專利名稱：：一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條及堆焊方法
技術領域：
：本發明涉及一種焊條及焊接方法，具體地是指一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條以及使用該焊條修復Cr3系列軋輥堆焊方法。屬焊接材料及焊接
技術領域：
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背景技術：
：軋輥是軋鋼生產中的重要部件之一，每個軋鋼廠每年都要消耗大量軋輥，由于消耗量大，軋輥價格昂貴，越來越引起技術人員和備件管理部門的重視。若將工作層用耐磨材料堆焊或將報廢的軋輥用耐磨材料堆焊修復，提高軋輥的使用壽命或使報廢的軋輥再使用，其經濟效益和社會效益十分顯著。并且采用堆焊方法修復的復合軋輥，不但成本低，而且能提高軋輥使用壽命，降低軋輥耗量，合理使用及節約合金元素，并能夠提高軋機的作業率和產品的質量，是一種有效的技術經濟措施。軋輥在惡劣的環境下工作，很容易出現局部失效。如果能采用堆焊的方法來修復軋輥的局部失效，使其性能達到原來軋輥的性能，那么經濟效益肯定會相當可觀。從環保的角度上看，也能很大程度地節約資源，減輕對環境的壓力。局部修復時，堆焊的材料和母材有差別，所以存在局部應力集中，易引起裂紋和局部脫落，并且硬度與塑性較低，在耐磨性方面也難以達到滿意的要求。Cr3系列支撐軋輥是目前應用廣泛的支撐輥，由于Cr3鋼碳當量很高，焊接冷裂紋敏感性極高，其局部堆焊修復一般要預熱到30050(TC，局部失效后進行堆焊修復難度很大。中國專利公開號CN1152492A，公開日1997年6月25日，發明名稱《一種軋輥堆焊焊條》，提出了藥皮由高碳鉻鐵8~10%，鉬鐵35%，釩鐵03%，金屬鉤0.51.5%,高碳錳鐵13%,石墨11.5%,鈦鐵89%，稀土合金24%，大理石4448%,鈦白粉13%,瑩石1215%，云母13%,硅灰石45%，碳酸鋰01%,羧甲基纖維素12%組分構成的技術方案。用于9Cr2,9CrSi，9CrV等軋輥鋼的堆焊，焊前不需預熱，常溫下焊后不需熱處理，可耐高溫，硬度及抗裂性高，焊層不出現裂紋，耐磨性好，焊態下可直接使用。但由于該焊條與Cr3系列軋輥母材的成分區別較大，不適于在Cr3系列軋輥上使用。
發明內容本發明的第一個目的是克服現有焊條易引起裂紋和局部脫落，硬度低，耐磨性能差的缺陷和不足，提供一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條。它的抗裂性和耐磨性好，且兼有較高的硬度與塑性。本發明的第二個目的是克服現有堆焊方法堆焊金屬與軋輥材料連接強度較低，回火穩定性差的缺陷和不足，提供一種采用Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條的堆焊方法。本發明第一個目的的技術解決方案是一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條，包括焊芯和藥皮，焊芯為H08A鋼，所述焊條藥皮的質量%組份為大理石3642，螢石2026，低碳錳鐵1.54，鉬鐵14，高碳鉻鐵1317，純堿01.5，稀土合金14，二氧化鈦48，石墨0.51.5，45號硅鐵35，二氧化硅47。所述焊條藥皮的質量%組份為大理石39，螢石23，低碳錳鐵2.5，鉬鐵2.5，高碳鉻鐵15，純堿1，稀土合金2.5，二氧化釹6,石墨1,45號硅鐵4，二氧化硅5.5。本發明第二個目的的技術解決方案是:一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條的堆焊方法，包括以下步驟A.軋輥缺陷的預處理對軋輥的裂紋和缺損處進行打磨并在軋輥表面形成凹槽；B.預熱處理將軋輥加熱至33038(TC，然后將軋輥的輥面用絕熱材料包裹，并露出預處理部位；C.堆焊及冷卻采用一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條，對預處理的部位分層堆焊，堆焊完成后，用絕熱材料將軋輥上的堆焊部位包裹好，直至軋輥冷卻。