浅谈冶金机械设备维修中的堆焊技术

[摘 要]如今，冶金工业在我国经济中发挥的作用越来越重要。其作用的施展，离不开众多机械设备的共同运转。如此之多的设备，需要经常的维护与维修，才能尽可能的延长其使用寿命，这时就要用到堆焊技术等维修技术。本文主要探讨冶金机械设备维修中的堆焊技术，对机械设备的维修具有一定的现实意义以及指导意义。

[关键词]冶金 机械设备 维修 堆焊

中图分类号：TG455 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）20-0091-01

一、堆焊技术研究背景

冶金工业是我国生产原材料的基础部门，它为农业、工业、运输业以及国防建设等部门提供原材料，在国民经济发展中发挥着巨大的作用。冶金工业是指对矿石进行挖掘、挑选、烧炼、冶炼和把金属轧制成材的工业部门。它主要包括：生产铁、锰、铬及其合金的金属工业即黑色冶金工业和有色金属工业。因它的基础地位以及特殊作用，其拥有专用设备，包括散料输送设备、流体输送设备、冶金传热设备、混合装置、搅拌装置、固体与液体分离设备、萃取交换设备、蒸发和结晶设备、电解设备、干燥设备、燃烧装置、焙烧以及烧结设备、熔炼设备、烟气收尘设备以及净化等设备。

如此之多的设备，需要经常的维护与维修，才能保持机械的正常运转，尽可能的延长其使用寿命。机械的维护与维修包括机器的日常保养（预防故障）和及时修理（排除故障）。在日常保养和维修中，大部分的工厂将其注意力重点放在机械的磨损上面。而机械磨损包括：初期磨损、正常磨损以及事故磨损等三个阶段。为了有效预防以及修复机械磨损，就需要用到焊接等技术。堆焊技术因其简便、快速、经济的特性，在多种焊接方法中脱颖而出，被广泛地运用于冶金机械设备维修中，并日益在机械设备维修中占有重要地位。

二、堆焊技术介绍

堆焊技术是指将一些耐磨损、耐腐蚀、可使用时间长的金属采用特殊方法，融化在机械设备零件磨损的地方，使之形成双层金属面，对零件进行有效保护。它通常被用来修复冶金机械设备零件的磨损和崩裂部分，也可用来强化设备材料、零件的表层。

我国于20世纪50年代开始研究堆焊技术，刚开始主要是用来修复设备零件的大小规格及样式，在随后十多年开始把修复零件的大小样式和零件表面性能的强化以及改性技术结合起来，使其形成一个专门的焊接技术正式发展起来。到70年代末至改革开放以来，堆焊技术的应运从修理行业逐渐推广到机械制造业，它的使用范围有所扩大。90年代以来，新技术如焊丝技术等的运用以及成分中含有合金率高的、高硬度的材料的使用，极大的推动了堆焊技术的发展，使堆焊技术的发展进入到巅峰时期。

堆焊与一般的焊接技术相比，在热过程、冶金以及堆焊金属的凝固结晶等方面，并没有特别大的差别。但因其目的是为了获得特定金属性能的表层，而具有更加广阔的使用空间。为了更好的使用堆焊技术，我们必须做到以下几方面：1）按照技术说明，根据零件的工作性质，合理地选择恰当的堆焊金属；2）在选择堆焊方法时，要以降低稀释率为首要前提；3）选择堆焊的金属材料应与原零件材料性能相同或相近。同时，也应考虑零件自身焊接修复的使用效果以及经济成本。

三、堆焊技术的应用

在冶金行业中，一些机械设备长时间处于高温运行状态下，零件损耗十分严重，工作环境相当恶劣。在这些设备中，高炉炉顶装料系统中的料钟式高炉料钟和无料钟式布料流槽等是典型的易损耗的机械设备零件。堆焊技术的应用，可有效提高设备零件的抗高温、抗冷热疲劳性能，延长机械设备的使用时间。

（一）高炉炉顶装料系统

冶金工业的冶金炉顶装料系统分为料钟式和无料钟式两种。

料钟式高炉有密封带和保护带两个耐高温耐磨处理地带，这是堆焊技术的重点使用地方。根据该机械的特性，研发人员将其运用的堆焊材料由原先的D667焊条替换为ZD5焊条，性能有了一定提高。例如：D667焊条属于高铬铸铁型，抗裂性能比较差，但是密封带需要有一定的密封性，D667焊条不能很好的达到密封带的要求，并且返修的概率太高，因此采用ZD5焊条来代替它，ZD5虽然耐磨性差，但其抗裂性强，不需要预热，且焊接的工艺以及操作都特别简单。所以在料钟式高炉的堆焊中得到了推广。

