專(zhuān)利名稱(chēng)：一種包絡(luò)線曲面矯直輥堆焊修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種包絡(luò)線曲面矯直輥的修復(fù)，尤其涉及ー種包絡(luò)線曲面矯直輥堆焊修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
矯直輥是鋼材生產(chǎn)中矯直機(jī)不可缺少的エ藝備件。其主要功能是對(duì)管(棒)材進(jìn)行矯直。在矯直鋼管和型鋼時(shí)，矯直輥在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中管(棒)材ー邊前進(jìn)，一邊在此過(guò)程中承受均勻的徑向力和軸向力，這樣管(棒)材 就可以在徑向和軸向發(fā)生連續(xù)的塑性變形與彈性變形，從而達(dá)到矯直和降低管(棒)材不柱度的目的；同時(shí)對(duì)管(棒)材表面也起到了光潔和增加強(qiáng)度的作用。在此過(guò)程中，矯直輥曲面的形狀對(duì)矯直效果有直接影響，以圓弧或者雙曲線制作的輥形在應(yīng)用時(shí)會(huì)造成與管棒型材點(diǎn)接觸，從而出現(xiàn)打滑或者劃傷管棒型材的現(xiàn)象，而且鋼管型材橢圖度及直線度都存在較大誤差，有的管材表面明顯存在螺旋線。另外，在矯直吋，孔型表面與鋼材直接接觸，在壓應(yīng)カ的作用下承受滾動(dòng)和滑動(dòng)摩擦，又直接與鋼材表面硬度很高的氧化鐵皮接觸，所以磨損嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對(duì)上述問(wèn)題提出來(lái)的，其目的是提供ー種エ藝簡(jiǎn)單，修復(fù)后矯直輥表面平整光滑、耐磨性良好，洛氏硬度HRC55以上；保證矯直輥包絡(luò)線曲面形狀，延長(zhǎng)使用壽命、降低維修成本的ー種包絡(luò)線曲面矯直輥堆焊修復(fù)方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是
ー種包絡(luò)線曲面矯直輥堆焊修復(fù)方法，包括以下步驟
(1)、制作包絡(luò)線曲面樣板現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定待修復(fù)的包絡(luò)線曲面矯直輥與管材夾角、管材直徑、包絡(luò)線曲面矯直輥輥腰半徑，根據(jù)包絡(luò)線原理，即包絡(luò)線是每條線都有至少一點(diǎn)相切一條曲線的曲線族原理，制作包絡(luò)線曲面樣板；
(2)、對(duì)待修復(fù)的包絡(luò)線曲面矯直輥本身進(jìn)行成分檢測(cè)為后續(xù)步驟確定合適的堆焊材料和熱處理溫度；
(3)、焊前預(yù)熱處理預(yù)熱處理的加熱溫度為350°C 400°C，以熱延伸率每小時(shí)40mm 60mm計(jì)算,加熱時(shí)間為8h IOh,保溫時(shí)間IOh 12h ；
(4)、堆焊過(guò)渡層根據(jù)步驟(2)測(cè)定的化學(xué)成分選定堆焊材料，且選用具有良好塑、韌性的堆焊焊絲進(jìn)行過(guò)渡堆焊，過(guò)渡層堆焊厚度為4mm 5mm，堆焊層間溫度控制在300°C 350 0C ；
(5)、堆焊工作層根據(jù)步驟(2)測(cè)定的化學(xué)成分選定堆焊材料，且選用具有優(yōu)良的耐金屬間磨損、抗沖擊性能以及耐冷熱疲勞性能的埋弧堆焊藥芯焊絲進(jìn)行工作堆焊，堆焊過(guò)程電流控制在400A 500A，電壓28V 32V ;焊接速度420mm/min 450mm/min ;焊絲伸出30 mm 35mm,堆焊過(guò)程中隨時(shí)用樣板測(cè)試,保證單邊直徑高出原始尺寸3 mm ^5mm ；
(6)、對(duì)修復(fù)后的包絡(luò)線曲面矯直輥的外形進(jìn)行加工采用硬質(zhì)合金刀頭進(jìn)行車(chē)削加工后，再用拋光盤(pán)拋光；
