[發明專利]一種結晶器足輥表面堆焊工藝及工件裝夾工裝

有效

• 申請號: 201710546846.9
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107414326B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 李麗梅;張志國;張欣;樊偉;張學星
• 申請（專利權）人: 承德新新機械制造有限公司
• 主分類號: B23K31/00
• 分類號: B23K31/00;B23K37/00;B23K37/04
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;雷秋芬

一種結晶器足輥表面堆焊工藝及工件裝夾工裝，屬于焊接工藝技術領域。所述結晶器足輥表面堆焊工藝以埋弧自動焊方法在工件表面實施堆焊作業，包括下列操作步驟：a、焊前加工；b、工件裝夾；c、過渡層分段堆焊；d、工件冷卻；e、第一遍耐磨層堆焊；f、第二遍耐磨層堆焊；g、焊后熱處理。本發明通過對現有堆焊工藝及工件裝夾工裝的改進，達到了減少工件彎曲變形、改善工件表面硬度均勻性、提高工件修復后抗疲勞強度的目的。

技術領域

本發明涉及一種金屬表面堆焊工藝及工裝夾具，尤其是一種連鑄機結晶器足輥表面堆焊工藝及工件裝夾工裝，屬于焊接工藝技術領域。

背景技術

結晶器是連續鑄鋼過程中鑄坯成型設備的重要部件，被稱之為連鑄機設備的“心臟”，它的功能是將連續不斷地注入內腔的高溫鋼水通過水冷銅壁強制冷卻，導出其熱量，使之逐漸凝固為具有所要求的斷面形狀和坯殼厚度的鑄坯，并使這種芯部仍為液態的鑄坯連續不斷地從結晶器下口拉出，為其在以后的二冷區內完全凝固創造條件。足輥是結晶器中的重要組成部分，位于連鑄機結晶器的下方，由于工作狀態時鑄坯溫度在800℃以上，足輥的輥面會受到高溫、擠壓、磨損、氣蝕等作用，因此對足輥輥面的硬度和強度提出了較高的要求。

堆焊是用電焊或氣焊方法把金屬熔化后堆在工件上的焊接工藝，堆焊作為材料表面改性的一種經濟而快速的工藝方法，越來越廣泛地應用于機械設備零件的制造和修復中。但是采用現有的堆焊工藝及工件裝夾工裝進行上述結晶器足輥生產時，因足輥的直徑較小，軸向尺寸較長，以連續作業方式從頭至尾實施堆焊操作，存在工件彎曲變形大、表面硬度不均勻、抗疲勞強度低等缺陷。

發明內容

本發明提供一種結晶器足輥表面堆焊工藝及工件裝夾工裝，旨在通過對現有堆焊工藝及工件裝夾工裝的改進，達到減少工件彎曲變形、改善工件表面硬度均勻性、提高工件抗疲勞強度的目的。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種結晶器足輥表面堆焊工藝，以埋弧自動焊方法在工件表面實施堆焊作業，按下列步驟操作：

a、焊前加工：選用直徑為D1的圓鋼原料，進行車削加工，得到外徑為D2，內徑為d的套管工件，并在工件兩端留出長度尺寸為L的導槽；

b、工件裝夾：將工件兩端裝夾在堆焊設備的卡盤上；

c、過渡層分段堆焊：將工件分成A、B、C、D四段，采用過渡層專用焊絲從工件中間部位向兩端堆焊，首先進行工件B、C段的堆焊操作，并用紅外線測溫儀進行溫度測量，超出設定的層間溫度范圍時，停止此段堆焊，在工件B、C段堆焊完成后，按同樣方法進行工件A、D段堆焊操作，由此完成過渡層的堆焊；

d、工件冷卻：將完成過渡層堆焊的工件放入保溫箱緩慢冷卻至室溫；

e、第一遍耐磨層堆焊：采用耐磨層專用焊絲，按照步驟c的順序，完成第一遍耐磨層的堆焊；

f、第二遍耐磨層堆焊：重復步驟e，完成第二遍耐磨層的堆焊；

g、焊后熱處理：將工件緩慢冷卻至50℃以下，再進行焊后熱處理，熱處理溫度為550±10℃，保溫時間為10小時，此后按照圖紙要求進入焊后加工過程。

上述結晶器足輥表面堆焊工藝，在步驟a中，圓鋼原料的材質為42CrMo，D1＝100mm，車削加工后，工件外徑D2＝92mm，內徑為d＝45mm，工件兩端導槽長度L＝6mm。

上述結晶器足輥表面堆焊工藝，所述過渡層專用焊絲為0Cr17焊絲；所述耐磨層專用焊絲為Ni4焊絲，所述0Cr17焊絲和Ni4焊絲直徑均為φ3.2mm。

上述結晶器足輥表面堆焊工藝，在步驟c中，設定的層間溫度范圍在150-250℃之間。

上述結晶器足輥表面堆焊工藝，焊接電流為250-350A，焊接電壓為25-32V。