四輥
破碎機(jī)在燒結(jié)廠主要用于燃料的破碎加工，破碎的物料為白煤和焦粉。由于白煤中含有煤矸石、鐵件等硬度較大的雜物，導(dǎo)致輥?zhàn)娱L期在惡劣環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)，受沖擊較大，再加上交變應(yīng)力的作用，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)裂紋。
雖然采取鉆止裂孔的辦法，但是裂紋仍然擴(kuò)展，在無備件可更換的情況下采取了開坡口焊接方法進(jìn)行修復(fù)，效果較為理想見圖2、圖3。
1、輥?zhàn)拥暮附有苑治?br />
1.1輥?zhàn)拥某煞趾托阅?br />
輥?zhàn)拥牟馁|(zhì)為ZG35CrMnSi，是中碳調(diào)質(zhì)鋼，屬于Cr-Mn-Si系列鋼材，這種鋼的化學(xué)成分如下表1。
一般來講，碳當(dāng)量為0.4%以下時(shí)，鋼材的焊接性良好，不必采取特殊工藝。當(dāng)碳當(dāng)量為0.4%～0.6%時(shí)，鋼材的焊接性較好，采取適當(dāng)?shù)念A(yù)熱措施，一般不會(huì)發(fā)生缺陷。當(dāng)碳當(dāng)量>0.6%以上時(shí)，焊接性較差，必須采取較高的預(yù)熱溫度和嚴(yán)格的工藝措施。
這種鋼退火狀態(tài)下的組織是鐵素體和珠光體，調(diào)質(zhì)狀態(tài)下的組織為回火索氏體（統(tǒng)稱為回火馬氏體）。Cr - Mn - Si系列鋼材具有回火脆性的缺點(diǎn)，在300℃- 450℃內(nèi)出現(xiàn)第一類回火脆性。因此，回火時(shí)必須避開該溫度范圍。此外，這類鋼還具有第二類回火脆性，高溫回火時(shí)必須采取快冷的辦法，否則沖擊韌性會(huì)顯著降低。
1.2焊縫中的熱裂紋
由于輥?zhàn)硬馁|(zhì)含碳量和合金含量較高，因此液一固區(qū)間較大，偏析也更嚴(yán)重，具有較大熱裂紋傾向。因此，焊接時(shí)應(yīng)該考慮可能出現(xiàn)熱裂紋。焊接時(shí)，應(yīng)盡量選用含碳量低的、含硫、磷少的填充材料。因?yàn)椋瑹崃鸭y易出現(xiàn)在未填滿的弧坑處，特別是在多層焊時(shí)第一層的弧坑中以及焊縫的凹陷部位。在焊接工藝上應(yīng)注意保證填滿弧坑和良好的焊接成形。
1.3焊縫中的冷裂紋
ZC35CrMnSi鋼種的淬硬傾向十分明顯，冷裂紋傾向較為嚴(yán)重。這是由于此鋼種含碳量較高，加入的合金元素也較多，在500℃以下的溫度區(qū)間，過冷奧氏體有更大的穩(wěn)定性所致。另外，此鋼種馬氏體點(diǎn)較低，在低溫下形成馬氏體一般難以產(chǎn)生“自回火”效應(yīng)，并且由于馬氏體的含碳量較高，有很大的過飽和度，點(diǎn)陣的畸變就更嚴(yán)重。因而，硬度和脆性就更大，對(duì)冷裂紋的敏感性也更大。焊接時(shí)要進(jìn)行預(yù)熱，焊后進(jìn)行回火處理。
1.4焊縫中的再熱裂紋