(7)、產(chǎn)品檢測(cè)采用便攜式硬度計(jì)測(cè)定產(chǎn)品洛氏硬度，硬度值±2以內(nèi)；探傷檢測(cè)修復(fù)后的包絡(luò)線曲面矯直輥輥身堆焊層有無(wú)沙眼、裂紋、氣孔等缺陷，檢測(cè)合格的，包裝入庫(kù)即可，如發(fā)現(xiàn)缺陷，需返回步驟(3)再次加工，直至合格為止。所述的步驟(3)之前還包括將待修復(fù)的包絡(luò)線曲面矯直輥進(jìn)行車(chē)削加工，去除曲面矯直輥本身直徑疲勞層，車(chē)削厚度單邊直徑大于10mm，以便有足夠的過(guò)渡層和工作層余量，加工過(guò)程中盡量保證包絡(luò)線外部形狀，便于堆焊過(guò)程中堆焊層均勻。所述的步驟(3)之前還包括對(duì)待修復(fù)的包絡(luò)線曲面矯直輥進(jìn)行探傷檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)輥身存在內(nèi)部裂紋缺陷，則不再進(jìn)行堆焊修復(fù)工作；如果探傷檢測(cè)正常，準(zhǔn)備預(yù)熱加工。所述的步驟(6)之前還包括對(duì)修復(fù)后的包絡(luò)線曲面矯直輥進(jìn)行焊后消除內(nèi)應(yīng)カ處理，以熱延伸率每小時(shí)40mm 60mm計(jì)算，將包絡(luò)線曲面矯直輥加熱至溫度520°C 550°C，保溫4 h 8 h，隨爐冷卻至室溫。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)效果
本發(fā)明的包絡(luò)線曲面矯直輥堆焊修復(fù)方法，エ藝簡(jiǎn)単，修復(fù)后包絡(luò)線曲面矯直輥表面平整光滑，具有良好的韌性和耐磨性，達(dá)到洛氏硬度HRC55以上；且保證包絡(luò)線曲面矯直輥包絡(luò)線曲面形狀，延長(zhǎng)其使用壽命、降低維修成本，最大限度的提高矯直機(jī)在鋼材生產(chǎn)中的使用效果，保證生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量。


圖I是本發(fā)明ー種包絡(luò)線曲面矯直輥堆焊修復(fù)方法的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一歩詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不受具體的實(shí)施例所限制，以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。另外，以不違背本發(fā)明技術(shù)方案的前提下，對(duì)本發(fā)明所作的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易實(shí)現(xiàn)的任何改動(dòng)或改變都將落入本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。實(shí)施例I
ー種包絡(luò)線曲面矯直輥堆焊修復(fù)方法，包括以下步驟
制作包絡(luò)線曲面樣板現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定待修復(fù)的包絡(luò)線曲面矯直輥與管材夾角、管材直徑、包絡(luò)線曲面矯直輥輥腰半徑，根據(jù)包絡(luò)線原理，即包絡(luò)線是每條線都有至少一點(diǎn)相切一條曲線的曲線族原理，制作包絡(luò)線曲面樣板；
現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定并了解待修復(fù)包絡(luò)線曲面矯直輥在工作時(shí)與待矯直管材形成的角度α、待矯直管材半徑r，包絡(luò)線曲面矯直輥輥腰半徑R。依據(jù)測(cè)定數(shù)值，根據(jù)包絡(luò)線原理，以包絡(luò)線曲面矯直輥與待矯直管材之間互相接觸旋轉(zhuǎn)形成空間曲線為依據(jù)，用曲線作為母線繞包絡(luò)線曲面矯直輥中心軸線旋轉(zhuǎn)的曲面為包絡(luò)線曲面矯直輥曲面，將包絡(luò)線曲面矯直輥的輥身長(zhǎng)度均分成η份，選取管材截面位置在輥身上的位移點(diǎn)，利用CAD制圖功能和包絡(luò)線是每條線都有至少一點(diǎn)相切一條曲線的曲線族原理，制作CAD圖紙,用線切割切成4mm 6mm厚樣板作為中間過(guò)程及結(jié)束過(guò)程加工樣板。對(duì)待修復(fù)的包絡(luò)線曲面矯直輥本身進(jìn)行成分檢測(cè)為后續(xù)步驟確定合適的堆焊材料和熱處理溫度；