所述的步驟C中，先采用CJ507RH焊條在預處理部位堆焊一層過渡層，然后再采用一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條分層堆焊。所述的過渡層厚度為36毫米。所述的步驟C中，采用一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條每堆焊一層后，立即用風鎬或小尖錘敲打堆焊層。所述的步驟C中，在采用一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條分層堆焊時，堆焊層的層間溫度為220280°C，堆焊電流為160170A。所述的步驟C中，采用紅外測溫儀實時監控堆焊層的層間溫度。在步驟B和步驟C中，所述的絕熱材料為石棉。所述的步驟C中，在軋輥冷卻后，對焊縫采用著色滲透探傷檢査。與現有技術相比，本發明的有益效果是l.抗裂性好。抗裂性是焊接技術要求中的一項最為基本的使用性能。本發明堆焊焊條及堆焊方法的焊態熔敷金屬組織主要為馬氏體以及殘余奧氏體。堆焊金屬表面無裂紋，焊縫進行射線探傷，內部也沒產生裂紋，抗裂性能良好。2.耐磨性好，硬度與塑性高。軋輥必須有好的耐磨性，所以局部堆焊修復焊條的熔敷金屬也應該有較好的耐磨性。本發明堆焊焊條及堆焊方法的熔敷金屬兼有硬度與塑性，修復時不出現裂紋，滿足焊態熔敷金屬硬度HRC5055的要求。再加上含有顆粒細小、彌散程度高的硬質相，所以具有很好的耐磨性。3.回火穩定性好。被修復的軋輥往往要在一定溫度下進行熱處理，所以熔敷金屬的回火穩定性很重要。本發明堆焊焊條及堆焊方法的熔敷金屬硬度是隨回火溫度的升高而降低的，在55(TC以下溫度區間內變化幅度不大，在高溫回火時仍然能有較高的硬度。4.堆焊方法簡便，在軋輥母材和堆焊焊條間增加了過渡層，使熔敷金屬與軋輥連接牢固，較好地滿足了Cr3系列支撐軋輥的修復要求。圖1是本發明焊條的焊態熔敷金屬金相圖2是本發明焊條堆焊后的熔敷金屬磨損形貌圖3是本發明焊條堆焊后的熔敷金屬回火硬度曲線圖。具體實施例方式以下結合和具體實施方式對本發明作進一步的詳細描述本發明的一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條，包括焊芯和藥皮，焊芯為H08A鋼，所述焊條藥皮的質量%組份為大理石3642，螢石2026,低碳錳鐵1.54，鉬鐵14，高碳鉻鐵1317，純堿0~1.5，稀土合金1~4，二氧化鈦48，石墨0.51.5，45號硅鐵35，二氧化硅47。本發明的一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條的堆焊方法，包括以下步驟A.軋輥缺陷的預處理對軋輥的裂紋和缺損處進行打磨并在軋輥表面形成凹槽；B.預熱處理將軋輥加熱至33038(TC，然后將軋輥的輥面用絕熱材料包裹，并露出預處理部位；C.堆焊及冷卻采用一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條，對預處理的部位分層堆焊，堆焊完成后，用絕熱材料將軋輥上的堆焊部位包裹好，直至軋輥冷卻。實施例1:一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條，包括焊芯和藥皮，焊芯為H08A鋼，焊芯直徑為3.2毫米，所述焊條藥皮的質量%組份為大理石39，螢石23，低碳錳鐵2.5，鉬鐵2.5，高碳鉻鐵15，純堿1，稀土合金2.5，二氧化鈦6,石墨1，45號硅鐵4，二氧化硅5.5。采用本實施例中堆焊焊條對Cr3軋輥施焊修復的過程如下-A.軋輥缺陷的預處理對軋輥的裂紋和缺損處進行打磨并在軋輥表面形成凹槽；B.預熱處理采用熱處理爐將軋輥加熱至35(TC，出爐后將軋輥的輥面用石棉包裹，并露出預處理部位即打磨后的裂紋和缺損處，將缺陷處表面的氧化皮打磨干凈；C.堆焊及冷卻釆用ZX5-500弧焊機，電弧電壓28V，焊接電流125A，直流反接。直接采用本實施例堆焊焊條對預處理的部位分層堆焊，分層堆焊時，堆焊層的層間溫度保持在25(TC左右，堆焊電流為165A。堆焊完成后，立即用石棉毯將軋輥的修復區包裹好，直至軋輥冷卻。