一种轧辊焊补修复方法与流程

本发明涉及轧辊维护及修复，尤其涉及一种轧辊焊补修复方法。

背景技术：

1、轧辊作为轧钢生产线中的一个重要消耗部件，在使用过程中，会因很多原因遭到损耗，所以修复是一项必不可少的工序。要想延长轧辊的寿命，就要对失效的轧辊重新进行修复，消除轧辊表面的各种缺陷，及时对轧辊进行修复，使得轧辊获得良好的工作状态后，可减少不必要的损失。

2、轧辊缺陷的探测方法主要包括渗透探伤（pt)、磁粉探伤（mt）、涡流探伤（et）、射线探伤（rt）及超声波探伤(ut)等几种。渗透探伤又称为着色探伤，主要用于探测开口型的疲劳裂纹，即利用一组药剂清洗被探伤的表面，用渗透剂喷洒欲探伤的表面，待渗透剂渗入完成，将显像剂均匀的薄薄的以雾状地喷在探伤表面，目测进行裂纹判读。磁粉探伤是对开口型裂纹和浅层夹杂等缺陷有效的探伤技术，即利用铁磁性材料被磁化后，由于不连续的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场（即磁感应线离开和进入表面时形成的磁场）吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合适光照下目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、形状和大小。涡流探伤是利用电磁感应原理，以交流电磁线圈在金属件表面感应产生涡流的无损探伤技术，即当导体表面或近表面出现缺陷时，将影响到涡流的强度和分布，涡流的变化又引起了检测线圈电压和阻抗的变化，根据这一变化，就可以间接地知道导体内缺陷的存在。射线探伤的基本原理是：当强度均匀的射线束透照射物体时，如果物体局部区域存在缺陷或结构存在差异，它将改变物体对射线的衰减，使得不同部位透射射线强度不同，这样，采用一定的检测器（例如，射线照相中采用胶片）检测透射射线强度，就可以判断物体内部的缺陷和物质分布等。超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。

3、轧辊常见缺陷有裂纹、夹渣、疏松等缺陷，而针对不同失效形式的轧辊，不能只是简单的磨削和车削处理，必须根据其具体损坏原因采取不同的修复方法，如焊补（包括堆焊、激光焊等）。然而现有轧辊焊补工艺基本凭焊工个人经验进行修复，对于缺陷探测也是标准不一，就这给后续修复品投入生产带来巨大隐患，因此本领域迫切需要一套规范化的轧辊探伤及修复标准。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种轧辊焊补修复方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种轧辊焊补修复方法，包括以下步骤：

4、s1、轧辊清洗：

5、人工先刮除油脂，再浸泡在表面活性剂助洗剂池内30分钟，用高压水冲洗；

6、s2、探伤（pt+ut）：

7、先用pt测出表面裂纹，再用ut测出内部缺陷，并做好缺陷标记i的位置及深度；

8、s3、机加工去除缺陷部位

9、龙门加工中心根据缺陷标记i的探伤数据，铣去有缺陷的部位，同时考虑焊接工艺坡口形态，记录机加工路径；

10、s4、探伤（pt+ut）确认：

11、记录加工标记ⅱ，再用pt测出表面是否有裂纹，再用ut测出内部是否还有缺陷，当有缺陷则做好缺陷标记ⅲ的位置及深度，再进行机加工，直至没有缺陷为止；

12、s5、焊补：

13、根据加工标记ⅱ，对修复部位进行多层多道焊工序；

14、s6、打磨：

15、先用打磨片粗磨，再用抛光片抛光方便探伤；

16、s7、焊补处探伤：

17、用pt测出表面是否有裂纹，再用ut测出焊补处内部是否还有缺陷，当有缺陷则做好缺陷标记ⅳ的位置及深度，再进行机加工，直至没有缺陷为止；

18、s8、车加工：

19、轧辊重型车床对修补部位进行粗加工，预留0.5mm余量磨；

20、s9、磨床加工：

21、轧辊磨床根据图纸尺寸，磨至尺寸；

22、s10、整体探伤：

23、用pt测出表面是否有裂纹，再用ut测出焊补处内部是否还有缺陷，当有缺陷则做好缺陷标记v的位置及深度，再进行机加工，直至没有缺陷为止；

24、s11、防锈、包装：

25、检验合格后，涂防锈油、辊面保护、木箱包装。

26、优选地，所述机加工路径为直线路径、圆弧线路径和螺旋线路径中的任意一种，为保证焊接的均一性，尽量保证沿缺陷处同深度加工，便于焊接过程的稳定性，因此在移动时深度上铣刀不宜变化，即起始时确定铣刀的深度，进刀后，水平移动铣刀或旋转轧辊；直线路径为沿轧辊轴线方向，即加工时轧辊不旋转，铣刀沿轧辊轴线方向匀速进行，形成直线路径；圆弧线路径为沿轧辊圆周方向，即加工时铣刀进刀后位置保持不变，轧辊进行匀速旋转，形成圆弧线路径；螺旋线路径即起始时确定铣刀的深度，进刀后，匀速水平移动铣刀并匀速旋转轧辊，从而在轧辊表面形成螺旋线路径。

