冷连轧轧机支撑辊堆焊工艺及使用方案的学习体会

文献概况与工程背景

本文发表于2021年《金属世界》第3期，作者张云涛、耿波、王吉祥、江波来自河北钢铁集团邯钢公司。文章以邯钢2180mm冷轧机组支撑辊为研究对象，系统探讨了堆焊修复工艺，确定了堆焊过程控制关键点，并建立了轧辊检测制度和使用方案。该研究对国内冷轧支撑辊堆焊修复技术的推广应用具有重要的工程指导价值，特别是在轧辊成本控制方面展现了显著的经济效益。

堆焊修复工艺关键技术

冷轧支撑辊的特殊性

冷轧机组支撑辊与热轧辊相比，具有以下特殊性：

冷轧支撑辊的高精度要求使得堆焊修复面临较大挑战，堆焊层必须满足后续精磨加工至微米级精度的要求，这对堆焊层的组织均匀性、硬度均匀性和表面质量提出了极高要求。

堆焊工艺过程控制关键点

作者系统总结了堆焊修复工艺的控制关键点：

1. 基材预处理：轧辊表面需进行彻底的清理和预磨，去除氧化皮、油污及原有磨损层，确保堆焊层与基材的良好结合。
2. 堆焊层设计：采用多层堆焊工艺，底层采用过渡层焊材，面层采用高硬度耐磨焊材，层间需严格控制温度。
3. 工艺参数优化：焊接电流、电压、速度等参数需经过系统试验确定，确保堆焊层硬度≥68 HSD且均匀性控制在2 HSD以内。
4. 冷却控制：堆焊后采用缓冷方式，避免急冷导致残余应力过大，必要时进行去应力热处理。
5. 精加工控制：堆焊层精磨加工需采用逐步退刀方式，避免切削热导致硬度变化。

检测制度与使用方案

文章建立了完善的轧辊检测制度，包括：

• 堆焊前检测：基材表面硬度检测、缺陷检测（MT/PT）、尺寸精度检测。
• 堆焊中检测：层间硬度抽检、表面质量检查。
• 堆焊后检测：全面硬度检测（多点测量）、表面粗糙度检测、尺寸精度检测、无损检测。
• 服役跟踪：记录每次使用后的修磨量，建立毫米过钢量数据库，评估堆焊层使用寿命。

经济效益分析

堆焊支撑辊的成本约为整体锻钢支撑辊的50%，如果F1~F5机架均使用堆焊支撑辊，轧辊成本可显著降低。这一经济效益使得堆焊修复技术在冷轧支撑辊领域具有广阔的推广前景。

学习心得与工程启示

本文的最大价值在于将堆焊修复技术从实验室研究推向了工程应用，建立了从工艺开发到使用跟踪的完整技术体系。冷轧支撑辊堆焊修复的难点在于高精度要求的实现，作者通过系统试验确定了工艺窗口，并通过服役跟踪验证了修复效果，这种"工艺开发-检测验证-服役跟踪"的闭环管理方法值得借鉴。

从工程实践角度看，轧辊堆焊修复技术的关键在于硬度均匀性的控制。硬度不均匀会导致轧辊在轧制过程中受力不均，影响带钢板形质量，甚至导致轧辊早期失效。因此，在实际操作中应严格控制焊接参数，确保堆焊层组织均匀，并通过多点硬度检测验证均匀性。

此外，本文建立的毫米过钢量数据库为轧辊寿命预测提供了数据基础。通过长期跟踪堆焊辊的修磨量变化，可以评估堆焊层的实际使用寿命，为轧辊更换周期制定提供科学依据。这种数据驱动的管理方式，是现代制造企业管理的重要趋势。