Φ1800mm×2740mm中板热轧支承辊堆焊修复与利用学习体会

文献概况

本文发表于2004年《山东冶金》增刊，作者周敏来自安阳钢铁股份有限公司。文章针对安钢二轧厂四支失效的Φ1800mm×2740mm中板热轧支承辊，采用堆焊修复再利用的方法，取得了成功经验，可减少约60%的资金投入。这是一篇典型的工程实践类文献，以实际案例为切入点，展示了堆焊修复技术在大型轧辊再制造中的应用价值。

核心观点提炼

大型热轧支承辊因材质优良、几何尺寸精确、制造周期长、成本高，一旦失效即报废将造成巨大经济损失。通过合理的堆焊修复方案，不仅可以恢复辊面尺寸，还能通过选用更高性能的堆焊合金提升辊面性能，实现"修复+升级"的双重效益。

技术要点解读

支承辊失效分析

中板热轧支承辊在服役过程中，主要失效形式包括：

对于Φ1800mm×2740mm规格的支承辊，其重量通常在数十吨量级，制造成本高昂，且交货周期长达数月。因此，当辊面出现可修复性损伤时，堆焊修复成为经济合理的选择。

堆焊修复工艺方案

堆焊修复的关键在于工艺方案的制定，主要包括以下环节：

1. 缺陷评估与处理：对辊面损伤进行无损检测（MT/UT），确定损伤深度和范围。对于浅层龟裂和磨损，可采用打磨去除的方法；对于深层裂纹，需进行补焊或局部更换处理。
2. 焊材选择：根据辊面服役条件选择堆焊合金。中板热轧支承辊辊面通常采用高铬铸铁（如Cr20、Cr25）或高合金耐磨钢堆焊层，以提高耐磨性和抗热疲劳性。
3. 焊接工艺参数：

• 预热温度：根据基材材质确定，一般控制在250～350℃
• 层间温度：不超过预热温度上限
• 堆焊道数：根据修复余量确定，通常3～5层
• 焊接电流：埋弧焊通常采用400～600A
• 焊接速度：根据辊子转速和轨道周长确定

1. 焊后处理：保温缓冷或回火处理，以消除残余应力、防止延迟裂纹。

成本效益分析

与工程实践的结合

在大型轧辊堆焊修复工程中，我总结出以下实践经验：

FMEA分析的应用：在制定修复方案前，应对可能出现的焊接缺陷进行FMEA分析。常见风险包括：裂纹（热裂纹、冷裂纹、再热裂纹）、气孔、未熔合、咬边、飞溅等。针对每种缺陷，制定预防控制和应急处理措施。

PDCA循环的实施：

• Plan：制定修复工艺方案，包括焊材、参数、工序等
• Do：按方案实施堆焊修复
• Check：进行无损检测、硬度测试、尺寸测量
• Act：总结经验教训，优化后续修复方案

变形控制的关键：Φ1800mm直径的辊子，其辊身长度达2740mm，在堆焊过程中热输入较大，容易产生纵向和周向变形。控制措施包括：采用对称堆焊顺序、分段堆焊、控制层间温度、焊后热处理等。

关键疑问与思考

文中提到"减少60%的资金投入"，这一数据令人振奋，但需要审慎看待。堆焊修复的经济性取决于多个因素：修复余量大小、辊子剩余寿命、修复后性能是否满足生产要求等。如果辊身已经严重弯曲或存在内部缺陷，则堆焊修复可能不是最优选择。

另一个值得深思的问题是：堆焊修复辊子的服役寿命是否与原辊相当？文献中未详细给出修复辊子的实际服役数据，但从工程经验来看，修复辊子的寿命通常略低于原辊，这主要与堆焊层的冶金质量、界面结合强度等因素有关。

学习心得与启示

这篇文献的最大价值在于其工程实践导向。它告诉我们，在资源节约和成本控制的背景下，堆焊修复技术是轧辊再制造的重要手段。对于技术人员而言，不仅要掌握堆焊焊接工艺本身，更要具备综合评估能力——从缺陷分析、方案制定、工艺实施到质量验证，形成完整的技术闭环。同时，"修复+升级"的思路也提示我们，堆焊修复不仅仅是"恢复原状"，更可以成为性能提升的契机，这正是堆焊技术的独特魅力所在。