一种辊（轴）类工件堆焊方法与流程

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种辊(轴)类工件堆焊方法。

背景技术：

中国粗钢产量长期以来居世界第一位，而所产粗钢的绝大部分是采用连铸工艺，所以连铸机上的重要零件——连铸辊套的使用寿命是决定了连铸机的过钢量。

由于连铸辊套长期承受冷热疲劳及粘着磨损，为了保证其使用寿命都会在其表面堆焊一层具有抗磨抗腐蚀的高性能金属。

传统的堆焊工艺是从辊套的一侧开始进行单道(包括摆动焊道)螺旋堆焊，焊道之间有一定的搭接(重叠)量，直至堆焊到辊套的另一侧，类似单头螺纹的加工。

这种工艺的弊端主要有以下几点：

(1)由于焊道之间存在搭接量，致使在堆焊位置重复受到电弧的加热导致温度过高，在辊套的两侧由于散热条件变差温度会更高，实际测量会超过900℃；

(2)过高的温度会使堆焊层合金烧损加剧而达不到设计成分而使性能严重下降；

(3)过高的温度会使熔池停留时间加长，造成组织粗大且残余奥氏体增加，也会造成宏观硬度降低，耐磨损能力下降；

(4)最重要的一点是过高的温度加剧了焊接热影响区(haz)软化效应，haz处会过早脱落而产生环状沟槽导致辊套失效；

(5)由于温度升高，在堆焊过程中辊套会产生热胀变形，辊套会在长度上有所增加，在焊接工装的约束下，长度方向的变形无处释放会导致辊套变弯曲而使后续机械加工量增大；为了保证机加量，势必要加大堆焊量而造成能耗、时间、堆焊金属的浪费；

(6)由于局部温升超过900℃，超过了辊套的弹性变形区而产生不可逆的塑性变形，当辊套冷却到室温的时候会使辊套的整体长度缩短。经过多次重复修复的辊套会缩短到无法使用。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种辊(轴)类工件堆焊方法，其操作简单，有效降低了焊接局部温度升高对辊(轴)类工件性能的影响，同时有利于辊(轴)类工件整体焊接温度的控制。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种辊(轴)类工件堆焊方法，其特征在于包含以下步骤：

1)首先将辊(轴)类工件上的外圆柱面焊道分为n(n≥3整数)道等宽螺旋，这样就将外圆柱面焊道分割成n道螺旋；

2)将第一道螺旋标记为1，将第二道螺旋标记为2，以此类推，将n道螺旋标记为n，并设定参数a(a≥2整数)；

3)焊枪依次按照等间距为a的螺旋焊道进行焊接，即按照1、1+a、1+2a、1+3a、…并从左到右焊接；

4)焊枪返回到辊(轴)类工件焊道初始端，然后焊枪依次按照2、2+a、2+2a、2+3a、…，并从左到右焊接该螺旋焊道；

5)以此类推，每次将螺旋焊道的道数加1，直至起始端螺旋焊道的道数为a时，此时焊枪依次按照a、2a、3a、3a、…，并从左到右焊接该螺旋焊道，从而完成辊(轴)类工件焊道的焊接。

上述的辊(轴)类工件外圆柱面焊道分为两组或两组以上。

上述的辊(轴)类工件外圆柱面焊道上的等宽螺旋的宽度为10mm～60mm。

上述的辊(轴)类工件外圆柱面焊道上的等宽螺旋的螺旋角为30°～60°。

本发明重新规划了辊(轴)类工件堆焊的焊道，焊接枪头走了一段行程后，空出一部分距离再开始第二个第三个焊点工作，完成后再往回分段焊接，这样有利于整体焊接温度的控制。本发明焊道由于是采用多道(含摆动)螺旋焊(相当于多头螺纹)的方法，电弧对于辊套的加热更趋于均匀，辊(轴)类工件的温升控制在400℃以下，解决了传统单道螺旋焊的若干弊端，保证了性能，节约了堆焊及机加成本。