首先在待修復(fù)的包絡(luò)線曲面矯直輥表面鉆取粉末進(jìn)行定性分析，再進(jìn)行定量分析。以便根據(jù)原基材的材料確定合適的堆焊材料和熱處理溫度，防止后續(xù)堆焊過(guò)程中出現(xiàn)瑕疵。將待修復(fù)的包絡(luò)線曲面矯直輥進(jìn)行車(chē)削加工，去除曲面矯直輥本身直徑疲勞層，車(chē)削厚度單邊直徑大于10mm，以便有足夠的過(guò)渡層和工作層余量，如果發(fā)現(xiàn)表面仍有缺陷，繼續(xù)加工，直至肉眼看無(wú)缺陷，加工過(guò)程中盡量保證包絡(luò)線外部形狀，便于堆焊過(guò)程中堆焊層均勻，必要時(shí)候用所述的制作包絡(luò)線曲面樣板檢測(cè)，估算切削厚度。對(duì)待修復(fù)的包絡(luò)線曲面矯直輥進(jìn)行探傷檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)輥身存在內(nèi)部裂紋缺陷，則不再進(jìn)行堆焊修復(fù)工作；如果探傷檢測(cè)正常，準(zhǔn)備預(yù)熱加工。焊前預(yù)熱處理預(yù)熱處理的加熱溫度為350°C 400°C，以熱延伸率每小時(shí)40mm 60mm計(jì)算,加熱時(shí)間為8h IOh,保溫IOh 12h ；
堆焊過(guò)渡層根據(jù)待修復(fù)的包絡(luò)線曲面矯直輥本身進(jìn)行成分檢測(cè)，測(cè)定的化學(xué)成分選定堆焊材料，選用具有良好塑、韌性的堆焊焊絲進(jìn)行過(guò)渡堆焊，目的是稀釋高碳鋼碳含量，保證工作層堆焊質(zhì)量。過(guò)渡層堆焊厚度為4mm 5mm，堆焊層間溫度控制在300°C 350°C;
堆焊工作層根據(jù)待修復(fù)的包絡(luò)線曲面矯直輥本身進(jìn)行成分檢測(cè)，測(cè)定的化學(xué)成分選定堆焊材料，選用具有優(yōu)良的耐金屬間磨損、抗沖擊性能以及耐冷熱疲勞性能的埋弧堆焊藥芯焊絲進(jìn)行工作堆焊，堆焊過(guò)程電流控制在400A 500A，電壓28V 32V ;焊接速度42(T450mm/min ;焊絲伸出30mm 35mm,堆焊過(guò)程中隨時(shí)用樣板測(cè)試,保證單邊直徑高出原始尺寸3 mm ^5mm.
對(duì)修復(fù)后的包絡(luò)線曲面矯直輥進(jìn)行焊后消除內(nèi)應(yīng)カ處理，以熱延伸率每小時(shí)40mm 60mm計(jì)算，將包絡(luò)線曲面矯直輥加熱至溫度520°C 550°C，保溫4 h 8 h，隨爐冷卻至室溫。對(duì)修復(fù)后的包絡(luò)線曲面矯直輥的外形進(jìn)行加工采用硬質(zhì)合金刀頭進(jìn)行車(chē)削加工后，再用拋光盤(pán)拋光；
產(chǎn)品檢測(cè)，使用便攜式硬度計(jì)測(cè)定產(chǎn)品洛氏硬度，硬度值±2以內(nèi)；探傷檢測(cè)修復(fù)后的包絡(luò)線曲面矯直輥輥身堆焊層有無(wú)沙眼、裂紋、氣孔等缺陷，檢測(cè)合格的，包裝入庫(kù)即可，如發(fā)現(xiàn)缺陷，需返回焊前預(yù)熱處理步驟再次加工，直至合格為止。本發(fā)明對(duì)包絡(luò)線曲面矯直輥堆焊的具體修復(fù)過(guò)程
