辊体包覆不锈钢代替电镀层工艺的深入分析聂树棠（山东恒星股份有限公司，山东淄博255300） 【摘要】受宏观经济形势影响及环境保护理念的加强，工程机械行业发展进入疲软期，国内各大工程机械企业产、销量均出现不同程度的下降。电镀行业更是雪上加霜，错峰生产危废品的处理是生产成本大幅上升而生产效率更是降至极值。随之，已包代镀的工艺以势如破竹之势迅速展开，在技术研究方面，各企业趁此时机加强内功修炼，正在强化技术储备。本文就以辊体包覆4mm不锈钢板制造技术相关方面的现状及未来发展趋势进行了简要分析。 【中图分类号】TH16【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2019）09-0332-02
引言
近年来，国家经济迅速发展，工程机械制造行业已经成为国家经济发展的主要因素之一，相关管理人员必须对其加以重视，促进机械焊接技术的发展，大力开发新兴技术，保证可以更好的提升机械焊接技术发展效率，为机械焊接技术的强化奠定良好基础。而各产品开发公司在各自的生存发展过程中对各自的生产技术进行保密，其他公司的优点无法汲取，自己的产品质量也无法提高而故步自封，导致大多生产
单位的产品质量参差不齐，不能做到共同发展。本文经反复计算、查阅大量资料、与国外同行探讨、结合实践并得出合格产品后，将碳钢辊体包覆不锈钢板的步骤及参数得出，为各生产单位提供有用信息，使焊接技术得到共同提高。
1以包代焊的产品概述
在以往的产品概念中，大多设备使用的辊体中，或为提高辊体的耐腐蚀行、或为提高辊体的抗磨性及美观性，在辊体的表面进行镀铬处理，使辊体表面能迅速形成致密的Cr2O3氧化膜，使钢的电极电位和在氧化介质中的内腐蚀性发生突变性提高。但由于镀层的厚度薄导致耐磨性较差、使用寿命较短，维修、重镀的频率较高，主要原因是环保压力的增大致使电镀行业的产能降至极值，无法为使用单位提供及时的产品保障。因此，利用包覆不锈钢板和耐磨钢板的焊接技术和工艺油然而生，并以飞快的发展并应用到各种机械行业之中。
2包覆不锈钢板的难点及处理方案
2.1包覆板尺寸的计算
包覆板尺寸的计算直接关系到焊接完成后辊体的加工难易程度，甚至是辊体制作成败，尺寸过大导致不锈钢板与辊体贴合不实而产品失效。尺寸过小导致焊接量过大，致使辊体变形，造成高成本矫形。
解决方案:
(1)用游标卡尺测量适用于包覆板的实际厚度(T1)准确至0.02mm。
(2)用外径千分尺测量被包覆辊体的实际直径(D1)准确至0.01mm。
(3)根据不锈钢物理性能一览表中的平均线膨胀系数计算出不锈钢板加热后的延伸尺寸(L1)，计算依据(按SUS304板为例)为:
L1=L*17.3*10-6(ΔT)
注:ΔT为从常温加热到不锈钢温度的温度差，加热温度要严格进行控制，过高，由于加热时间太长辊体温度也会随之温度迅速上升，导致辊体变形和计算失效。温度过低膨胀延伸不足导致贴服不实。在实践经验中ΔT介于90℃~100℃之间。
综合上述各尺寸钢板下料的实际长度为:L=(D1+T1)π-L1-T1。
注：公式中的T1-L1为预留坡口，坡口宽度与板厚尺寸接近为宜。L值在计算时要考虑到辊体随包覆板的升温膨胀及卷管圆度不够多加1~2mm，如表1所示。
殡仪馆焚化炉
(4)包覆板的宽度应不大于800mm为宜，过短造成工期浪费，过长在后续的制作过程中不利于均匀加热和夹紧操作。在宽度计算时也要考虑到线膨胀系数，最后坡口宽度也为与板厚尺寸相同为宜。
2.2卷管的要求
根据计算出的L值将包覆板卷成圆管，外部氩弧焊全部断续焊接后精准校正圆度。校正圆度时焊缝最好不要全部焊接，从外部断续焊接、校正圆度后便于轻松磨开。
2.3组装的注意事项
(1)清理：加工面及包覆层清理干净，组装过程要保持无尘操作，避免沙尘进入贴合空间导致贴合不实而工作失效。
(2)塞焊孔：在包覆层的板面上均匀钻上ϕ6mm塞焊孔，各空边距不得超过300mm。塞焊孔的尺寸可根据自己生产单
种类
钢种物理性能
长效复合肥JIS AISI密度(g·cm-3)比电阻(μΩ*cm)比热容(0℃~100℃)平均线膨胀系数100-6℃-1导热率[W(m*K)-1]纵向弹性系数/103MPa
0~1000~3160~5380~6490~816100℃500℃
奥氏体SUS3043047.93720.5017.317.818.418.7____16.2921.48193.2奥氏体SUS3163167.98740.501616.217.518.52016.2921.48193.2
