摘要：在冶金工作中，想要提高轧材内在的质量，以及其工作中的精准度，还有降低成本的能力，是目前为止我国冶金行业中非常重要的内容。轧制技术的最新研究内容，能够保证轧材质量的增加，但是与此同时也为各种轧辊中的特性、耐磨性、耐热性以及抗冲性等情况有了越来越多的要求。轧辊技术是轧钢生产中非常重要的组成部分，每个厂内需要轧钢都需要消耗非常多的轧辊，也正因为消耗量比较大，所以轧辊的价格也变得越来越高，这样的情况引起了相关人员和厂内设备管理部门的高度重视。轧辊技术的好坏也直接关系到轧辊的使用时间和寿命，并且对于生产出来的钢材质量和生产效率等都有非常重要的影响。因此对于轧辊技术的研究能够保证我国金属材料在生产过程中充分合理的利用资源，同时针对我国的工程制造行业的理念，有着超高的社会价值和效益。
关键词：冶金；轧辊；堆焊技术；分析
引言
近年来，随着堆焊技术的日益成熟，采用堆焊方法修复部分种类旧轧辊以提高轧辊的使用寿命已成为我国大中小企业降低成本、提高设备运转率的重要举措，也符合我国节能降耗、绿色环保的要求。堆焊技术也成为机械制造行业经济而快速有效的制造和维修手段。
1 轧辊工作条件与堆焊工艺
1.1 轧辊工作条件
轧制生产时，轧辊和待轧金属会直接接触，让金属出现塑性变形，因此在轧钢过程中，轧辊是主要消耗部件，其轧辊质量优劣与使用寿命直接关系着轧机生产率与钢材质量，并对钢材成本产生影响。轧辊表面与轧材直接接触，工作环境较为恶劣，须承受工作压力、磨损、冲击与热作用，使用--段时间之后，轧面会出现损坏，其失效主要是因磨损引发的，磨损是个复杂动态过程，磨料磨损具有高应力、低应力、冲击、冲蚀及腐蚀等特征。由于磨料磨损约占整个磨损-半以上，对磨料磨损进行预防，可有效减少整个机件的损耗，从而获得良好经济效益。
1.2 堆焊材料
堆焊的目的不仅在于修复轧辊尺寸，还要增强堆焊层耐磨耐热性能。影响堆焊冶金性能因素主要是焊丝，依据轧辊使用要求不同，焊丝选择是不同的，其合金类型可归纳为热作模具钢、低合金钢、合金铸铁硬化钢与奧氏体的硬化钢、高碳合金钢、马氏体钢与时效钢。其中，低合金钢的价格相对便宜，轧辊堆焊的金属以屈氏体与索氏体为主，其抗裂性与韧性较好，容易加工，耐磨性也好，但轧辊的应用寿命并不能得到提高；马氏体钢具有耐磨耐热与焊接性好的优点，但成本相对高一些；热作模具钢材料具有耐磨高温与冲击韧性好等优点，应用寿命与原轧辊相比，其寿命提高了1~5倍；奥氏体的硬化钢材料焊后的硬度相对低一些，应用过程因冷加工硬化，硬度大幅度提高，合金系较多应用在深孔槽的轧辊堆焊当中；合金铸铁材料具有高硬度、热稳定、抗氧化与耐磨性等优点，含碳量高，不能拔丝，仅能铸成管子当作电极实施电渣堆焊，与同种成分铸造辊相比，耐磨性提高1.5倍以上，与复合铸铁轧辊的成本比较，要低出1倍以上；马氏体的时效钢材料是FeCoNiMo系，硬度较低，容易加工，通过时效处理之后，硬度有大幅度提高。
在堆焊过程当中，焊剂具有将熔融金属熔池以及空气进行隔开作用，熔融焊剂与液态金属能够在电弧热作用之下，具有化学调节作用，在堆焊当中具有关键作用，根据制造方法不同，能够分成非熔炼与熔炼焊剂，其中非熔炼焊剂又能分为烧结与粘结焊剂，焊剂选择需要根据焊丝与堆焊层材料进行确定，低碳钢焊接时，可选择高锰高硅焊剂，焊丝含Mn时，应选择低Mn或者无Mn的焊剂。低温钢焊接时，应选择高碱度焊剂，便于获得低温韧性，并采取特有烧结焊剂，焊缝当中过渡B，Ti元素，韧性会更好。高合金钢焊接时，可选择高碱度焊剂，减少合金元素烧损。在轧辊失效当中，磨损是主要原因之一，同时，轧辊材料磨损也给轧钢厂造成很大损失，解决堆焊材料磨损问题是非常重要的。国内在堆焊材料上已获得很大进展，不过与国外堆焊材料相比，堆焊材料品种相对较少，很多焊接材料需要进口。
