂成分，当焊丝中高熔点合金元素较多时，配方中的大理石含量尽量取上限。所述的焊剂，颗粒度应为8到40目，熔嘴焊芯材料为10号钢钢管，药皮壁厚1mm。为保证焊接渣池渣系稳定，堆焊用焊剂配方为80%焊剂配方+10%白泥+10%水玻璃，以便于药皮更容易附着于焊芯上。