焊接修復(fù)輥?zhàn)訒r(shí)采用多層焊道施焊，后焊的焊縫對(duì)已完成的焊縫起到再次加熱的作用。因此，必須采取措施防止再熱裂紋的出現(xiàn)。根據(jù)有關(guān)資料的介紹，再熱裂紋都是產(chǎn)生在焊接熱影響區(qū)的過熱粗晶部位，并且具有晶間開裂的特征。母材、焊縫和熱影響區(qū)的細(xì)晶組織，都不會(huì)產(chǎn)生再熱裂紋。同時(shí)，較大的殘余應(yīng)力和應(yīng)力集中是產(chǎn)生再熱裂紋必不可少的必要條件，二者必須同時(shí)存在，否則不會(huì)產(chǎn)生再熱裂紋。焊接時(shí)，大的焊接線能量會(huì)使過熱區(qū)的晶粒更加粗大。因此，宜采用小線能量焊接。同時(shí)，適當(dāng)提高預(yù)熱、后熱溫度，對(duì)防止再熱裂紋的出現(xiàn)有較好效果。
1.5熱影響區(qū)的性能變化
此鋼種由于含碳量較高和合金元素較多，有相當(dāng)大的淬硬性，因而熱影響區(qū)的過熱區(qū)易產(chǎn)生硬脆的高碳馬氏體。冷卻速度越大，生成的高碳馬氏體越多，脆化也越嚴(yán)重。為減少過熱區(qū)脆化，從減少淬硬傾向出發(fā)，應(yīng)采用大線能量焊接。但由于修復(fù)的輥?zhàn)映叽巛^大(φ900×700)，厚度為100mm，傳熱較快，該鋼種淬硬傾向很大，通過加大線能量法難以避免馬氏體的形成，卻反而增大了奧氏體的過熱和提高了奧氏體的穩(wěn)定性，促使形成粗大的馬氏體，使過熱區(qū)的脆化更為嚴(yán)重。因而，決定采取小線能量的焊接方法，并采取焊前預(yù)熱和焊后緩冷的措施降低冷卻速度，從而改善熱影響區(qū)的性能。
2、修復(fù)工藝選擇
2.1焊前準(zhǔn)備選用氣焊在裂紋處開V形坡口，角度為60°～70°，并認(rèn)真清理坡口兩側(cè)的油污、鐵銹以及氧化皮，以防止產(chǎn)生氣孔。
2.2焊前預(yù)熱 由于工件較大，又在現(xiàn)場修復(fù)，不能進(jìn)行整體預(yù)熱，故采用局部預(yù)熱方法。預(yù)熱溫度為300℃- 350℃，預(yù)熱范圍為焊縫兩側(cè)150 mm以內(nèi)，并在焊接過程中保持該溫度。
2.3焊接工藝
2.3.1.1選用φ4 mm的J857焊條施焊，直流反極性焊接。焊條使用前按規(guī)定烘干（350℃- 450℃烘干1h，150℃保溫），隨用隨取。另外注意焊條藥皮有無剝落，焊接時(shí)不要采用藥皮受損的焊條。
2.3.2打底焊時(shí)，電流宜小，采用160 A。焊接時(shí)焊條不擺動(dòng)，焊后不錘擊。（可減少母材的熔入率，不錘擊可避免產(chǎn)生根部裂紋）。
2.3.3以后各層焊道均采用焊接電流180 A，并做鋸齒形運(yùn)條。每焊完一道焊縫，及時(shí)清理熔渣，并進(jìn)行錘擊，以消除可能出現(xiàn)的焊接應(yīng)力。
2.3.4蓋面焊時(shí)，焊道要高出母材2-3 mm，焊后不錘擊，以防止出現(xiàn)表面裂紋、表面硬脆。
2.4焊后處理
焊接結(jié)束后立即進(jìn)行回火處理，回火溫度控制在680℃左右。熱處理結(jié)束后進(jìn)行加工，加工方法是現(xiàn)場安裝車刀架，進(jìn)行切削加工，把焊接修復(fù)部位車削至規(guī)定尺寸。
3、結(jié)束語
我廠的1#四輥破碎機(jī)下部輥?zhàn)映霈F(xiàn)裂紋，采取了此種焊接修復(fù)方法后，已使用三個(gè)月，沒有出現(xiàn)異常，實(shí)踐證明，ZC35CrMnSi鋼雖然淬硬傾向較大，但只要采用合理的焊接工藝，進(jìn)行焊接修復(fù)是可行的。
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