專利名稱：軋輥輥脖修復工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于軋鋼設備備件技術領域，特別是一種軋輥輥脖修復工藝。
冷軋工作輥是一種合金鍛鋼軋輥，具有很高的強度和硬度，是一種昂貴的軋鋼設備備件。由于長時間處于高負荷狀態，軸承很容易損壞，在換軸承箱時往往在輥脖處產生裂紋、掉皮等缺陷，甚至斷輥，從而使軋輥報廢，給企業帶來很大的經濟損失。曾經有過很多修復廢舊軋輥的方法，包括工作輥輥身鑲套、表面堆焊，如CN1133210，CN92109256.3，J62-758D和SU1371727等。
前蘇聯專利SU1447446公開了一種“軋機軋輥修復方法”，在掉皮區制成一個環形槽，坡口相對于縱軸的角度為20～30℃，從坡口到底面的過渡半徑等于掉皮深度的0.09加上8.2，以消除環形槽底邊的焊接裂紋。堆焊的溫度制度為將軋輥預熱到400～450℃，然后用焊條進行堆焊，焊接電流為500A，電壓為35V，焊接速度為36m/h，焊好后的軋輥加熱到500±20℃，保溫4小時后以30℃/h的冷卻速度緩冷。
這種工藝適用于對軋身進行修補。
本發明的目的是提供一種適用于軋輥輥脖的修復工藝，包括制作一個環形焊接槽的方法和一種特殊的焊接過程加熱方法和加熱溫度制度。根據不同的缺陷，采用不同的制作環形焊接槽的方法；在淺裂紋和掉皮的情形，可直接在有缺陷部位車削出環形焊接槽，在斷輥的情形，用待修復軋輥輥脖和另一個同材質圓柱體(例如同材質廢軋輥)制作成環形焊接槽。采用繩式加熱器加熱，預熱溫度約400℃，焊接工作溫度為300～380℃，焊完后加熱到約480℃，然后緩冷，在加熱、焊接和緩冷過程中，在加熱端輥身處進行澆水冷卻防止輥身受熱退火。
按照本發明的軋輥輥脖修復工藝，包括對缺陷部位的機加工、預熱、焊接和焊后精加工。該工藝具有下列特征1)將輥脖有缺陷部分完全車削凈，制成一個環形焊接槽，此環形焊接槽的坡口與縱軸垂直面呈25～35°角。
2)用繩式加熱器分別繞纏環形焊接槽及其兩側輥脖的焊接熱影響區，該繩式加熱器的繩頭和插入加熱器中的熱電偶的輸出線分別連接到溫度控制箱上，接通電源對環形焊接槽和焊接熱影響區進行加熱。
3)在輥身端頭處設置噴水裝置向輥面噴水冷卻，在輥身端面上設擋水圈。
4)以90～100℃/h的速率將環形焊接槽和焊接熱影響區均勻加熱到380～400℃。
5)拆掉環形焊接槽處的繩式加熱器，保留其它加熱器繼續保溫加熱，在環形焊接槽內進行焊接，并將焊接工作溫度控制在300～380℃范圍內。
6)焊完后重新將繩式加熱器纏繞到焊接區上，加熱到470～480℃，然后以50～60℃/h的速度緩冷到190～210℃，然后斷電緩冷到環境溫度。
本發明的環形焊接槽坡口角度較小，這種焊接槽更適合于輥脖的修復，一是輥脖焊接槽長度有限，便于焊接，二是可以節省焊接費用，三是可以提高焊接輥脖抗彎強度。
本發明所給出的焊接溫度制度是針對輥脖的特點制定的。采用繩式加熱器的好處，一是不用專設加熱爐，二是使用靈活方便，三是可以實現邊焊接邊加熱，可以按要求控制焊接溫度，達到理想的焊接效果，同時也可以使預熱溫度相對較低而不影響焊接質量。
按照本發明，當輥脖缺陷為淺裂紋(裂紋深度小于輥脖半徑)或掉皮時，所述的環形焊接槽為在有缺陷部位車削出的喇叭形環形槽，即兩側坡口方向相反。
