高爐料鐘、料斗配合表面自動(dòng)埋弧堆焊焊接工藝
| 濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司第一煉鐵廠(簡稱濟(jì)鋼第一煉鐵廠)高爐爐頂裝料設(shè)備由受料漏斗、布料器(由小料斗和小料鐘等組成)和裝料器(由大料鐘、大料斗和氣封罩等組成)組成。料鐘及料斗是煉鐵設(shè)備的重要組成部分,由于設(shè)備啟動(dòng)和制動(dòng)頻繁,受載大,機(jī)械零件表面不斷受到爐料的沖擊和磨損。另外,隨著高溫高壓操作的推廣,裝料設(shè)備受到荒煤氣的沖刷和侵蝕越來越嚴(yán)重。料鐘及料斗零件配合表面不可避免地受到嚴(yán)重磨損,使其氣密性大大減弱,設(shè)備壽命也隨之縮短〔1〕。為提高料鐘、料斗的使用壽命,延長設(shè)備檢修周期,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,我們采用了自動(dòng)埋弧堆焊的辦法,對(duì)料鐘、料斗配合表面進(jìn)行堆焊,以提高其接合面的強(qiáng)度及耐磨性。經(jīng)過施工后,此設(shè)備完全適應(yīng)了煉鐵的生產(chǎn)要求,延長了使用壽命,并提高了生產(chǎn)效率。 1 焊前準(zhǔn)備 料鐘與料斗材質(zhì)均為ZG35,施焊時(shí)打底焊選用φ3.2mm的1Cr18Ni9Ti焊絲,填充焊選用φ3.2mm的3Cr2W8焊絲,焊前兩種焊絲均需除油、除水、除銹、除污。焊劑分別為HJ260、陶質(zhì)焊劑,使用前需進(jìn)行200～250℃烘干,1～1.5h保溫處理,以消除焊劑內(nèi)水分,且隨用隨取。施焊前需將零件坡口處的鐵銹、油污、水分等清理干凈,露出金屬光澤。 2 施焊 焊接工藝參數(shù)如表所示。 焊接工藝參數(shù)表 焊層 類別焊絲 牌號(hào)焊絲直徑 mm 焊劑 預(yù)熱溫度 ℃層間溫度 ℃極性 焊接電流 A電弧電壓 V焊接速度 m/h 打底焊1Cr18Ni9Ti3.2HJ260300～400300～400反接320～35038～3938～40 填充焊3Cr2W83.2陶質(zhì)300～400300～400反接320～35038～3938～40 2.1 焊前預(yù)熱 施焊前設(shè)計(jì)并制造兩個(gè)工裝設(shè)備,其構(gòu)造如圖1所示。堆焊料鐘時(shí)應(yīng)在整個(gè)焊件及工裝外部搭上一金屬結(jié)構(gòu)架,然后在架子頂部鋪上厚厚的石棉層,以防止因堆焊時(shí)焊件加熱溫度高而影響焊工操作，同時(shí)需在架子上開一焊接施工孔,尺寸不宜過大,便于施工即可。堆焊料斗時(shí)則需將焊機(jī)置于一適當(dāng)鋼板上,焊工站立操作，焊機(jī)固定不動(dòng),然后將料鐘或料斗置于工件設(shè)備的三個(gè)滾輪架上,并以(38～40)m/h的轉(zhuǎn)速按圖1的方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn),同時(shí)用火焰將工件坡口處均勻升溫預(yù)熱至300～400℃。 2.2 焊接要求 (1)堆焊層不得有裂紋、氣孔、夾渣、未熔合、咬邊等缺陷。(2)加工后,兩工件配合表面硬度HRC不小于49。 2.3 打底焊 打底焊時(shí)采用HJ260焊劑和直徑為3.2mm的1Cr18Ni9Ti不銹鋼焊絲。采用1Cr18Ni9Ti為過渡層的目的是為減少合金層與母材金屬在焊接過程中由于局部過熱而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,避免焊縫金屬內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)裂紋等缺陷。施焊過程中工件需按38～40m/h的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),均勻而持續(xù)的加熱,溫度為300～400℃ 其中料鐘為下坡焊,為上坡焊〔2〕。