冷轧辊辊轴的焊接修复
北满特钢股份有限责任公司(黑龙江省齐齐哈尔市161041)刘丽莹赵威徐艳敏我厂生产的小型冷轧辊其材质为9Cr2Mo，在
产品成形加工时由于不慎将轧辊的两端轴径加工过
大与技术要求相差10mm，导致这批共24支近4t
重的冷轧辊处于报废状态，直接经济损失达20万
元.
经研究，我们决定采用焊条电弧焊修补来挽救
声波检验，使补焊位置无气孔，夹渣，裂纹等缺
陷，达到了技术要求.
一
，技术条件及补焊可行性分析
1.技术条件
咖啡玉米(1)冷轧辊辊身硬度为95～105HS，两端辊轴
径硬度不小于25HS.
(2)辊径表面对轴线的径向摆动不大于
0.05mm，两个锥形轴径表面不同轴度不大于
0.05mm，辊身对轴径相对摆动不大于0.1mm.
(3)补焊后经探伤达到设计标准.
2.冷轧辊属低合金高强钢
(1)该轧辊材质为9Cr2Mo，焊前属调质状
态，轧辊尺寸及补焊位置，见图1.
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图1冷轧辊示意图
(2)冷轧辊是处于动载荷的关键部件，辊轴要
求具有低应力，耐磨和一定的硬度.
(3)9Cr2Mo轧辊的化学成分，见下表.
9CrMo轧辊的化学成分(质量分数J(%)
成分cMnM0SiCNi,CuPS
0.85一10.2～O.2～O.25～1.7～
含量O.250.025
0.95l0.3O.30.452.1
根据碳当量计算Ceq1.3，由此可见轧辊的
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焊接性较差，很容易形成冷裂纹和剥离层等焊接缺
陷.
3.焊接材料的选择
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的4#～7试件压缩量在2.5～3.1mm范围，涂
检查没有任何缺陷，符合工艺要求.说明通过试验
得出的3～7试件的摩擦焊规范是可用的，同时
说明岩棉保温对质量无明显影响.
4.结论
通过试验得出的焊接工艺参数已用于生产，保
证了12GJ一2A新产品按时产出，没有发生质量问
题.
这次工艺试验是在生产急需的情况下以最短时
间在原K213+50Cr摩擦焊工艺参数的基础上，利
48?
用长期积累的实践经验，加以科学的理论分析指
导，仅试验了三件就取得较理想的规范参数，解决
了生产急需的工艺关键问题.使新产品顺利产出,
为满足市场需求赢得时间和信誉.
进一步分析3#～7#试件的压缩量，分别为
2.2mm,2.5mm,2.8ram,2.9mm,
3.1mm，呈
现单调增加的趋势，说明摩擦焊机存在一定问题.
该设备已使用20年，液压及电气控制系统比较陈旧，存在不稳定问题.因此，要提醒操作者随时注
意调整，以保证工艺规范的正确.(20020614)
皴辫觑r2002年11笏
(1)由于轧辊在使用时处于动载荷状态，首先
应选择具有良好低应力，耐磨且硬度较高和良好塑，韧性的材料.
(2)尽量选择与母材化学成分相近的材料.
(3)选择抗裂性好，抗拉强度一般的碱性低氢
型全位置焊条.无氨显影液
(4)从化学成分上看虽然合金元素总量不多,
但含碳量高，且C,Mn,Mo又会降低Ms点，所
以在焊接时易造成高碳马氏体组织导致裂纹的出现和热影响区的硬化和脆化.
根据以上分析，我们选择E5015碱性低氢型
全位置焊条.因为E5015焊条具有良好的抗裂性颠簸的航行
能和工艺性能，而且辊轴的硬度要求并不高于30
～
40HS，其力学性能符合要求.
二，模拟试验焊接
在实际焊接前我们进行了模拟补焊，把一块
9CrMoV7的钢板先预热至400℃，采用AX3—500
型直流弧焊机,E5015，声4mm低氢型碱性全位置焊条.焊条焊前需经380℃烘干2h，电流150～170A，电压22～24V，焊接速度3.5mm/s，采用
直流反接法焊接.焊后进行650℃×4h退火处理, 加工后进行探伤检查，达到技术要求.通过模拟补焊可以认定其补焊的焊接性能，同时也为焊接的工艺制定提供了基本参数，为实际补焊工作打下了基础
三，修复工艺
1.焊前预热
轧辊放入RX一75—9箱式电阻炉中预热，预
热温度为350～400*(2×4h，每支轧辊人炉前需进行磁粉检查.
2.焊接工艺步骤
(1)补焊时将轧辊的一端抽出炉门，而辊身与
另一端则在炉内处于保温状态，炉门口用硅酸铝耐火纤维毡封严.
(2)采用焊条电弧焊由专人焊接.
①设备用ZX3--500直流弧焊机.②焊接材
料:E5015碱性低氢型焊条，声4mm，预热到380℃，保温2h.③将轧辊抽出后，用钢丝刷子清
除表面的氧化物以免在焊接部位产生CO，气孔.
(3)第一层焊道焊接电流为160～170A，采用
机械1人(热拥I12002年第11期
直流反接法，焊条角度90.左右，焊接时焊条可做
摆动.焊接顺序由左向右，到位时再由右向左焊接，见图2.
左￡￡￡￡￡右
图2焊接顺序及方向
(4)第二层焊道清理干净后用测温表检测，层
间的温度保持350～400*(2，每支轧辊必须一次焊完不可中断.
(5)焊完一端将轧辊掉转进入炉内保温，抽出
另一端用同样方法补焊.
(6)焊接工艺参数焊条牌号E5015,
声4mm，电流150～170A，电压22～24V，焊接速度3～3.5mm/s，采用直流反接，短弧焊接方式. 四，焊后热处理
(1)将轧辊整体送人炉内气温到650℃进行消
应力处理，目的是消除轧辊两端的内应力，使轧辊在加工时不易产生变形和裂纹.
(2)冷轧辊焊后进行的热处理工艺曲线如图3
所示.
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图3焊后热处理工艺曲线图
将轧辊进行加工若发现有缺陷重新加热补焊,
精加工后采用X射线抽样检查后，用超声波探伤仪进行复验.
五，结语
(1)9Cr2Mo冷轧辊的补焊为我厂修复了旧零件，对今后弥补备件短缺提供了可贵经验.
(2)该批轧辊的补焊为我厂减少经济损失近
20万元，而且节约了钢材和资金，具有很重要的技术及经济意义.
(20020618)
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