專利名稱：板材卷制的大直徑工藝輥輥縫焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種板材卷制的大直徑工藝輥輥縫焊接方法。
背景技術(shù)：
大直徑工藝輥是軋鋼生產(chǎn)線上所用到的張力輥、頂輥、轉(zhuǎn)向輥、去毛刺輥等輥子的總稱，其特點是空心、薄壁、直徑大，通常工藝輥輥縫采用常規(guī)焊接，然后輥面經(jīng)過淬火熱處理和硬質(zhì)層噴涂，以適應工藝輥的運行工況。板材卷制的大直徑工藝輥輥縫經(jīng)常規(guī)焊接后， 工藝輥淬火熱處理后焊縫位置焊接材料的組織和硬度與輥身其他位置存在明顯的差異，尤其是在焊縫熔合線和焊接熱影響區(qū)上，存在嚴重的組織和材料成份的不均勻性，在后續(xù)進行熱處理、噴涂等工藝時，這種組織和成分的不均勻性凸顯出來，宏觀表現(xiàn)為輥身焊縫存在明顯的條紋和焊縫位置淬火時出現(xiàn)裂紋，嚴重影響輥子的制造質(zhì)量，進而影響軋制的帶鋼質(zhì)量。上述現(xiàn)象產(chǎn)生的直接原因是由于焊接過程造成的焊縫以及焊接熱影響區(qū)與母材硬度差異造成的，其根本原因是由于焊接材料選擇不當，造成焊縫與輥子母材化學成分的差異， 焊縫自身性能及淬火后性能都無法與輥體相匹配。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種板材卷制的大直徑工藝輥輥縫焊接方法， 利用本方法克服了輥縫常規(guī)焊接的缺陷，保證了焊縫的組織和硬度與輥體的一致性，提高了工藝輥的制造質(zhì)量，使得軋制的帶鋼質(zhì)量得到可靠保證。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明板材卷制的大直徑工藝輥輥縫焊接方法包括如下步驟步驟一、工藝輥輥縫焊接坡口加工，輥縫焊接坡口由外向內(nèi)依次為V形坡口和帶鈍邊的平底梯形坡口或帶鈍邊的U形坡口，并保證輥縫兩側(cè)坡口尺寸的一致性；步驟二、采用工裝將工藝輥輥縫合攏，在輥縫全長范圍內(nèi)輥縫兩側(cè)焊接坡口合攏對齊，不產(chǎn)生錯邊；步驟三、工藝輥輥縫合攏后，為固定焊縫，實現(xiàn)輥縫焊接，在輥體內(nèi)部兩頭和中部焊接若干筋板，筋板焊接前，筋板焊接部位預熱至200°C以上后實施焊接，中間筋板焊腳高度控制于8mm，兩側(cè)筋板焊腳高度控制于IOmm ；步驟四、焊前處理，清除整個輥縫焊接坡口和V形坡口兩側(cè)50mm范圍內(nèi)表面的油污、銹蝕雜質(zhì)，保證焊接表面的清潔；步驟五、采用等離子焊接的小孔焊接方式，不填充焊絲一次性焊透焊縫鈍邊坡口， U形坡口采用常規(guī)焊接，并上述焊接滿足探傷要求；步驟六、焊后保溫，工藝輥輥縫焊接完畢后，采用石棉布包裹緩冷或?qū)⒐に囕佒糜诒貭t緩冷，并緩冷至室溫。為達到鈍邊坡口焊縫的焊透效果，設(shè)定上述等離子焊接的小孔焊接方式的焊接電流為150-300A、等離子氣流為6-15L/min和焊接速度為100-200mm/min。
3