施焊時(shí)首先從坡口寬度方向內(nèi)側(cè)起開始,依次向外側(cè)施焊。焊完一道焊縫,應(yīng)往外側(cè)方向移動(dòng)半自動(dòng)埋弧焊小車3～4mm,使此道焊縫壓住前一道焊縫的1/3左右。這樣可使焊縫連續(xù),且整個(gè)堆焊層焊縫均勻密布,表面光整,成形美觀。打底焊堆焊層厚度以7～10mm為宜。 2.4 填充焊 填充焊時(shí)采用φ3.2mm的3Cr2W8焊絲及陶質(zhì)焊劑。施焊時(shí)注意焊劑通道是否流暢,避免焊接時(shí)焊劑不連續(xù),使焊接熔池暴露在大氣當(dāng)中,以產(chǎn)生氣孔等缺陷。其操作方法與打底焊方法基本一致,直至堆焊層高出工件結(jié)合面3mm為止。 2.5 焊后保溫 料鐘或料斗堆焊完成后,應(yīng)繼續(xù)持續(xù)升溫至400～500℃,并繼續(xù)火焰加熱保溫,保溫時(shí)間為3～4h。保溫完成后,控制煤氣流量,緩慢冷卻,以避免由于驟冷引起的冷裂紋。 2.6 焊接質(zhì)量檢驗(yàn) 2.6.1 外觀檢測(cè) 過渡層焊后應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行目測(cè),檢查有無焊接裂紋及其它焊接缺陷,如發(fā)現(xiàn)有焊接缺陷的產(chǎn)生,應(yīng)用磨光機(jī)將其打磨干凈。堆焊層的每一道焊縫都需有專人負(fù)責(zé)目測(cè)檢查,無任何超標(biāo)缺陷再堆焊下一層,直至整個(gè)焊件完成。 2.6.2 磁粉探傷 整個(gè)焊接完成并加工后,對(duì)整個(gè)焊接部位進(jìn)行磁粉探傷,檢測(cè)與焊縫垂直方向有無縱向裂紋。 以上檢驗(yàn)過程中如果無裂紋、夾渣、咬邊、未熔合及氣孔等焊接缺陷,焊接質(zhì)量方視為合格。 3 幾點(diǎn)體會(huì) (1)料鐘、料斗配合表面自動(dòng)埋弧堆焊對(duì)焊接設(shè)備要求嚴(yán)格,所采用的埋弧焊機(jī)應(yīng)引弧容易,燃燒穩(wěn)定;施焊時(shí)不粘絲;焊縫成形美觀。為適應(yīng)料鐘、料斗上、下坡焊的要求,埋弧焊機(jī)應(yīng)體積小、重量輕、易移動(dòng)〔2〕。 (2)此種焊接方法對(duì)料鐘、料斗坡口尺寸要求嚴(yán)格,要求把坡口倒角加工成緩坡狀,以利于焊機(jī)送絲要求,避免產(chǎn)生咬邊或未熔合等焊接缺陷的產(chǎn)生。 (3)施焊過程中,施工人員應(yīng)分工明確,施焊與清渣各有專人負(fù)責(zé),以防止夾渣等缺陷。如焊接過程中出現(xiàn)熄火或粘絲等現(xiàn)象時(shí),應(yīng)及時(shí)關(guān)掉埋弧焊機(jī),然后將凸起的焊道端部或焊瘤用磨光機(jī)磨平,防止局部出現(xiàn)未熔合及夾渣等缺陷。 (4)焊接過程中,焊機(jī)只在坡口寬度方向上移動(dòng)。移動(dòng)時(shí)用手動(dòng),移動(dòng)距離5～7mm,而料鐘、料斗旋轉(zhuǎn)方向焊機(jī)不移動(dòng),從而降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了勞動(dòng)效率〔2〕。 4 結(jié)語 4.1 采用1Cr18Ni9Ti不銹鋼作為堆焊的過渡層,可以有效地避免母材ZG35合金向焊縫合金層擴(kuò)散,從而避免合金層與母材金屬因內(nèi)應(yīng)力集中而產(chǎn)生內(nèi)裂紋。 4.2 采用3Cr2W8合金作為堆焊層,可使焊縫金屬隨著Cr、W等元素的含量增加,使其常溫硬度、紅硬性、高溫硬度及高溫耐磨性均得到提高。 4.3 焊前預(yù)熱、施焊加熱以及焊后保溫等措施對(duì)于避免焊縫產(chǎn)生內(nèi)外裂紋均有重要作用。 4.4 此焊接工藝解決了手工電弧堆焊施工難度大、焊接成本高、勞動(dòng)效率低以及焊接質(zhì)量差等缺點(diǎn)。其操作簡單易學(xué),值得推廣。 |
