9Cr2Mo大型支撐輥表面損傷的焊接修復(fù)

管新平 王寶才

1.工程概況

某鋁廠是彩鋁軋制的生產(chǎn)企業(yè)，主要軋制各種精細(xì)的鋁制薄膜，由于對(duì)軋輥、支撐輥表面精度要求高，所以表面色差也必須保持一致。但因彩鋁產(chǎn)量較大，軋輥和支撐輥的損壞率較高，故損壞的形式主要是軋輥和支撐輥表面出現(xiàn)裂痕和脫落。

我們焊接修復(fù)輥為大型支撐輥，材質(zhì)為9Cr2Mo鋼。

主要焊接修復(fù)難度：

第一，支撐輥體積大（長(zhǎng)3.2m，φ750mm）實(shí)芯重約10t，不便于加熱處理（見圖1）。

第二，表面精度要求高，色差要保持一致。

第三，材質(zhì)為9Cr2Mo，焊接性差。

第四，支撐輥表面脫落面積大（長(zhǎng)700mm，寬400mm），深淺不一（深處30mm，淺處2mm）。

2.焊補(bǔ)修復(fù)工藝

9Cr2Mo鋼化學(xué)成分中wC=0.85%～0.95%，wCr=1.70%～2.10%，焊接過程中易產(chǎn)生鉻的氧化物（Cr2O3），在焊接過程中易出現(xiàn)組織不均勻等缺陷而產(chǎn)生裂紋。

（1）焊接方法 采用鎢極氬弧焊修復(fù)工藝，選用9CrMoV-N，φ2.4mm焊材，采用Master—3500焊機(jī)，配備Wce—20型鈰鎢極，φ2.5mm，氬氣純度≥99.99%。

（2）焊前準(zhǔn)備 施焊者必須是持證焊工，所用焊機(jī)、測(cè)溫儀、氬氣表等合格，焊絲、氣體純度、鎢極牌號(hào)確認(rèn)合格。施焊前必須對(duì)待修補(bǔ)軋輥表面脫落部分進(jìn)行認(rèn)真清理，將其有裂紋等缺陷的部位必須清理干凈直至露出金屬光澤，同時(shí)對(duì)表面脫落向外延10～20mm內(nèi)也必須清理干凈。在進(jìn)行初步打磨后，用著色劑對(duì)焊補(bǔ)部位進(jìn)行再次檢測(cè)，看是否存有裂紋。如發(fā)現(xiàn)還有裂紋，則必須繼續(xù)清理直至到?jīng)]有裂紋露出金屬光澤。

由于該軋輥體積及重量較大，不宜進(jìn)行整體預(yù)熱，故我們決定采用地火加熱的方式對(duì)該軋輥中部脫落待焊接修復(fù)部位進(jìn)行預(yù)熱。為了便于加熱和焊接，我們必須將軋輥架空至距地面500mm高處（見圖2）。為此我們做了一些輔助工具，首先是盛放木炭敞口的火槽，火槽高度為350mm；另外制作了支撐架，為了使其軋輥受熱均勻，便于焊接，我們還在支撐架的最上部每側(cè)裝有滾動(dòng)軸承，使軋輥可以轉(zhuǎn)動(dòng)。

（3）補(bǔ)焊實(shí)施 第一，預(yù)熱。在火槽內(nèi)加入木炭點(diǎn)燃，對(duì)軋輥進(jìn)行預(yù)熱，加熱時(shí)間為4～6h，使其溫度逐漸升到200～250℃。在加熱時(shí)應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)軋輥，以保證其受熱均勻。

圖1

圖2

第二，施焊參數(shù)。施焊電流設(shè)定在70～90A，氬氣流量設(shè)定為8～10L/min。

第三，具體補(bǔ)焊順序。由脫落處最深部位向淺處逐漸補(bǔ)起，當(dāng)補(bǔ)焊高度基本一致時(shí)，改由中間向外側(cè)依次補(bǔ)焊。

第四，防止裂紋的措施。我們采用多層多道及小范圍分散焊接的方法。每層焊道厚度不超過3mm，每道焊縫長(zhǎng)度不超過50mm。同時(shí)由于焊絲粘度較大，流動(dòng)性差，為了避免缺陷的產(chǎn)生，保證焊接接頭的性能，施焊電流設(shè)定在80～90A。在焊接過程中，要不停用紅外線測(cè)溫儀進(jìn)行溫度檢測(cè)，焊接溫度始終不能超過200℃；當(dāng)焊接層間溫度超過200℃時(shí)要停止焊接，當(dāng)溫度低于200℃后繼續(xù)施焊。

第五，在補(bǔ)焊過程中每焊完一層都要及時(shí)檢查是否出現(xiàn)焊接裂紋及其他缺陷。如發(fā)現(xiàn)有裂紋等缺陷，必須及時(shí)清理干凈，然后再繼續(xù)施焊，直至補(bǔ)焊完成。補(bǔ)焊完成后，立即用石棉將軋輥體包裹嚴(yán)實(shí)，并緩慢冷卻至室溫。

3.結(jié)語

（1）焊后經(jīng)著色檢測(cè)，表面無裂紋及其他缺陷，色差基本一致，符合使用要求。

（2）材質(zhì)為9Cr2Mo鋼制成的軋輥以及支撐輥采用上述補(bǔ)焊工藝后，經(jīng)焊后檢測(cè)符合使用要求。經(jīng)補(bǔ)焊后的軋輥，在使用一年后未出現(xiàn)脫落、裂紋及其他缺陷，達(dá)到了我們所預(yù)期的目的。此次補(bǔ)焊只是我們就9Cr2Mo鋼的補(bǔ)焊所進(jìn)行的一次嘗試，以解決9Cr2Mo鋼不易補(bǔ)焊的問題。