關于維修堆焊實踐分析

鐘國洪

摘要：根據我集團公司現有立磨襯板、輥壓機輥面修理維修的實際狀況，龍門分公司結合比較充分調研工作，采購了三套自動堆焊設備，主要目的是用于立磨磨輥和磨盤襯板的磨損后焊補。在設備采購的同時，我們安排有經驗的員工到安徽海螺集團維修機械廠學習培訓，請設備供貨商來龍門公司現場指導等方式培訓員工，并取得一定的效果。

關鍵詞：龍門分公司 維修焊接 實踐

中圖分類號：TG136+.3 文獻標識碼：A文章編號：

一、立磨襯板堆焊的準備工作

立磨磨輥和磨盤襯板的磨損后焊補工程主要困難是：現場作業條件差、襯板材質可焊性差、襯板工作條件比較惡劣。

首先，我集團現有日產5000噸新型干法熟料線的生料粉磨采用德國非凡公司MPS5300立磨，效率高、運行可靠，但存在磨輥襯板和磨盤襯板磨損大、維護技術要求高且復雜的問題。在立磨磨輥軸承、密封等部件可靠的情況下采用現場焊補是經濟的修理方案；現場焊補由于磨機內部空間狹小、粉塵多且不易清理干凈，工件傳動機構和焊絲送絲機構不易安裝，對保證焊接質量都是不利因素。

其次，原料立磨磨輥襯板和磨盤襯板的材質為高鉻鑄鋼，是承受高應力、高沖擊磨損部件，工作條件十分惡劣；而且為了有良好的耐磨性，襯板均通過熱處理，襯板表面硬度在HRC60~62；所以襯板的焊接性很差，要選擇優良的焊絲，以適應焊件的焊接要求和工作要求。根據立磨高鉻襯板實際焊補的經驗，我們選用英國WA公司出品的焊絲，這種堆焊藥芯焊絲焊后表面開裂適當，能充分釋放焊后應力，但當堆焊多層時，裂紋要嚴格控制，否則當裂紋過多或出現貫穿性裂紋后受到高應力或高沖擊載荷時，堆焊金屬將會沿裂紋處斷裂，剝落。

用以立磨磨盤襯板和磨輥襯板磨損后的焊補的焊絲牌號為CN-0，直徑4mm，藥芯焊絲，芯部的焊藥成分是專門適應高鉻鑄鋼耐磨堆焊而研制的，焊接冶金合適和焊縫保護充分。WA公司與劍橋大學材料學院合作，掌握并引領最先進的耐磨控制技術。使用硬面堆焊修復技術可以極大地提高水泥生料粉磨過程中立磨耐磨配件的壽命，降低更換新部件的費用。

龍門公司與北京威克萊科技公司合作，修制了幾次合同，不段完善焊補維修工作。在幾次的現場焊接實踐中，龍門公司維修部有意識安排維修人員全程跟蹤，充分了解焊接設備性能、焊接過程參數控制要點，這過程中，維修人員和技術管理人員認識到磨輥和磨盤襯板的修復焊補技術已經成熟，我們是可以掌握的，質量也能保證。

二、堆焊設備的采購

為了掌控生產線停修的主動權，龍門公司管理層開始考慮采購焊接設備和材料，著手培養人員，計劃自行焊補立磨襯板。

根據我們的調查了解到海螺集團下屬單位安徽海螺機電設備有限公司在2006年10月與北京陽光威爾焊接技術有限公司簽訂12套立磨備件堆焊用自動、半自動焊機及相應工作臺（工裝）的采購合同，設備將在2006年12月和2007年8月交貨，用于ATOX50、MPF2116立磨備件堆焊，在線的和離線的。我們也與北京陽光威爾焊接技術有限公司聯系，商討有關采購的意向，相關技術協調、人員培訓方式，通過2007年3月~5月的近三個月的準備，最終確定三套現場焊接裝置的采購合同及有關人員的技術培訓協議。上述設備在2007年8月到達龍門分公司，我們隨即對設備進行了調試，比較實際到貨設備與合同要求技術性能情況，確認可能滿足現場使用要求。

三、人員培訓和實際施工情況

我們在2007年7月底到8月中旬安排三位員工到安徽撫湖安徽海螺機電設備有限公司學習焊接技術，這些員工都有多年現場實際工作，工作責任心強，有比較扎實的水泥廠立磨維修經驗，在學習期間能結合我們公司現場的實際情況，靈活處理設備安裝的問題；同時也能結合實際工作調整焊接工藝參數。

表為磨輥磨盤襯板現場堆焊焊接工藝參數：

焊接電流：

焊絲直徑 ?3.2時，500～550安

焊絲直徑 ?2.8時，380～420安 焊接速度：800～1600毫米/分鐘，根據工件要求、焊道成形及焊接電流大小而定。

電流極性：直流反接，即焊絲接正極，工件接負極。 焊縫寬度在12～18mm之間為正常層間溫度，控制在≤150℃，可噴水冷卻，水量應適中，接壓縮空氣霧狀噴水，噴后即干為好。