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2 冶金轧辊堆焊技术的修复制造工艺
2.1 辊芯制备
堆焊复合轧辊辊芯可采用强韧性满足要求的低碳低合金或中碳结构锻钢（铸钢）制造，新辊芯通常由专业机械厂来制作。若取用旧轧辊辊坯，焊前必须进行探伤、车削疲劳层、焊补局部缺陷以及保证堆焊工作层车削的整备工作。如果探伤出旧辊辊坯（包括辊颈和辊面）有严重内伤，则不允许再进行该辊坯的堆焊修复工作。
对于一些下线的重要轧辊（或辊面硬度较高的轧辊），其旧辊坯在进行辊面疲劳层车削前，建议先进行消除应力（回火）热处理。目的是消除旧辊坯及其辊面上的复杂残留应力，同时可使辊面硬度降低，从而使辊面易于车削，并降低机加工成本。消除应力（回火）热处理温度的选取，应确定为比原新辊回火温度低35C~40C左右，该温度对于大多数冶金钢辊来说，通常在480C~565C范围内。消除应力（回火）保温时间按辊直径方向0.5h/英寸来确定。加热升温时，在温度<260C时，要求升温速度为65C~93Ch；当温度>260C时，要求升温速度为35C~65C/h。另外，对于检验合格的旧辊坯，在预热堆焊前，还应考虑对辊无需堆焊修复的其它重要部位（如辊颈、键槽、传动部位等）采取抗氧化保护措施，即在其表面施加适宜的抗氧化涂层材料。
2.2 焊前准备工作
对于大多数平辊，在辊坯预热前，要在辊身的两端装上挡环。挡环为焊接式（一次性），用薄钢.板（厚度≥6mm）制成，并环向对接点焊在辊身两端。挡环的作用是托住焊剂，防止在堆焊时发生熔渣流淌，从而保证在辊身两端得到良好的堆焊层形状。同时对选用的堆焊材料（包括焊丝和焊剂）分别按其要求进行烘焙，以去除水分。
2.3 焊前预热
其中预热的主要目标就是为了降低在堆焊的过程中，堆焊金属以及需要受热的区域被快速的冷却，这样也能够降低淬硬的倾向，减少焊接中出现的破损现象，同时也能够防止母材和堆焊金属在堆焊的过程中出现严重的裂纹。
2.4 堆焊和保温
堆焊层厚度一般为50 mm，也可视具体情况而定。还要严格控制层间温度，层间温度也应依据母材以及堆焊材料的含碳量和合金含量来定。例如热轧支承辊母材及堆焊材料的合金含量相对偏高，尺寸及堆焊厚度较大，则焊道层间温度宜控制在300C以上。
2.5 焊后热处理
焊后热处理主要是为了消除焊接应力，防止延迟裂纹产生，改善轧辊的性能。
3 冶金轧辊堆焊技术的发展
在以上的内容能够看出，冶金轧辊堆焊技术中的符合和制造，都具有非常简单、综合的特点，因此在国内外都在采用冶金轧辊堆焊技术进行堆焊的修复。在目前来看，冶金轧辊的堆焊修复以及复合制造已经不能够仅仅的限制于普通；的钢质轧辊技术，因此近年来，随着这一技术的不断发展，很多具有特殊性的要求轧辊工作已经由自身的复合制造方式不断的得到推广。这一点内容也随着轧辊技术的不断更新，对于各个位置的性能提出了超高的要求。并且对于传统的冶金制造的方法来说，技术的进步一般情况下就体现在轧辊技术的材质和最新的冶金符合制造的技术。
4 结论
总之，钢铁生产过程中，轧辊作为轧钢重要部件，需求量很大，其质量好坏直接关系着钢材生产效率与质量优劣。冶金轧辊质量要求与价格高、消耗量较大，运用堆焊技术修复轧辊，不仅能提高新辊应用寿命，还能修复旧辊，提高轧辊应用率，减少冶金轧辊成本。
参考文献：
[1]张潆月，包晔峰，蒋水锋，等.轧辊堆焊的现状和发展趋势[J].电焊机，2010，10：17-20.
[2]谭立光，姚书典，李爱军再制造工程技术在冶金工业中的应用[J]冶金设备，2013，S2：122-125.
论文作者:张杨1,史文平2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/6
标签：轧辊论文; 焊剂论文; 技术论文; 磨损论文; 材料论文; 合金论文; 应力论文; 《基层建设》2019年第25期论文;