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摘 要:采用药芯焊丝埋弧堆焊硬面技术,可修复制造热连轧无缝管机组用限动芯棒.本文介绍了堆焊修复制造该类芯棒的堆焊技术要求、堆焊材料的选择、堆焊修复制造工艺的特点及流程,并结合现场使用情况对芯棒堆焊利弊进行分析.
关键词:限动芯棒 堆焊修复制造技术 应用
中图分类号:TG455 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)11(c)-0041-02
限动芯棒是冶金行业连轧管机组轧制生产无缝钢管所必需的确定无缝钢管内径和壁厚的重要的轧管工具,它是无缝钢管连轧生产中的主要消耗部件[1],连轧管机组设备的生产维护论文范文中约50%以上是用于芯棒的消耗和报废更换.芯棒上机使用寿命低,是我国钢铁制管企业目前普遍存在而且亟待解决的重大技术难题.由于芯棒质量的优劣,不仅直接影响其使用寿命,而且对提高无缝管材的质量、生产率和降低生产成本都至关重要.而采用堆焊方法修复制造的复合芯棒,不但修复成本低,而且能提高并延长芯棒使用寿命,降低芯棒耗量,同时能够提高轧机的效益和产品的质量,是一种有效的技术经济措施.因此,对热连轧无缝管限动芯棒进行堆焊修复制造,进一步提高其性能和使用寿命显得十分重要.
1.堆焊技术要求
对于热连轧无缝管限动芯棒,堆焊修复制造的一般技术要求有:
(1)堆焊层应满足特定的化学成分要求及具有适宜的金相组织,
(2)堆焊层要兼具有较高的抗冷热疲劳性能、抗剥落性能和良好的耐高温综合服役性能,
(3)堆焊层中不得有裂纹、气孔、夹渣等焊接缺陷,
(4)堆焊层经热处理后的硬度及硬度均匀性满足芯棒技术要求,
(5)堆焊层具有良好的可电镀硬铬性能,
(6)堆焊修复制造后的芯棒,其上机使用寿命应接近于或超过原芯棒.
2.堆焊修复制造工艺
2.1 堆焊材料的选择
(1)焊丝的选择
针对限动芯棒的材质(H13)以及轧制的特性要求[2],可选用耐冷热疲劳性能优异的Cr13不锈耐热特殊工具钢成分或强韧性及热稳定性好的Cr-Mo-V热工具钢成分的埋弧堆焊用药芯焊丝材料进行堆焊修复.
为满足限动芯棒的轧制特性要求以及堆焊技术要求,芯棒表面工作层堆焊金属基体组织设计为强度高、相对韧性好的低碳回火马氏体或索氏体,同时在其基体上分布着均匀细小的弥散合金碳化物.
(2) 焊剂的选择
选用国产经专门研制生产的碱性烧结焊剂.碱性烧结焊剂的渣系为:MgO-Al2O3-CaF2-SiO2,碱度BIIW约为:1.8,化学活性系数Af为:0.15.如图1所示.
2.2 堆焊修复制造工艺过程
采用下述工艺流程对热连轧无缝管限动芯棒进行堆焊修复制造[3]:
(1)堆焊用芯棒坯整备
堆焊修复前,对旧芯棒坯进行疲劳层车削、局部缺陷焊补、超声和磁粉探伤、全长及局部直线度检测、保证堆焊工作层厚度车削的整备工作.
(2)预热
综合考虑芯棒母材和堆焊材料成分、芯棒尺寸、以及实际操作上容许程度等因素,将预热温度确定为250～300℃,焊道层间温度控制在200～250℃.
(3)保温堆焊作业
使用具有下降电源特性的直流电源,配备带自动测温、控温系统的移动电加热(或燃气加热)保温装置,在芯棒自动埋弧堆焊专用设备上,进行多机头单丝圆周方向连续螺旋自动埋弧堆焊,共堆焊3～4层,堆焊总厚度为7～9mm.
(4)焊后热处理
焊后热处理的主要目的是为改善焊后组织和消除焊接应力.具体热处理工艺曲线如图2所示:
(5)热处理后机加工及镀铬前焊层检测
对经过焊后热处理后的堆焊芯棒进行粗加工,然后进行半成品检验包括:超声波探伤、硬度检查、外观检查、几何形状及粗加工尺寸检查等.堆焊层的磁粉探伤(MT)检查在芯棒镀铬前的最终机械精加工完成后进行.
(6)芯棒镀硬铬、去氢处理及成品检测
堆焊修复芯棒在移动式专用电镀生产线上镀铬,芯棒表面硬铬层的厚度要求为:0.055～0.065mm.最后进炉在200～300℃进行保温去氢处理.
成品检测内容包括:表面硬度及均匀性、铬层厚度及均匀性、直线度、规格尺寸、表面光洁度等.
3.生产应用情况
堆焊芯棒上线使用时,在生产中未发现任何问题,等同于原H13芯棒.堆焊芯棒在使用过程中,在轧制约1600支时,出现龟裂现象,但此时未影响生产使用,在2600支时,部分芯棒龟裂较为严重.考虑到芯棒改规余量,将对这类芯棒下线改车为其它小规格芯棒,而原H13芯棒,在使用过程中龟裂现象不明显,在轧制约2000支时,才出现龟裂现象.显然,原H13芯棒材质性能均匀性上要好于堆焊芯棒,在对比使用过程中,原H13芯棒寿命优于堆焊后芯棒.表1为堆焊芯棒及原H13芯棒生产应用寿命对比.
芯棒生产使用下线后,两种芯棒经表面车削4mm(直径方向)后的表面龟裂状况如图3所示.从图3可以明显看出,两种芯棒表面都出现了龟裂现象,但原H13芯棒表面龟裂不严重,堆焊芯棒表面龟裂则较为严重,因此在芯棒使用过程中,要求生产人员在堆焊芯棒使用超过2000支以上无缝管时,应加强对芯棒的监控,防止因芯棒严重龟裂影响钢管内表面质量.
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注:堆焊芯棒(190.5-43～190.5-48)由原H13芯棒(190.5-13～190.5-18)生产应用下线后堆焊修复制造.
堆焊芯棒虽然在使用性能上比原H13芯棒差些,使用寿命约为原H13芯棒的90%,但在生产上能够满足生产需要,保证钢管内表面质量,并且节约大量芯棒成本.因此堆焊修复制造芯棒对于无缝钢管厂来说,现实意义重大,是一种有效的技术经济措施.
4.结语
采用药芯焊丝埋弧堆焊硬面技术,可成功修复制造热连轧无缝管机组用限动芯棒.为满足限动芯棒生产应用要求,堆焊修复制造芯棒,其表面堆焊金属必须兼具有较高的抗冷热疲劳性能和良好的耐高温综合服役性能.经大量生产应用考核,堆焊修复制造芯棒使用寿命约为原H13芯棒的90%,完全能够满足生产需要,并保证钢管内表面质量.由于可大幅降低芯棒耗量,是一种有效的节约生产成本的技术经济措施,值得在行业内普遍推广.
参考文献
[1]严泽生.现代热连轧无缝钢管生产[M].北京:冶金工业出版社,2009:148-158.
[2]谢培力.影响限动连轧机组芯棒使用寿命的原因分析[J].金属材料与冶金工程,2007,35(5):30-33.
[3]沈风刚,刘景凤.冶金轧辊堆焊技术综述[J].中国表面工程,2006,19(3):14-19.
总结：本论文是一篇免费优秀的关于修复生产论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
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