反之，當輥脖缺陷為斷輥時，所述的環形焊接槽是這樣形成的1)將斷面車平整后再鏜出凹形連接端頭，凹孔深度l1等于輥脖直徑D的1/4～1/6，凹孔直徑d1＝缺陷部位輥脖直徑的1/3～2/5，2)用同材質圓柱體加工出和上述凹形連接端頭相匹配的凸形連接端頭，凸起長度l2＝l1+50～200mm，3)將上述兩部分裝配在一起，結合部形成環形焊接槽。
此環形焊接槽的坡口可以相互平行，也可以呈一定角度或呈喇叭形。
所述的同材質圓柱體可以用同材質廢軋輥。
按照本發明，在繩式加熱器纏繞層的外表面包有絕熱保溫層，以提高加熱器加熱效果，同時保護操作人員。
采用本發明的軋輥輥脖修復工藝所修復的軋輥輥脖性能完全符合要求，是一種低投入、高產出的技術，可以為軋鋼廠，特別是冷軋帶鋼廠帶來很大的經濟效益。
下面結合附圖對本發明作進一步說明。
圖1為有裂紋或掉皮輥脖機加后形成環形焊接槽示意圖。
圖2為斷輥機加工后組合成環形焊接槽示意圖。
圖3為纏繞繩式加熱器示意圖。
圖4為焊接過程的加熱溫度制度曲線圖。
如圖1～圖4所示，本發明的軋輥輥脖修復工藝，包括對缺陷部位的機加工、預熱、焊接和焊后精加工。
1)如圖1、圖2所示，將輥脖1有缺陷部分完全車削凈，制成一個環形焊接槽3，此環形焊接槽3的坡口與軋輥縱軸垂直面的夾角α＝25～35°，2)如圖3所示，用繩式加熱器4分別繞纏環形焊接槽3及其兩側輥脖的焊接熱影響區5、6，該繩式加熱器4的繩頭和插入加熱器中的熱電偶7的輸出線分別連接到溫度控制箱上(圖中未示出)，接通電源對環形焊接槽3和焊接熱影響區5、6進行加熱，3)在輥身端頭處設置噴水裝置9向輥面噴水冷卻，在輥身端面上設擋水圈10，防止冷卻水進入加熱器，4)如圖4所示，以90～100℃/h的速率將環形焊接槽3和焊接熱影響區5、6均勻加熱到380～400℃，5)拆掉環形焊接槽3處的繩式加熱器4，保留其它加熱器繼續保溫加熱，在環形焊接槽內進行焊接，并將焊接工作溫度控制在300～380℃范圍內，6)焊完后重新將繩式加熱器纏繞到焊接區上，加熱到470～480℃，然后以50～60℃/h的速度緩冷到190～210℃，然后斷電緩冷到環境溫度。
根據輥脖不同的缺陷情況，制作不同的環形焊接槽。當輥脖缺陷為淺裂紋(裂紋深度小于輥脖半徑)或掉皮時，所述的環形焊接槽3為在有缺陷部位車削出的喇叭形環形槽，即兩側坡口方向相反。
當輥脖缺陷為斷輥時，所述的環形焊接槽3是這樣形成的1)將斷面車平整后再鏜出凹形連接端頭31，凹孔深度l1等于輥脖直徑D的1/4～1/6，凹孔直徑d1＝缺陷部位輥脖直徑的1/3～2/5，2)用同材質圓柱體加工出和上述凹形連接端頭31相匹配的凸形連接端頭32，凸起長度l2＝l1+50～200mm，3)將上述兩部分裝配在一起，結合部形成環形焊接槽3。
這時的環形焊接槽的坡口可以相互平行，也可以呈一定角度或呈喇叭形。
所述的同材質圓柱體可以是同材質廢軋輥。如圖3所示，在繩式加熱器纏繞層外表面還包有絕熱保溫層8。
所述的溫度控制箱可采用DWK-6型溫度控制箱。所述的繩式加熱器可選用SCD繩式加熱器。
最佳實施例。
最佳實施例中的坡口與縱軸垂直面的夾角α＝30°，預熱速度為95℃/h，預熱到395℃，焊接工作溫度范圍為300～380℃，焊后加熱到480℃，然后以56℃/h的速度冷卻到200℃。