由于本發(fā)明板材卷制的大直徑工藝輥輥縫焊接方法采用了上述技術(shù)方案，即輥縫焊接坡口為由外向內(nèi)依次為V形坡口和帶鈍邊的平底梯形坡口或帶鈍邊的U形坡口，并保證輥縫兩側(cè)坡口尺寸的一致性；采用工裝將輥縫合攏并對齊，不產(chǎn)生錯邊；為固定焊縫焊接，輥體內(nèi)部兩頭和中部焊接若干筋板，筋板焊接前，局部預熱至200°c以上后實施焊接，中間筋板焊接時焊腳高度控制于8mm，兩側(cè)筋板焊腳高度控制于IOmm ；清除整個焊接坡口和V 形坡口兩側(cè)50mm范圍內(nèi)表面的油污、銹蝕雜質(zhì)，保證焊接表面的清潔；采用等離子焊接的小孔焊接方式，不填充焊絲一次性焊透焊縫鈍邊坡口，U形坡口采用常規(guī)焊接，上述焊接滿足探傷要求；焊后采用石棉布包裹緩冷或?qū)⒐に囕佒糜诒貭t緩冷并緩冷至室溫。本方法克服了輥縫常規(guī)焊接的缺陷，保證了焊縫的組織和硬度與輥體的一致性，提高了工藝輥的制造質(zhì)量，使得軋制的帶鋼質(zhì)量得到可靠保證。


下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明圖1為本發(fā)明輥縫焊接坡口的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明板材卷制的大直徑工藝輥輥縫焊接方法包括如下步驟步驟一、工藝輥輥縫焊接坡口加工，如圖1所示，輥縫焊接坡口由外向內(nèi)依次為V 形坡口 1和帶鈍邊2的平底梯形3坡口或帶鈍邊2的U形坡口，并保證輥縫兩側(cè)坡口尺寸的一致性；步驟二、采用工裝將工藝輥輥縫合攏，在輥縫全長范圍內(nèi)輥縫兩側(cè)焊接坡口合攏對齊，不產(chǎn)生錯邊；步驟三、工藝輥輥縫合攏后，為固定焊縫，實現(xiàn)輥縫焊接，在輥體內(nèi)部兩頭和中部焊接若干筋板，筋板焊接前，筋板焊接部位預熱至200°C以上后實施焊接，中間筋板焊腳高度控制于8mm，兩側(cè)筋板焊腳高度控制于IOmm ；步驟四、焊前處理，清除整個輥縫焊接坡口和V形坡口兩側(cè)50mm范圍內(nèi)表面的油污、銹蝕雜質(zhì)，保證焊接表面的清潔；步驟五、采用等離子焊接的小孔焊接方式，不填充焊絲一次性焊透焊縫鈍邊坡口， U形坡口采用常規(guī)焊接，并上述焊接滿足探傷要求；鈍邊坡口的焊接是工藝輥輥縫焊接的關(guān)鍵，焊接后工藝輥經(jīng)后續(xù)機加工、淬火熱處理和硬質(zhì)層噴涂等工序后，V形坡口被車削，該鈍邊坡口焊縫成為工藝輥輥面的一部分，其焊接質(zhì)量直接影響工藝輥的制作質(zhì)量，因此需保證鈍邊坡口具有一定的焊透深度，其是因為輥身在焊接后會發(fā)生應力變形，之后還需經(jīng)過幾道熱處理工序，輥身又會發(fā)生一系列的變形，這些變形會導致焊縫表面一定深度為車削余量；U形坡口采用常規(guī)焊接方式進行填充，填充的焊接材料會對輥身表面的焊縫進行稀釋，而該段焊縫不可用于輥面使用，同時為了確保焊縫處淬火熱處理后的性能。鈍邊坡口的焊接不填充焊接材料，利用等離子焊接的小孔焊接方式實現(xiàn)焊縫本體的熔融焊接，保證輥面組織和材料成份的一致性。等離子焊接的小孔焊接方式是將傳統(tǒng)等離子弧熔焊法和等離子弧切割法結(jié)合而成的焊接法，通過增加焊接電流和等離子氣流速度，可產(chǎn)生強有力的等離子束，它能夠在材料上形成充分的熔深。焊接時，隨著焊接熔池的流動，金屬穿過小孔被切割后在表面張力作用下形成焊道，其焊縫的深/寬比大，熱影響區(qū)窄，工件變形小，焊接時主要調(diào)整焊接電流、等離子氣流和焊接速度，以得到良好的焊縫成型。