本发明的优点在于以下几点：操作简单，有效降低了焊接局部温度升高对辊(轴)类工件性能的影响，同时有利于辊(轴)类工件整体焊接温度的控制。

附图说明

图1是本发明焊接第一道螺旋时的结构示意图；

图2是本发明焊接完成时的结构示意图；

图3是本发明焊接第一道螺旋时的a-a结构剖视图；

图4是本发明焊接完成时的b-b结构剖视图；

图5是现有技术焊接第一道螺旋时的结构示意图；

图6是现有技术焊接完成时的结构示意图；

图7是现有技术焊接第一道螺旋时的c-c结构剖视图；

图8是现有技术焊接完成时的d-d结构剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步说明：

一种辊(轴)类工件堆焊方法，其特征在于：其特征在于包含以下步骤：

1)首先将辊(轴)类工件上的外圆柱面焊道分为n(n≥3整数)道等宽螺旋，这样就将外圆柱面焊道分割成n道螺旋；

2)将第一道螺旋标记为1，将第二道螺旋标记为2，以此类推，将n道螺旋标记为n，并设定参数a(a≥2整数)；

3)焊枪依次按照等间距为a的螺旋焊道进行焊接，即按照1、1+a、1+2a、1+3a、…并从左到右焊接；

4)焊枪返回到辊(轴)类工件焊道初始端，然后焊枪依次按照2、2+a、2+2a、2+3a、…，并从左到右焊接该螺旋焊道；

5)以此类推，每次将螺旋焊道的道数加1，直至起始端螺旋焊道的道数为a时，此时焊枪依次按照a、2a、3a、3a、…，并从左到右焊接该螺旋焊道，从而完成辊(轴)类工件焊道的焊接。

实施例中，辊(轴)类工件外圆柱面焊道分为两组或两组以上。

实施例中，辊(轴)类工件外圆柱面焊道上的等宽螺旋的宽度为10mm～60mm。

实施例中，辊(轴)类工件外圆柱面焊道上的等宽螺旋的螺旋角为30°～60°。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种辊(轴)类工件堆焊方法，其特征在于包含以下步骤：

1)首先将辊(轴)类工件上的外圆柱面焊道分为n(n≥3整数)道等宽螺旋，这样就将外圆柱面焊道分割成n道螺旋；

2)将第一道螺旋标记为1，将第二道螺旋标记为2，以此类推，将n道螺旋标记为n，并设定参数a(a≥2整数)；

3)焊枪依次按照等间距为a的螺旋焊道进行焊接，即按照1、1+a、1+2a、1+3a、…并从左到右焊接；

4)焊枪返回到辊(轴)类工件焊道初始端，然后焊枪依次按照2、2+a、2+2a、2+3a、…，并从左到右焊接该螺旋焊道；

5)以此类推，每次将螺旋焊道的道数加1，直至起始端螺旋焊道的道数为a时，此时焊枪依次按照a、2a、3a、3a、…，并从左到右焊接该螺旋焊道，从而完成辊(轴)类工件焊道的焊接。

2.根据权利要求1所述的一种辊(轴)类工件堆焊方法，其特征在于：所述的辊(轴)类工件外圆柱面焊道分为两组或两组以上。

3.根据权利要求1所述的一种辊(轴)类工件堆焊方法，其特征在于：所述的辊(轴)类工件外圆柱面焊道上的等宽螺旋的宽度为10mm～60mm。

4.根据权利要求1所述的一种辊(轴)类工件堆焊方法，其特征在于：所述的辊(轴)类工件外圆柱面焊道上的等宽螺旋的螺旋角为30°～60°。

技术总结
本发明公开了一种辊(轴)类工件堆焊方法，其特征在于包含以下步骤：1)首先将辊(轴)类工件上的外圆柱面焊道分为n道等宽螺旋；2)将第一道螺旋标记为1，将第二道螺旋标记为2；3)焊枪依次按照等间距为a的螺旋焊道进行焊接，即按照1、1+a、1+2a、1+3a、…并从左到右焊接；4)焊枪返回到辊(轴)类工件焊道初始端，然后焊枪依次按照2、2+a、2+2a、2+3a、…；5)以此类推，每次将螺旋焊道的道数加1，直至起始端螺旋焊道的道数为a时，从而完成辊(轴)类工件焊道的焊接。本发明操作简单，有效降低了焊接局部温度升高对辊(轴)类工件性能的影响，同时有利于辊(轴)类工件整体焊接温度的控制。

技术研发人员：王微伟;吕文斌;陈森垚
受保护的技术使用者：江苏瑞米克金属技术有限公司
技术研发日：2019.09.23
技术公布日：2019.12.13