現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量待修復(fù)的包絡(luò)線曲面矯直輥工作時(shí)與管材形成的角度為24°，待矯直的管材半徑為40mm，包絡(luò)線曲面矯直輥輥腰半徑為160mm。依據(jù)測(cè)定數(shù)值，將包絡(luò)線曲面矯直輥輥身長(zhǎng)度均勻分成20份，選取待矯直的管材截面位置在包絡(luò)線曲面矯直輥輥身上的位移點(diǎn)，利用CAD制圖功能和包絡(luò)線是每條線都有至少一點(diǎn)相切一條曲線的曲線族原理，制作CAD圖紙。用線切割切割6_厚樣板作為中間過(guò)程及結(jié)束過(guò)程加工樣板。在包絡(luò)線曲面矯直輥表面鉆取粉末，定性分析原母材含有C、Si、Cr成分，采用化學(xué)分析方法測(cè)定C含量為O. 945%，Si含量為I. 22%，Cr含量為I. 2197%。因此，選用上海YIYAN科技有限公司的Yiyan226焊絲、配HJ260焊劑進(jìn)行過(guò)渡層堆焊；堆焊層間溫度控制在300°C 350°C。選用上海YIYAN科技有限公司的Yiyan255焊絲、配HJ170焊劑進(jìn)行エ作層堆焊；堆焊層間溫度控制在300°C 350°C。將包絡(luò)線曲面矯直輥進(jìn)行車(chē)削加工，單邊車(chē)削15mm左右，檢測(cè)表面無(wú)缺陷，停止切削。進(jìn)行探傷檢測(cè)，正常。判斷可以進(jìn)行堆焊修復(fù)處理。將切削后エ件包絡(luò)線曲面矯直輥放置在加熱爐內(nèi)，設(shè)定預(yù)熱溫度為380°C，6小時(shí)升溫結(jié)束，保溫10小吋。采用用上海 ΥΑΝ科技有限公司生產(chǎn)的的Yiyan226焊絲、配HJ260焊劑進(jìn)行過(guò)渡層堆焊。焊絲直徑4. Omm,堆焊電流400A 500A ；電壓28V 32V ;焊接速度450mm/min ；單邊堆焊厚度6mm，樣板檢測(cè)堆焊尺寸滿足要求，形狀與樣板一致。采用上海 ΥΑΝ科技有限公司的Yiyan255焊絲、配HJ170焊劑進(jìn)行工作層堆焊，堆焊電流控制在400 A 500A ；電壓28V 32V ;焊接速度450mm/min ;單邊堆焊厚度12mm左右，用卡鉗及樣板檢測(cè)堆焊尺寸滿足要求，肉眼觀察表面堆焊質(zhì)量良好。 將堆焊后的エ件包絡(luò)線曲面矯直輥放置在加熱爐內(nèi)，設(shè)定溫度550°C，8小時(shí)升溫結(jié)束，保溫6小吋。隨爐冷卻至室溫后進(jìn)行車(chē)削加工。車(chē)削使用YT726硬質(zhì)合金刀頭進(jìn)行加工，切削過(guò)程中隨時(shí)用樣板監(jiān)測(cè)，保證包絡(luò)線曲面矯直輥輥身外形與樣板吻合。再用拋光盤(pán)拋光，滿足輥身要求光潔度。表面探傷輥身堆焊層無(wú)焊接缺陷。采用本發(fā)明修復(fù)后的包絡(luò)線曲面矯直輥，堆焊層組織在金相顯微鏡下觀察可以看至|J，奧氏體和馬氏體基體上均勻分布?jí)K狀和條狀的M7C3和菊花狀的M2C形共晶碳化物，用便攜式硬度計(jì)測(cè)試，均值為HRC55. 6，極差為2. 9，具有良好的韌性和耐磨性。其修復(fù)價(jià)格僅為GCrl5、9CrSi材質(zhì)的新包絡(luò)線曲面矯直輥的2/3左右，而實(shí)際使用壽命是GCrl5、9CrSi材質(zhì)的新包絡(luò)線曲面矯直輥的I. 5倍以上。
權(quán)利要求
1.一種包絡(luò)線曲面矯直輥堆焊修復(fù)方法，其特征在于包括以下步驟 (1)、制作包絡(luò)線曲面樣板現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定待修復(fù)的包絡(luò)線曲面矯直輥與管材夾角、管材直徑、包絡(luò)線曲面矯直輥輥腰半徑，根據(jù)包絡(luò)線原理，即包絡(luò)線是每條線都有至少一點(diǎn)相切一條曲線的曲線族原理，制作包絡(luò)線曲面樣板； (2)、對(duì)待修復(fù)的包絡(luò)線曲面矯直輥本身進(jìn)行成分檢測(cè)為后續(xù)步驟確定合適的堆焊材料和熱處理溫度； (3)、焊前預(yù)熱處理預(yù)熱處理的加熱溫度 為350°C 400°C，以熱延伸率每小時(shí)40mm 60mm計(jì)算,加熱時(shí)間為8h IOh,保溫時(shí)間IOh 12h ； (4)、堆焊過(guò)渡層根據(jù)步驟(2)測(cè)定的化學(xué)成分選定堆焊材料，且選用具有良好塑、韌性的堆焊焊絲進(jìn)行過(guò)渡堆焊，過(guò)渡層堆焊厚度為4_ 5_，堆焊層間溫度控制在300°C 350 0C ； (5)、堆焊工作層根據(jù)步驟(2)測(cè)定的化學(xué)成分選定堆焊材料，且選用具有優(yōu)良的耐金屬間磨損、抗沖擊性能以及耐冷熱疲勞性能的埋弧堆焊藥芯焊絲進(jìn)行工作堆焊，堆焊過(guò)程電流控制在400A 500A，電壓28V 32V ;焊接速度420mm/mirT450mm/min ;焊絲伸出30mm 35mm,堆焊過(guò)程中隨時(shí)用樣板測(cè)試,保證單邊直徑高出原始尺寸3 mm ^5mm ； (6)、對(duì)修復(fù)后的包絡(luò)線曲面矯直輥的外形進(jìn)行加工采用硬質(zhì)合金刀頭進(jìn)行車(chē)削加工后，再用拋光盤(pán)拋光； (7)、產(chǎn)品檢測(cè)采用便攜式硬度計(jì)測(cè)定產(chǎn)品洛氏硬度，硬度值±2以內(nèi)；探傷檢測(cè)修復(fù)后的包絡(luò)線曲面矯直輥輥身堆焊層有無(wú)沙眼、裂紋、氣孔等缺陷，檢測(cè)合格的，包裝入庫(kù)即可，如發(fā)現(xiàn)缺陷，需返回步驟(3)再次加工，直至合格為止。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種包絡(luò)線曲面矯直輥堆焊修復(fù)方法，其特征在于所述的步驟(3)之前還包括將待修復(fù)的包絡(luò)線曲面矯直輥進(jìn)行車(chē)削加工，去除曲面矯直輥本身直徑疲勞層，車(chē)削厚度單邊直徑大于10mm，以便有足夠的過(guò)渡層和工作層余量，加工過(guò)程中盡量保證包絡(luò)線外部形狀，便于堆焊過(guò)程中堆焊層均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種包絡(luò)線曲面矯直輥堆焊修復(fù)方法，其特征在于所述的步驟(3)之前還包括對(duì)待修復(fù)的包絡(luò)線曲面矯直輥進(jìn)行探傷檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)輥身存在內(nèi)部裂紋缺陷，則不再進(jìn)行堆焊修復(fù)工作；如果探傷檢測(cè)正常，準(zhǔn)備預(yù)熱加工。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種包絡(luò)線曲面矯直輥堆焊修復(fù)方法，其特征在于所述的步驟(6)之前還包括對(duì)修復(fù)后的包絡(luò)線曲面矯直輥進(jìn)行焊后消除內(nèi)應(yīng)力處理，以熱延伸率每小時(shí)40 mm 60mm計(jì)算，將包絡(luò)線曲面矯直輥加熱至溫度520°C 550°C，保溫4h 8 h,隨爐冷卻至室溫。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種包絡(luò)線曲面矯直輥堆焊修復(fù)方法。包括以下步驟(1)、制作包絡(luò)線曲面樣板；(2)、對(duì)待修復(fù)的包絡(luò)線曲面矯直輥本身進(jìn)行成分檢測(cè)；(3)、焊前預(yù)熱處理；(4)、堆焊過(guò)渡層；(5)、堆焊工作層；(6)、對(duì)修復(fù)后的包絡(luò)線曲面矯直輥的外形進(jìn)行加工；(7)、產(chǎn)品檢測(cè)。本發(fā)明的包絡(luò)線曲面矯直輥堆焊修復(fù)方法，工藝簡(jiǎn)單，修復(fù)后包絡(luò)線曲面矯直輥表面平整光滑，具有良好的韌性和耐磨性，達(dá)到洛氏硬度HRC55以上；且保證包絡(luò)線曲面矯直輥包絡(luò)線曲面形狀，延長(zhǎng)其使用壽命、降低維修成本，最大限度的提高矯直機(jī)在鋼材生產(chǎn)中的使用效果，保證生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號(hào)B23K9/04GK102848049SQ20121032615
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者齊彥峰, 宋焯, 李偉明, 袁進(jìn)偉 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)哈維爾表面工程技術(shù)有限公司