在軋輥冷卻后，對焊縫進行著色滲透探傷檢査，探傷結果顯示無裂紋，焊縫修復處的硬度為冊C53，滿足Cr3系列支撐軋輥修復的堆焊要求。實施例2:一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條，包括焊芯和藥皮，焊芯為H08A鋼，焊芯直徑為4毫米，所述焊條藥皮的質量%組份為大理石36，螢石20，低碳錳鐵1.5，鉬鐵1，高碳鉻鐵13，純堿0，稀土合金1，二氧化鈦4,石墨0.5，45號硅鐵3，二氧化硅4c采用本實施例中堆焊焊條對Cr3軋輥施焊修復的過程如下A.軋輥缺陷的預處理對軋輥的裂紋和缺損處進行打磨并在軋輥表面形成凹槽；B.預熱處理采用熱處理爐將軋輥加熱至380°C，出爐后將軋輥的輥面用石棉包裹，并露出預處理部位即打磨后的裂紋和缺損處，將缺陷處表面的氧化皮打磨干凈；C.堆焊及冷卻采用ZX5-500弧焊機，電弧電壓28V，焊接電流125A，直流反接。先采用4)4.0毫米的CJ507RH焊條在預處理部位堆焊一層過渡層，過渡層厚度為3毫米，再采用本實施例堆焊焊條對預處理的部位分層堆焊，分層堆焊時，采用RaytekRaynger3i紅外測溫儀進行實時監控，使堆焊層的層間溫度保持在27028(TC，堆焊電弧電壓28V，焊接電流160A,直流反接。堆焊完成后，立即用石棉毯將軋輥的修復區即堆焊部位包裹好，直至軋輥冷卻。在軋輥冷卻后，對焊縫進行著色滲透探傷檢查，探傷結果顯示無裂紋，焊縫修復處的硬度為服C52，滿足Cr3系列支撐軋輥修復的堆焊要求。實施例3:一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條，包括焊芯和藥皮，焊芯為H08A鋼，焊芯直徑為5毫米，所述焊條藥皮的質量%組份為大理石42，螢石26，低碳錳鐵4，鉬鐵4，高碳鉻鐵17，純堿1.5，稀土合金4，二氧化鈦8，石墨1.5，45號硅鐵5，二氧化硅7。采用本實施例中堆焊焊條對Cr3軋輥施焊修復的過程如下A.軋輥缺陷的預處理對軋輥的裂紋和缺損處進行打磨并在軋輥表面形成凹槽；B.預熱處理采用熱處理爐將軋輥加熱至330°C,出爐后將軋輥的輥面用石棉包裹，并露出預處理部位即打磨后的裂紋和缺損處，將缺陷處表面的氧化皮打磨干凈；C.堆焊及冷卻采用ZX5-500弧焊機，電弧電壓28V，焊接電流125A，直流反接。先采用4)4.0毫米的CJ507RH焊條在預處理部位堆焊一層過渡層，過渡層厚度為6毫米，再采用本實施例堆焊焊條對預處理的部位分層堆焊，分層堆焊時，采用RaytekRaynger3i紅外測溫儀進行實時監控，使堆焊層的層間溫度保持在22024(TC，堆焊電弧電壓28V，焊接電流170A,直流反接。每堆焊一層后，均用風鎬或小尖錘敲打堆焊層，以消除應力。堆焊完成后，立即用石棉毯將軋輥的修復區即堆焊部位包裹好，直至軋輥冷卻。在軋輥冷卻后，對焊縫進行著色滲透探傷檢查，探傷結果顯示無裂紋，焊縫修復處的硬度為HRC58，滿足Cr3系列支撐軋輥修復的堆焊要求。實施例4:一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條，包括焊芯和藥皮，焊芯為H08A鋼，焊芯直徑為3毫米，所述焊條藥皮的質量%組份為大理石37，螢石21，低碳錳鐵2，鉬鐵2，高碳鉻鐵14，純堿0.5，稀土合金2，二氧化鈦5，石墨1，45號硅鐵3.5，二氧化硅5。采用本實施例中堆焊焊條對Cr3軋輥施焊修復的過程如下A.軋輥缺陷的預處理對軋輥的裂紋和缺損處進行打磨并在軋輥表面形成凹槽；B.預熱處理釆用熱處理爐將軋輥加熱至36(TC，出爐后將軋輥的輥面用石棉包裹，并露出預處理部位即打磨后的裂紋和缺損處，將缺陷處表面的氧化皮打磨千凈；C.堆焊及冷卻采用ZX5-500弧焊機，電弧電壓28V，焊接電流125A，直流反接。先采用4)4.0毫米的CJ507RH焊條在預處理部位堆焊一層過渡層，過渡層厚度為5毫米，再采用本實施例堆焊焊條對預處理的部位分層堆焊，分層堆焊時，采用RaytekRaynger3i紅外測溫儀進行實時監控，使堆焊層的層間溫度保持在23024(TC，堆焊電弧電壓28V，焊接電流162A，直流反接。每堆焊一層后，均用風鎬或小尖錘敲打堆焊層，以消除應力。堆焊完成后，立即用石棉毯將軋輥的修復區即堆焊部位包裹好，直至軋輥冷卻。