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冷轧中间辊是冷轧机的关键部件,采用埋弧堆焊方法修复旧轧辊或制造新型复合冷轧中间辊,具有很高的经济和社会效益。目前,国内外广泛使用的埋弧堆焊修复材料有实芯焊丝和药芯焊丝,其中药芯焊丝属于高科技产品,由于具有成分调整灵活、易于制造、焊接质量高、综合成本低、堆焊后轧辊的使用寿命可延长1.3倍、而费用只是新轧辊的20-40%等优点,正逐渐成为自动化焊接材料开发、应用的主流。因此,本文采用Cr-Mo-W-V-Ni系药芯焊丝配以相应的焊剂作为9Cr2Mo钢制冷轧中间辊的堆焊材料。 由于冷轧中间辊母材和堆焊层的硬度差异大,母材和焊缝的连接区易形成较高的内部应力,并成为潜在的裂纹的产生原因。因此,本文选用药芯焊丝YD404L-4作为过渡层焊丝以减缓硬度和应力梯度;为满足冷轧中间辊的工作要求,选用药芯焊丝YD551-4作为工作层焊丝。在堆焊过程中,焊丝的选择、焊接条件及焊接管理等均会影响堆焊金属的性能。当然,堆焊工艺控制不当还会引起各类焊接缺陷。本文针对药芯焊丝电弧焊常见的缺陷,全面分析了产生原因,并提出了相应的防止对策,使堆焊修复效果达到了预期目的。 影响堆焊金属性能的主要因素是堆焊金属的成分、堆焊工艺参数及焊后的热处理制度等。本文通过分析、对比,确定了HJ107为药芯焊丝YD404L-4、YD551-4的最佳配用焊剂和正确的焊接工艺参数、热处理规范。在此条件下,堆焊工艺性能优良、焊缝成型好,并可获得较高的合金过渡系数,使堆焊金属的力学性能优良,满足了冷轧中间辊对堆焊层提出的性能要求。 本文研究成功的冷轧中间辊堆焊修复工艺,已在攀钢冷轧中间辊上进行了堆焊试验并上机使用,效果良好,现已用于攀钢冷轧中间辊的批量堆焊修复工作。冷轧中间辊经堆焊后,辊身的硬度为55-58HRC,硬度均匀性为±2.0HRC,堆焊层无冷、热裂纹,耐磨性和冲击韧度良好,填补了国内无高硬度、高抗裂、高耐磨性冷轧中间辊堆焊修复应用的空白;经实际上机使用,满足了冷轧中间辊的上机要求和使用性能,得到了厂家的好评。