電弧電壓：28～35伏，在保證電弧穩定的前提下盡可能用低的電弧電壓 焊前處理：清除待焊處的油污、銹跡及其它雜物，檢查工件是否完好。

2007年8月龍門1#線停產檢修，維修部人員現場安裝焊接設備，調試焊機參數，整個修補過程進展順利，焊接質量與外請的北京威克萊科技公司幾乎相當，共計堆焊消耗焊絲3.987噸（其中因為發現有一個磨輥軸承有故障，只焊補了兩套襯板，有一只輥子襯板是用新的），磨盤襯板、磨輥襯板基本恢復到原設計尺寸；用時13天，其中安裝焊磨盤支架及安裝焊機用時約2.5天、安裝焊磨輥襯板支架用時2天，實際焊接8天，實際焊接施工過程是三套焊機同時工作，三班連續作業的。實際施工中要嚴格按表二要求控制各項焊接工藝參數，因為在很多情況下不被重視，是產生焊接質量的直接原因。龍門分公司這次維修到2007年9月中旬恢復生產，磨機襯板磨損和生產穩定，到2008年3月15日已運行3454.1小時，累計粉磨生料1597635.28噸，焊補的襯板最大磨損17mm。培訓人員的焊接技術水平在本次實際施工中檢驗證明是合格的。

圖一磨盤襯板焊接原理圖 圖二磨輥襯板原理圖

實際焊接施工中，焊接磨盤和焊接磨輥最主要差別是采用的焊槍不同，焊接磨盤時采用直焊槍，而焊接磨輥要用長彎槍，槍頭彎曲75°，操作參數、焊絲牌號我們都是一樣的。在磨內在線焊接要特別注意的是做好電焊電源的回路聯接問題，嚴禁焊接電流經過軸承形成回路，我們采用容量1000A的旋轉接頭，在安裝好后請電氣專業進行測試，確保接觸良好。

四、立磨襯板的離線堆焊

塔牌集團自第一條日產5000噸熟料的生料立磨投產以來，就意識到立磨在原料適應能力、臺時產量、節電等方面比球磨機有優勢，但維護更復雜、技術要求高，磨輥和磨盤襯板的磨損快、費用高也是不爭的事實；而且，從鑫達公司到龍門分公司已出現了三次磨輥軸承故障，配件的更換費用十分可觀。軸承的損壞涉及因素很多，本人認為是否與磨輥襯板在線焊補沒有充分的證據，但綜合各方面因素，襯板的離線修復也十分必要。當前使用立磨的大水泥集團普遍采用這樣的做法。

磨輥磨盤襯板的離線修復，需要增加專用的胎具、夾具和焊接支架，焊接的設備（包括焊接電源、送絲機構、控制系統和焊絲牌號）與在線焊接設備通用。

立磨襯板的運行消耗費用很大。立磨襯板采用焊接修復的方案能降低更換配件的費用，在實際操作時，特別是離線施工時，襯板的磨損要控制不能過度，否則基體的強度損失過大將會造成焊后斷裂，按非凡公司和比利時Maggtax公司的建議，襯板的磨損極限是磨損后剩余重量大于原始重量的85%，最小剩余厚度大于原始厚度的60%，否則運行中對磨機襯板夾持部件、基體部件有風險，襯板也存在斷裂的風險。對于離線焊接，對襯板焊前探傷也是必要的，裂紋深度大于最小剩余厚度五分之一的襯板不能用，原則上裂紋深度要小于40mm。

近期鑫達公司的襯板焊補后出現斷裂現象，離線修復比較常出現，原因比較復雜，據我所知，鑫達投產初期因為襯板配件的價格高、交貨周期長而準備不充分，加上生產緊張，襯板是過度磨損的，右圖是我在鑫達工作期間測量的襯板更換前的磨損圖，這套襯板是非凡公司隨設備配套的，在2004年2月份大修時調了頭，可見襯板更換時磨損更換嚴重；（鑫達公司是否拿這些襯板去修復我不清楚）這種情況下修復風險挺大，焊接前的探傷要特別仔細，有缺陷不能使用，焊接過程中的工藝參數也要作些調整，焊前做好預熱、焊接保溫及焊后的消除殘余應力處理都十分必要，當然這要犧牲焊接后襯板的表面硬度、襯板的耐磨性，修復的經濟性是有折扣的。

在線修復和離線修復時情況是有差別的，在線修復時一方面襯板仍受到拘束，襯板的磨損也不如離線施工時磨損過度；另方面襯板隨后三至五天后投入使用，可以盡快消除焊接應力，不顯得問題特別突出。離線修復襯板對磨輥軸承、主減速機沒有風險，這是很大的好處。

五、結語

總的來說，龍門分公司維修部在立磨襯板焊補修復方面已做了比較全面的準備工作，焊接技術準備、設備采購和調試工作已基本完成，人員培訓也能滿足實際施工需要。只是目前還沒有形成有效的實際操作機制，我們現在掌握的技術、維修的經濟性在有關廠和集團主管部門已得到認可，現在除在龍門分公司自行維修外，塔牌集團各分廠的立磨襯板維修堆焊均由我們承擔。