[发明专利]一种复合(再)制造连铸辊用埋弧堆焊药芯焊丝及工艺

说明书

本发明公开了一种复合(再)制造连铸辊用埋弧堆焊药芯焊丝及工艺。该药芯焊丝的熔敷金属按照重量百分比计含有以下成分：C：0.02％～0.3％；Mn：0.8％～2.8％；Si：0.1％～1.0％；Cr：12.0％～15.0％；Mo：0.3％～2.0％；Ni：1.5％～5.0％；稀土元素：0.01～1.5％；V+Nb：0％～1.2％；N：0％～0.16％；S，P＜0.03％；余量为Fe。工艺包括以下步骤：(1)将轧辊车削到堆焊前尺寸；(2)焊前进行轧辊的检测；(3)确定堆焊工艺，并按照堆焊工艺确定工艺参数；(4)进行单层堆焊成型；(5)对焊后不同位置的成分、硬度及组织进行检测。本发明工艺性能良好，具有高性价比。

技术领域

本发明涉及一种复合(再)制造连铸辊用埋弧堆焊药芯焊丝及工艺，属于焊接技术领域。

背景技术

连铸设备在我国的各大钢厂中已普遍采用，连铸辊是连铸设备中的主要消耗部件，连铸辊包括结晶段、扇形段和水平段三部分，连铸辊处于高温钢坯和冷却水的双重作用，工况条件十分苛刻，在机械和热载荷作用下，连铸辊在使用过程中由于辊面会出现程度不同的网状裂纹、氧化腐蚀、磨损损伤等破坏，影响连铸机作业率、产品产量和质量、单位轧辊消耗及轧材成本。

堆焊既可用于修复辊子因服役而导致的失效部位，亦可用于强化辊子的表面，其目的都在于延长连铸辊的使用寿命，节约贵重材料，降低制造成本。目前，根据奥钢联、达涅利、德马克等标准连铸辊堆焊工作层厚度为单边2～6mm，因此一般采用的堆焊标准为“1+2”或“1+3”，即一层打底丝外加两至三层盖面丝。

目前连铸辊常用的焊接工艺多为埋弧焊、明弧焊，采用单丝电弧焊时仅为5～6.5kg/h，堆焊一层单边厚度一般为2.0mm～2.5mm，因此需要的堆焊的时间较长，生产效率不高；现场实践表明：堆焊时间越长，堆焊层数越多，越容易出现堆焊缺陷。特别是多层焊接时，上一层对下一层均产生一定厚度的热影响区，会对焊缝金属组织造成不利影响，严重损害连铸辊上机使用寿命。

堆焊轧辊，特别是连铸辊，采用提高单层焊缝金属的高度，使单边堆焊厚度一层能够达到目前2～5层(一层打底+两层盖面或者一层打底+三层盖面或其它组合)的焊层高度，且合金成分及硬度等性能能够满足(奥钢联、达涅利、德马克)技术要求的工艺设想一方面受限于焊接工艺的难以操作，焊接过程中易出现淌渣、过热、夹杂等缺陷，焊接工艺不易实施；另一方面对堆焊材料成分要求比较严格，因为堆焊合金材料合金含量过高时，堆焊厚度过高时易产生大量铁素体，使硬度下降；而堆焊合金材料合金含量过低时，由于稀释率的原因导致合金稀释过大，成分(特别是具母材1.5mm处)不足；两方面均导致力学性能变差。因此，采用提高单层焊缝金属的高度，使单边堆焊厚度一层能够达到目前堆焊2～5层(一层打底+两层盖面或者一层打底+三层盖面或者两层盖面及其它组合)的焊层高度，且合金成分及硬度等性能能够满足(奥钢联、达涅利、德马克)技术要求的工艺目前未见报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种与单层堆焊成型复合(再)制造轧辊相匹配的埋弧堆焊药芯焊丝。

本发明的另一目的在于提供一种采用所述埋弧焊药芯焊丝单层堆焊成型复合(再)制造连铸辊的工艺。

本发明中的“复合(再)制造连铸辊”指的是复合制造与再制造连铸辊。采用本发明的埋弧堆焊药芯焊丝及工艺，单层焊接后成分、组织及硬度能够满足奥钢联含氮丝(TSC4-TS No.03/94)、含碳丝(TSC 4-TS No.02/93)的技术要求，且工艺性能良好，具有高性价比。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：