在軋輥冷卻后，對焊縫進行著色滲透探傷檢查，探傷結果顯示無裂紋，焊縫修復處的硬度為HRC54,滿足Cr3系列支撐軋輥修復的堆焊要求。實施例5:一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條，包括焊芯和藥皮，焊芯為H08A鋼，焊芯直徑為4.5毫米，所述焊條藥皮的質量%組份為大理石41，螢石25，低碳錳鐵3，鉬鐵3，高碳鉻鐵16，純堿1.2，稀土合金3，二氧化鈦7，石墨1.2，45號硅鐵4,二氧化硅6。采用本實施例中堆焊焊條對Cr3軋輥施焊修復的過程如下A.軋輥缺陷的預處理對軋輥的裂紋和缺損處進行打磨并在軋輥表面形成凹槽；B.預熱處理采用熱處理爐將軋輥加熱至370°C，出爐后將軋輥的輥面用石棉包裹，并露出預處理部位即打磨后的裂紋和缺損處，將缺陷處表面的氧化皮打磨干凈；C.堆焊及冷卻采用ZX5-500弧焊機，電弧電壓28V，焊接電流125A，直流反接。先采用(H.0毫米的CJ507RH焊條在預處理部位堆焊一層過渡層，過渡層厚度為3毫米，再采用本實施例堆焊焊條對預處理的部位分層堆焊，分層堆焊時，采用RaytekRaynger3i紅外測溫儀進行實時監控，使堆焊層的層間溫度保持在25026(TC，堆焊電弧電壓28V，焊接電流164A，直流反接。堆焊過程中每焊一層都要立即用風鎬或小尖錘敲打堆焊層，最好是在焊縫表面(尤其是熔合線)敲打出凹坑，以消除焊接應力。堆焊完成后，立即用石棉毯將軋輥的修復區即堆焊部位包裹好，直至軋輥冷卻。在軋輥冷卻后，對焊縫進行著色滲透探傷檢查，探傷結果顯示無裂紋，焊縫修復處的硬度為冊C55，滿足Cr3系列支撐軋輥修復的堆焊要求。實施例6:一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條，包括焊芯和藥皮，焊芯為H08A鋼，焊芯直徑為4毫米，所述焊條藥皮的質量%組份為大理石42,螢石20,低碳錳鐵4，鉬鐵1，高碳鉻鐵13，純堿1.5，稀土合金4，二氧化鈦8，石墨1.5，45號硅鐵3,二氧化硅4。采用本實施例中堆焊焊條對Cr3軋輥施焊修復的過程如下A.軋輥缺陷的預處理對軋輥的裂紋和缺損處進行打磨并在軋輥表面形成凹槽；B.預熱處理采用熱處理爐將軋輥加熱至340'C，出爐后將軋輥的輥面用石棉包裹，并露出預處理部位即打磨后的裂紋和缺損處，將缺陷處表面的氧化皮打磨干凈；C.堆焊及冷卻采用ZX5-500弧焊機，電弧電壓28V，焊接電流125A，直流反接。先采用4)4.0毫米的CJ507RH焊條在預處理部位堆焊一層過渡層，過渡層厚度為4毫米，再采用本實施例中的堆焊焊條對預處理的部位分層堆焊，分層堆焊時，采用RaytekRaynger3i紅外測溫儀進行實時監控，使堆焊層的層間溫度保持在24025(TC，堆焊電弧電壓28V，焊接電流168A，直流反接。堆焊過程中每焊一層都要立即用風鎬或小尖錘敲打堆焊層，最好是在焊縫表面(尤其是熔合線)敲打出凹坑，以消除焊接應力。堆焊完成后，立即用石棉毯將軋輥的修復區即堆焊部位包裹好，直至軋輥緩慢冷卻。在軋輥冷卻后，對焊縫進行著色滲透探傷檢査，探傷結果顯示無裂紋，焊縫修復處的硬度為服C54，滿足Cr3系列支撐軋輥的修復要求。參見圖1，本發明堆焊焊條及堆焊方法的焊態熔敷金屬組織主要為馬氏體以及殘余奧氏體。堆焊金屬表面無裂紋，焊縫進行射線探傷，內部也沒產生裂紋，抗裂性能良好。參見圖2，本發明堆焊焊條及堆焊方法的熔敷金屬兼有硬度與塑性，再加上含有顆粒細小、彌散程度高的硬質相，所以具有很好的耐磨性。參見圖3，本發明堆焊焊條及堆焊方法的熔敷金屬硬度是隨回火溫度的升高而降低的，在550'C以下溫度區間內變化幅度不大，在高溫回火時仍然能有較高的硬度。在實驗室中對實施例l一6中各焊條的熔敷金屬進行焊態及回火處理后硬度(HRC)試驗，其結果見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權利要求1.一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條，包括焊芯和藥皮，焊芯為H08A鋼，其特征在于所述焊條藥皮的質量％組份為大理石36～42，螢石20～26，低碳錳鐵1.5～4，鉬鐵1～4，高碳鉻鐵13～17，純堿0～1.5，稀土合金1～4，二氧化鈦4～8，石墨0.5～1.5，45號硅鐵3～5，二氧化硅4～7。