无料钟式高炉温度在600到700摄氏度，其机械设备磨损严重。因此，必须选择使用耐高温耐磨损的材料来制造机械设备。无料钟布料流槽若全部使用耐高温耐磨损的材料制造，就会增加制造成本，给冶金工厂带来沉重的负担。因此，为了降低成本，就需要使用堆焊技术，在机械表面使用耐高温耐磨损的材料来降低其磨损率。这里采用的是复合耐磨堆焊技术，即使用低碳钢和低合金钢焊接，对机械设备表面进行有效防护。采用这种方法有利于延长该类机械的使用期限。

（二）风机叶片

现在我国的炼钢炉主要采用风机叶轮来进行灰尘处理，由于恶劣的工作环境，风叶叶片特别容易遭受磨损以及腐蚀，大多数的使用寿命只能达到125天，最多达到167天就要报废。因此，大多数工厂主要采用堆焊方法来进行机械设备的修理，选用高铬合金EDZCR型焊条，其拥有高硬度、高耐磨损性等特性，可有效延长风机叶轮的使用期限。

（三）齿轮

齿轮是现代工业十分常见的基础零件，它在机械传动及其他领域中运用很是普遍。但随之出现的问题是：因磨损过于厉害而报废的齿轮越来越多。齿面磨损是指相对于开式齿轮传动或含有不清洁的油的闭式齿轮传动，由于啮合齿面间的相对滑动，使一些较硬的磨粒进入了摩擦表面，从而使齿轮轮廓改变，侧面缝隙变大，导致齿轮过度变薄而断裂。因此，修复齿轮的磨损需要用到堆焊技术。

齿轮多使用低碳合金钢，同时采用碳、氮渗透以及淬火等活血热处理来进行制造，

（四）轧辊

轧辊是炼钢厂轧钢机上的主要机械设备，运用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾材料。它承受了强大的压制力 ，十分强烈的磨损和热疲劳影响，其在温度高的情况下工作，并且允许一定程度的直径磨损，所以对表面硬度要求不高，但必须有较高的强度，韧性和耐热性。轧辊促使金属塑造形状以及改变形状，是决定机器效率和材料质量的重要零件。

轧辊堆焊是在韧性较好的辊芯上使用各种堆焊方法制造和修复轧辊，可以使用多次堆焊来使轧辊重复利用，增加轧辊的 寿命，提高轧机的工作效率，增强轧材的产品质量。 轧辊的材质决定了它可以进行焊接，其堆焊使用的方法有埋弧自动焊、电渣焊、气体保护焊和喷焊等等，在焊接中主要使用埋弧自动焊法。其分为丝极埋弧焊和带极埋弧焊两大类；丝极埋弧焊又可以分为实芯焊丝和药芯焊丝。经常使用的堆焊材料有实芯焊丝、药芯焊丝和焊带。我们在选择堆焊材料时需要考虑各种各样复杂的因素，究其原因是因为各类轧辊的工作条件差距特别大，在优先考虑材料的硬度基础上，还应考虑材料的耐磨性、耐蚀性、抗脱落能力、抗高温以及加工性等几方面的特性。每种轧辊在存在磨损需要修复的情况下，必须进行仔细观察，找出其磨损的主要形式，根据其多方面特性，才能够进行正确的选材。在正确选材的基础上，选择合适的堆焊技术，采用恰当的焊后处理，才能延长轧辊的使用期限。

（五）其它

随着科技的发展以及国内外其他产业的带动，又研究出了宽带极堆焊以及激光堆焊等新的堆焊技术，带来了十分可观的经济效益。

四、结语

在当前“可持续发展”以及科学发展观的理念的倡导下，堆焊技术将有长远的发展空间。并且随着生产成本的不断提高，冶金工业的注意力会不断放在各种耗损的零件上面，更加注重利用高新技术来延长机械设备的使用期限，尽可能的提高机器的使用时间，降低机械设备生产成本，提高生产效益。利用堆焊技术，可实现机械设备的二次甚至多次使用，增加机械的重复使用率，符合绿色低碳经济的要求。

为了达到上述目的，要求冶金行业必须不断学习各种新的知识，密切关注国际以及其他行业堆焊技术的前沿知识，不断研发出各种堆焊工艺，为实现社会主义建设新局面做出自己应有的贡献。

参考文献

[1] 刘凌.冶金机械设备质量管理与维护[J].中国管理信息化；2015年11期.

[2] 刘瑜.冶金机械设备维修中的堆焊技术分析[J].化工管理；2015年30期.