废盐酸回收
表1不锈钢物理性能一览
332
位的设备和技术条件自行设计，只要能够达到焊接后无焊接缺陷为目的。
(3)预夹紧：根据辊体的外形尺寸制作夹紧工装，工装的材料尽量用与包覆层相同或线膨胀系数更大的金属材料制作，目的是冷却后夹紧的力度更大、效果更加。装配后预夹紧，预夹紧的力度不要太大，以气动扳手的第一次冲击为止即可。
(4)加热：加热过程要在均匀转动过程中均匀加热，在加热时不要使用割炬加热，因为割炬的热量过于集中，加热过程根本做不到均匀。包覆层的表面温度为前面提到过的室温加上100℃。在加热过程中要不断测试包覆层的温度，温差较大时可返回重复加热。保证爆发层的温度均匀、平稳上升至预定的温度。
(5)夹紧：均匀加热到预定温度后对工件进行夹紧。夹紧的程度为预留的焊缝宽度T1，如图1所示。
(6)打底焊接：撤掉加热工具后，立即对包覆层进行氩弧焊打底焊接，打底焊接前用清洗剂将热影响区清洗干净。打底焊接目的是对包覆层固定和利用焊接应力收缩对包覆层进行再次拉紧。打底焊接后将塞焊孔进行一次性焊接完成。然后撤掉拉紧工装，对工装覆盖处及环焊缝进行打底焊接。
(7)焊接：焊接方式采用全部连续焊接，接口的焊缝在下一件包覆层组装后焊接完成。焊接完毕后及时敲击焊缝，消除部分焊接应力。在很多生产单位在焊接时都采用氩弧焊进行焊接，其优点是不易出现焊接缺陷，但其效率低下、线能量低导致焊接变形大的缺点也是同样是显而易见的，我公司采用
ESAB公司生产的MIGPULSH5002CW(500A)焊机，脉冲无飞溅技术高速焊接工艺，使用98-2二元混合气体，焊接速度可达8m/分。超低飞溅、可控缺陷的优势可在保证焊接质量基础上大幅提高生产效率，如图2所示。
我们公司的辊体包覆根据以上的计算和工艺首次试产便取得成功，在后续的车床加工和磨床加工是都非常顺利，但一定要特别注意在加工过程中切削液的使用，完全做到冷加工，保证辊体的加工精度。
3辊体包覆不锈钢产品的焊接质量检测首先，需要检查焊缝的外观。①采用目视的方式对外观进行检测，如果怀疑其中存在缺陷，则可以使用放大镜等设备进行探伤、判断。本公司团队采用的是焊后目测、清理后PT检测。②焊层必须具备美观、均匀的特点，不能存在焊瘤、未熔合等现象的存在，同时外形尺寸还应该符合国家的相关规定。
其次，检查焊缝的内部质量。①工作人员可以运用X射线的方式，对焊缝的内部情况进行检测，分析其中是否存在夹杂、裂纹、气孔、未熔合等现象。②如果焊缝的内部存在问题，其返修的次数不能超过2次。
经过全面的质量检测以后，如果发现母材、焊缝之间具有良好的结合效果，并且没有出现相应的缺陷问题，则说明本次的焊接工艺质量达到既定要求，说明辊体包覆不锈钢的生产质量合格。需要注意的是，除了对焊缝进行检测之外，还应该对辊的其他部位质量进行详细检查，如果发现问题可以第一时间进行处理。如此一来，不仅可以保证辊的质量、性能，还能够彰显出辊体包覆不锈钢生产工艺的优势。
4结束语
总之，随着高端装备制造业成为我国重点发展的十大支柱产业之一，工程机械行业中的焊接行业也更将会出现新的机遇期，并成为行业中新旧动能转换的先锋产业。未来企业生产将面临制造智能化、柔性化、自动化高度集成化的应用转型期，必将在焊接材料、焊接结构、焊切技术以及相关设备方面有更大的创新发展，更好地提高零部件和产品的工艺制造水平，进而提高工程机械产品的工况适应性、可靠性，同时促进工程机械制造企业朝着柔性化、自动化和智能化方向发展。
参考文献
[1]中国机械工程学会，编.《焊接手册》第2卷，材料的焊接(2版).北京：机械工业出版社,2001,8.ISBN7-111-03271-3.
[2]汪烈焰，朱超锋，林楚宏.防止4J29引线框架电镀层开裂的新工艺[J].表面技术,2017,46(06):282-286.
[3]白林.连铸结晶器铜板表面微纳米复合镀层的制备及相关性能研究[D].重庆大学,2017.
金属包覆垫片收稿日期：2019-8-19
作者简介：聂树棠(1976-)，男，工程师，大专，主要从事焊接技术工作污水处理方法
。
图1包覆夹紧、加热工
作负压脉动式清肺仪
图2MIGPULSH5002CW（500A）脉冲焊机焊后未处理效果
333
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议