[发明专利]一种用于冶金辊道表面再制造的焊锻复合工艺及装置

说明书

本发明公开了一种用于冶金辊道表面再制造的焊锻复合工艺及装置，包括以下步骤：先对辊道进行前处理，再对辊道进行多材料电弧增材焊接；当焊接形成的焊道冷却到预设温度时，锻打装置开始工作，对冷却到预设温度的焊道区域进行锻打；最后再对修复后的辊道进行焊后处理、精加工，即实现辊道表面再制造。焊枪和锻打装置在轨道上按相同速度移动，辊道通过机头驱动绕其轴线转动，从而在辊道圆周面上以螺旋线的形式满焊设定厚度的焊材。焊枪位于辊道轴线上方并竖直朝下，锻打装置的锻打方向水平朝向辊道轴线。本发明能够有效实现辊道表面精整和堆积材料组织及成分的均匀化，提高辊道使用寿命。

技术领域

本发明涉及冶金装备技术领域，具体涉及一种用于冶金辊道表面再制造的焊锻复合工艺及装置。

背景技术

我国是钢铁生产和消费大国，其中轧材约占85%-90%。冶金辊道是使轧材金属产生塑性变形的工具，是轧钢生产的关键备件，其性能直接影响企业的产品质量以及生产成本。随着冶金轧钢装备与技术快速进步，对各种辊子的质量要求也愈来愈高。同时，钢铁市场竞争也日趋激烈，降本增效无疑成为各大企业必须采取的生存和竞争策略。随着表面工程技术、硬面技术的快速进步和发展，国家对再制造和循环经济政策的推动，各种大型辊道的修复和再制造已成为钢铁企业降低成本和提高生产效率的重要手段。而堆焊技术在辊道修复和再制造方面的应用上，占有着几乎绝对的优势地位。至今在新型连铸机和热连轧机、镀锌线等的设计上已大量采用堆焊技术来制造和再制造复合辊子，达到延长辊子使用寿命的目的。

但是，采用埋弧自动焊所堆焊的辊道，轧钢一段时间后在辊道表面往往会出现一种有规则的螺纹状的不均匀磨损，通常被称为焊道痕迹析出。焊道痕迹的出现直接影响了钢坯的表面质量, 从而在很大程度上决定了辊道的轧制吨位。加上辊子其他常见的失效形式如材料剥离、异常磨损和热应力裂纹等，导致再制造后的辊子寿命不能达到预期要求。辊道表面出现的焊道痕迹析出，基本都是处于每两条焊道间的交界处。经分析，其主要形成原因是由于在堆焊过程中，焊道叠加区需要承受更长时间高温状态，导致该区域组织粗大、硬度降低，成分更加不均匀，从而降低耐磨性和高温性能。其他原因，如修复前预热温度过低，磨削工艺不当等也有可能导致焊道痕迹，但是通过设定合理的预热温度、优化磨削工艺等可以较好的解决该问题。

因此，针对现有冶金辊道堆焊修复与再制造技术存在的焊道叠加区域组织粗大、硬度降低、成分不均匀导致的焊道痕迹析出问题，提出一种能够显著改善修复与再制造效果、提高辊道使用寿命的新方法，已成为本技术领域亟待解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够有效实现辊道表面精整和堆积材料组织及成分的均匀化，提高辊道使用寿命的冶金辊道表面再制造的焊锻复合工艺及装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种用于冶金辊道表面再制造的焊锻复合工艺，包括以下步骤：

1）先对辊道进行前处理，再对辊道进行多材料电弧增材焊接；

2）当焊接形成的焊道冷却到预设温度时，锻打装置开始工作，对冷却到预设温度的焊道区域进行锻打；

3）最后再对修复后的辊道进行焊后处理、精加工，即实现辊道表面再制造。

进一步地，焊枪和锻打装置在轨道上按相同速度移动，辊道通过机头驱动绕其轴线转动，从而在辊道圆周面上以螺旋线的形式满焊设定厚度的焊材。

进一步地，焊枪位于辊道轴线上方并竖直朝下，锻打装置的锻打方向水平朝向辊道轴线；锻打装置和焊枪在辊道轴线上错开设定距离，当焊接形成的焊道随辊道转动1/4圆周后，锻打装置在对应轨道上正好滑移该设定距离，从而进入锻打区域；同时控制辊道的转动速度，使辊道转动1/4圆周后焊道冷却到预设温度范围内。

进一步地，锻打装置的锻打频次控制在每分钟20-40次。