2.根據權利要求l所述的一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條，其特征在于所述焊條藥皮的質量%組份為大理石39，螢石23，低碳錳鐵2.5，鉬鐵2.5，高碳鉻鐵15，純堿1，稀土合金2.5，二氧化鈦6,石墨1，45號硅鐵4,二氧化硅5.5。3.使用權利要求1或2所述一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條的堆焊方法，其特征在于包括以下步驟A.軋輥缺陷的預處理對軋輥的裂紋和缺損處進行打磨并在軋輥表面形成凹槽；B.預熱處理將軋輥加熱至33038(TC，然后將軋輥的輥面用絕熱材料包裹，并露出預處理部位；C.堆焊及冷卻釆用一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條，對預處理的部位分層堆焊，堆焊完成后，用絕熱材料將軋輥上的堆焊部位包裹好，直至軋輥冷卻。4.根據權利要求3所述的一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條的堆焊方法，其特征在于所述的步驟C中，先采用CJ507RH焊條在預處理部位堆焊一層過渡層，然后再采用一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條分層堆焊。5.根據權利要求4所述的一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條的堆焊方法，其特征在于所述的過渡層厚度為36亳米。6.根據權利要求3或4所述的一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條的堆焊方法，其特征在于所述的步驟C中，采用一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條每堆焊一層后，立即用風鎬或小尖錘敲打堆焊層。7.根據權利要求3或4所述的一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條的堆焊方法，其特征在于所述的步驟C中，在采用一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條分層堆焊時，堆焊層的層間溫度為220280'C，堆焊電流為160170A。8.根據權利要求6所述的一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條的堆焊方法，其特征在于所述的步驟C中，采用紅外測溫儀實時監控堆焊層的層間溫度。9.根據權利要求3所述的一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條的堆焊方法，其特征在于在步驟B和步驟C中，所述的絕熱材料為石棉。10.根據權利要求3所述的一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條的堆焊方法，其特征在于所述的步驟C中，在軋輥冷卻后，對焊縫采用著色滲透探傷檢查。全文摘要一種Cr3系列軋輥修復用堆焊焊條及堆焊方法，屬焊接材料及焊接
技術領域：
。其焊條包括焊芯和藥皮，焊芯為H08A鋼，所述焊條藥皮的質量％組份為大理石36～42，螢石20～26，低碳錳鐵1.5～4，鉬鐵1～4，高碳鉻鐵13～17，純堿0～1.5，稀土合金1～4，二氧化鈦4～8，石墨0.5～1.5，45號硅鐵3～5，二氧化硅4～7。堆焊金屬無裂紋，抗裂性能良好，耐磨性好，硬度與塑性高，回火穩定性好。焊接方法簡便，熔敷金屬與軋輥連接牢固，較好地滿足了Cr3系列支撐軋輥的修復要求。文檔編號B23K35/362GK101658986SQ20091027213公開日2010年3月3日申請日期2009年9月18日優先權日2009年9月18日發明者劉玉雙,呂奎清,陳冰泉申請人:武漢鐵錨焊接材料股份有限公司