權利要求
1.一種軋輥輥脖修復工藝，包括對缺陷部位的機加工、預熱、焊接和焊后精加工，其特征在于1)將輥脖(1)有缺陷部分完全車削掉，制成一個環形焊接槽(3)，此環形焊接槽(3)的坡口與軋輥縱軸垂直面的夾角α＝25～35°，2)用繩式加熱器(4)分別纏繞環形焊接槽(3)及其兩側輥脖的焊接熱影響區(5)、(6)，該繩式加熱器(4)的繩頭和插入加熱器中的熱電偶(7)的輸出線分別連接到溫度控制箱上，接通電源對環形焊接槽(3)和焊接熱影響區(5)、(6)進行加熱，3)在輥身端頭處設置噴水裝置(9)向輥面噴水冷卻，在輥身端面上設擋水圈(10)，4)以90～100℃/h的速率將環形焊接槽(3)和焊接熱影響區(5)、(6)均勻加熱到380～400℃，5)拆掉環形焊接槽(3)處的繩式加熱器(4)，保留其它加熱器繼續保溫加熱，在環形焊接槽(3)內進行焊接，并將焊接工作溫度控制在300～380℃范圍內，6)焊完后重新將繩式加熱器纏繞到焊接區上，加熱到470～480℃，然后以50～60℃/h的速度緩冷到190～210℃，然后斷電緩冷到環境溫度。
2.根據權利要求1的軋輥輥脖修復工藝，其特征在于當輥脖缺陷為淺裂紋(裂紋深度小于輥脖半徑)或掉皮時，所述的環形焊接槽(3)為在有缺陷部位車削出的喇叭形環形槽，即兩側坡口方向相反。
3.根據權利要求1的軋輥輥脖修復工藝，其特征在于，當輥脖缺陷為斷輥時，所述的環形焊接槽(3)是這樣形成的1)將斷面車平整后再鏜出凹形連接端頭(31)，凹孔深度l1等于輥脖直徑D的1/4～1/6，凹孔直徑d1＝缺陷部位輥脖直徑的1/3～2/5，2)用同材質圓柱體加工出和上述凹形連接端頭(31)相匹配的凸形連接端頭(32)，凸起長度l2＝l1+50～200mm，3)將上述兩部分裝配在一起，結合部形成環形焊接槽(3)。
4.根據權利要求3的軋輥輥脖修復工藝，其特征在于所述的焊接槽坡口相互平行。
5.根據權利要求3的軋輥輥脖修復工藝，其特征在于所述的同材質圓柱體為同材質廢軋輥。
6.根據權利要求1的軋輥輥脖修復工藝，其特征在于所述的繩式加熱器(4)纏繞層的外表面包有絕熱保溫層(8)。
7.根據權利要求1的軋輥輥脖修復工藝，其特征在于所述的溫度控制箱采用DWK-6型溫度控制箱。
8.根據權利要求1的軋輥輥脖修復工藝，其特征在于所述的焊接槽(3)坡口與縱軸垂直面的夾角α＝30°，所述的預熱速度為95℃/h，預熱到395℃，焊接工作溫度范圍為300～380℃，焊后加熱到480℃，然后以56℃/h的速度冷卻到200℃。
全文摘要
本發明提供一種軋輥輥脖修復工藝。首先對輥脖1有缺陷部位進行機加工,制成一個環形焊接槽3,其坡口與軋輥縱軸垂直面呈25～35°角,用繩式加熱器對輥脖的環形焊接槽和熱影響區進行加熱,以90～100℃/h的速率預熱到380～400℃,再在300～380℃溫度下進行焊接,焊完后再加熱到470～480℃,然后以50～60℃/h的速率緩冷到200℃后斷電保溫緩冷到室溫,再進行機加工。所修復的輥脖完全符合質量要求,可為軋鋼廠節省大量資金。
文檔編號B21B28/00GK1247778SQ98114320
公開日2000年3月22日 申請日期1998年9月17日 優先權日1998年9月17日
發明者韓春光, 王剛, 張春田, 夏英莉 申請人:韓春光, 王剛