一般焊接參數(shù)控制如下焊接電流 150-300A、等離子氣流 6-15L/min 和焊接速度 100-200mm/min。步驟六、焊后保溫，工藝輥輥縫焊接完畢后，采用石棉布包裹緩冷或?qū)⒐に囕佒糜诒貭t緩冷，并緩冷至室溫。通過上述方法實現(xiàn)輥縫焊接后，工藝輥經(jīng)后續(xù)的機加工、熱處理、硬質(zhì)層噴涂等工序后，最終完成工藝輥的制造。保證了工藝輥制造的質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種板材卷制的大直徑工藝輥輥縫焊接方法，其特征在于本方法包括如下步驟 步驟一、工藝輥輥縫焊接坡口加工，輥縫焊接坡口由外向內(nèi)依次為V形坡口和帶鈍邊的平底梯形坡口或帶鈍邊的U形坡口，并保證輥縫兩側(cè)坡口尺寸的一致性；步驟二、采用工裝將工藝輥輥縫合攏，在輥縫全長范圍內(nèi)輥縫兩側(cè)焊接坡口合攏對齊， 不產(chǎn)生錯邊；步驟三、工藝輥輥縫合攏后，為固定焊縫，實現(xiàn)輥縫焊接，在輥體內(nèi)部兩頭和中部焊接若干筋板，筋板焊接前，筋板焊接部位預熱至200°c以上后實施焊接，中間筋板焊腳高度控制于8mm，兩側(cè)筋板焊腳高度控制于IOmm ；步驟四、焊前處理，清除整個輥縫焊接坡口和V形坡口兩側(cè)50mm范圍內(nèi)表面的油污、銹蝕雜質(zhì)，保證焊接表面的清潔；步驟五、采用等離子焊接的小孔焊接方式，不填充焊絲一次性焊透焊縫鈍邊坡口，U形坡口采用常規(guī)焊接，并上述焊接滿足探傷要求；步驟六、焊后保溫，工藝輥輥縫焊接完畢后，采用石棉布包裹緩冷或?qū)⒐に囕佒糜诒貭t緩冷，并緩冷至室溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板材卷制的大直徑工藝輥輥縫焊接方法，其特征在于設(shè)定所述等離子焊接的小孔焊接方式的焊接電流為150-300A、等離子氣流為6-15L/min和焊接速度為 100-200mm/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種板材卷制的大直徑工藝輥輥縫焊接方法，其輥縫坡口由外向內(nèi)為V形坡口和帶鈍邊的平底梯形坡口或帶鈍邊的U形坡口，保證坡口尺寸的一致性；采用工裝將輥縫合攏并對齊，不產(chǎn)生錯邊；輥體內(nèi)部兩頭和中部焊接筋板，焊接前局部預熱至200℃以上后實施焊接，中間筋板和兩側(cè)筋板焊腳高度分別控制于8mm和10mm；清除整個坡口及兩側(cè)50mm范圍內(nèi)表面的油污、銹蝕雜質(zhì)，保證焊接表面的清潔；采用等離子焊接的小孔焊接方式，不填充焊絲一次性焊透焊縫鈍邊坡口，U形坡口采用常規(guī)焊接并滿足探傷要求；焊后實施緩冷。本方法保證了焊縫組織和硬度與輥體的一致性，提高了工藝輥的制造質(zhì)量，使得軋制的帶鋼質(zhì)量得到可靠保證。
文檔編號B23K37/00GK102284775SQ201010202198
公開日2011年12月21日 申請日期2010年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月17日
發(fā)明者王樹保, 譚興海, 陳國喜 申請人:上海寶鋼設(shè)備檢修有限公司