[发明专利]板材卷制的大直径工艺辊辊缝焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种板材卷制的大直径工艺辊辊缝焊接方法。

背景技术

大直径工艺辊是轧钢生产线上所用到的张力辊、顶辊、转向辊、去毛刺辊等辊子的总称，其特点是空心、薄壁、直径大，通常工艺辊辊缝采用常规焊接，然后辊面经过淬火热处理和硬质层喷涂，以适应工艺辊的运行工况。板材卷制的大直径工艺辊辊缝经常规焊接后，工艺辊淬火热处理后焊缝位置焊接材料的组织和硬度与辊身其他位置存在明显的差异，尤其是在焊缝熔合线和焊接热影响区上，存在严重的组织和材料成份的不均匀性，在后续进行热处理、喷涂等工艺时，这种组织和成分的不均匀性凸显出来，宏观表现为辊身焊缝存在明显的条纹和焊缝位置淬火时出现裂纹，严重影响辊子的制造质量，进而影响轧制的带钢质量。上述现象产生的直接原因是由于焊接过程造成的焊缝以及焊接热影响区与母材硬度差异造成的，其根本原因是由于焊接材料选择不当，造成焊缝与辊子母材化学成分的差异，焊缝自身性能及淬火后性能都无法与辊体相匹配。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种板材卷制的大直径工艺辊辊缝焊接方法，利用本方法克服了辊缝常规焊接的缺陷，保证了焊缝的组织和硬度与辊体的一致性，提高了工艺辊的制造质量，使得轧制的带钢质量得到可靠保证。

为解决上述技术问题，本发明板材卷制的大直径工艺辊辊缝焊接方法包括如下步骤：

步骤一、工艺辊辊缝焊接坡口加工，辊缝焊接坡口由外向内依次为V形坡口和带钝边的平底梯形坡口或带钝边的U形坡口，并保证辊缝两侧坡口尺寸的一致性；

步骤二、采用工装将工艺辊辊缝合拢，在辊缝全长范围内辊缝两侧焊接坡口合拢对齐，不产生错边；

步骤三、工艺辊辊缝合拢后，为固定焊缝，实现辊缝焊接，在辊体内部两头和中部焊接若干筋板，筋板焊接前，筋板焊接部位预热至200℃以上后实施焊接，中间筋板焊脚高度控制于8mm，两侧筋板焊脚高度控制于10mm；

步骤四、焊前处理，清除整个辊缝焊接坡口和V形坡口两侧50mm范围内表面的油污、锈蚀杂质，保证焊接表面的清洁；

步骤五、采用等离子焊接的小孔焊接方式，不填充焊丝一次性焊透焊缝钝边坡口，U形坡口采用常规焊接，并上述焊接满足探伤要求；

步骤六、焊后保温，工艺辊辊缝焊接完毕后，采用石棉布包裹缓冷或将工艺辊置于保温炉缓冷，并缓冷至室温。

为达到钝边坡口焊缝的焊透效果，设定上述等离子焊接的小孔焊接方式的焊接电流为150-300A、等离子气流为6-15L/min和焊接速度为100-200mm/min。

由于本发明板材卷制的大直径工艺辊辊缝焊接方法采用了上述技术方案，即辊缝焊接坡口为由外向内依次为V形坡口和带钝边的平底梯形坡口或带钝边的U形坡口，并保证辊缝两侧坡口尺寸的一致性；采用工装将辊缝合拢并对齐，不产生错边；为固定焊缝焊接，辊体内部两头和中部焊接若干筋板，筋板焊接前，局部预热至200℃以上后实施焊接，中间筋板焊接时焊脚高度控制于8mm，两侧筋板焊脚高度控制于10mm；清除整个焊接坡口和V形坡口两侧50mm范围内表面的油污、锈蚀杂质，保证焊接表面的清洁；采用等离子焊接的小孔焊接方式，不填充焊丝一次性焊透焊缝钝边坡口，U形坡口采用常规焊接，上述焊接满足探伤要求；焊后采用石棉布包裹缓冷或将工艺辊置于保温炉缓冷并缓冷至室温。本方法克服了辊缝常规焊接的缺陷，保证了焊缝的组织和硬度与辊体的一致性，提高了工艺辊的制造质量，使得轧制的带钢质量得到可靠保证。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明辊缝焊接坡口的结构示意图。

具体实施方式

本发明板材卷制的大直径工艺辊辊缝焊接方法包括如下步骤：

步骤一、工艺辊辊缝焊接坡口加工，如图1所示，辊缝焊接坡口由外向内依次为V形坡口1和带钝边2的平底梯形3坡口或带钝边2的U形坡口，并保证辊缝两侧坡口尺寸的一致性；

步骤二、采用工装将工艺辊辊缝合拢，在辊缝全长范围内辊缝两侧焊接坡口合拢对齐，不产生错边；

步骤三、工艺辊辊缝合拢后，为固定焊缝，实现辊缝焊接，在辊体内部两头和中部焊接若干筋板，筋板焊接前，筋板焊接部位预热至200℃以上后实施焊接，中间筋板焊脚高度控制于8mm，两侧筋板焊脚高度控制于10mm；

步骤四、焊前处理，清除整个辊缝焊接坡口和V形坡口两侧50mm范围内表面的油污、锈蚀杂质，保证焊接表面的清洁；