27、优选地，所述多层多道焊工序包括以下过程：

28、①局部加热：通过轴类局部加热炉进行加热至500℃，该温度与轧辊的回火温度（500-550℃）接近，可保证轧辊焊接时的韧性；

29、②焊丝预热：将镍基合金焊丝（本实施例中直径选为1.2mm）预热至100℃；

30、③焊接：保护气体按体积百分比为85%ar和15%he，电流120-150a，注意防风，进行多层多道焊；

31、④轧辊温度测试：焊接实时测量辊子温度，包括焊接处及焊接处附近范围的温度，要求焊接处层间温度为300-350℃；

32、⑤保温5h：焊接后，通过轴类局部加热炉覆盖焊接处，使焊接处温度保持在450±50℃达5h；

33、⑥逐步降至室温，关闭轴类局部加热炉，至焊接处温度低于300℃，随后撤去轴类局部加热炉，自然空冷至室温。

34、进一步地，所述④轧辊温度测试采用红外热成像仪，进行对焊接处温度的变化直观观察，温度变化的观察包括焊接处工作点的实时焊接温度、焊接处的线温度场、线温度场随焊接加工时间的变化以及线温度场附近辐射的温度变化。

35、更进一步地，通过红外热成像仪拍摄一系列温度场图片，对焊接过程中温度变化进行汇总，通过实操焊工与焊工专家分析总结，得出标准的温度场组图，为后续轧辊修复加工提供参考。

36、前述一种轧辊焊补修复方法还应用了一种轧辊检测修复系统，该轧辊检测修复系统包括以下模块：

37、总控监视终端：设有专门的数据库，用于储存工序参数及操作数据，并为后续操作提供标准；

38、设备车间：包括清洗车间、探伤仪器、龙门加工中心、焊补机械、打磨设备、轧辊重型车床、轧辊磨床、防锈车间及包装车间；

39、工序管理平台：对缺陷标记i、加工标记ⅱ、缺陷标记ⅲ、缺陷标记ⅳ及缺陷标记v的记录和比对，避免缺陷遗漏，并对焊补过程是否产生新的缺陷做出判断；通过缺陷标记i与数据库历史记录的缺陷标记i及其对应机加工路径的参考，设计新的机加工路径，并传达至设备车间供操作人员参考并反馈；对多层多道焊工序、打磨工序、车加工工序、磨床加工工序、防锈、包装工序的参数及操作进行记录，并导入数据库，并对数据库中参数及操作进行及时更新；

40、移动终端app：用于显示工序管理界面，进行历史数据调用、实时数据记录、操作反馈及车间沟通。

41、优选地，所述轧辊检测修复系统的使用过程如下：

42、总控监视终端设置大显示屏，用于显示工序管理平台，并将各工序进行分块管理；通过移动终端app实时调取并控制工序管理平台中各工序数据，并输入新的工序参数及操作数据，反馈至总控监视终端；通过总控监视终端与设备车间中各操作工及其移动终端进行沟通，实时监控各设备操作，并与历史数据对比并记录；将最终轧辊性能与标准件进行比较，调取各工序数据，验证数据及操作的合理性，从而进行操作改进及规范化标准的制备；

43、具体的是：根据探伤仪器所得缺陷标记i设计机加工路径，反馈至龙门加工中心；龙门加工中心根据加工标记ⅱ和缺陷标记ⅲ，返回至探伤仪器进行返工，当没有缺陷标记ⅲ则反馈至焊工，焊补后及时补充多层多道焊工序的参数及焊接心得，根据焊接质量与历史标准数据比对；根据缺陷标记ⅳ进一步记录并完善焊接操作；根据缺陷标记v进行探伤操作的反馈，为后续探伤标准提供数据；通过多次探伤和多个工种间的数据反馈，避免缺陷探测的遗漏，尤其是针对焊补工序的检验，避免焊补不当造成缺陷覆盖不完整，从而在实际操作中对焊工操作进行规范化训练。

44、进一步地，为保证修复数据的可靠性，在轧辊轴线方向设置轴线刻度尺，在轧辊圆周方向设置圆周刻度尺，得到各个机加工路径的坐标曲线，便于各个工序之间的信息反馈。

45、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

46、1.本发明通过多次探伤，避免缺陷探测的遗漏，尤其是针对焊补工序的检验，避免焊补不当造成缺陷覆盖不完整，并通过红外温度场监控，从而在实际操作中对焊工操作进行规范化训练。

47、2.本发明通过设置专门的轧辊检测修复系统，设计准确的机加工路径坐标曲线，使多个工种间可进行准确实时的数据反馈，规范各工种尤其焊补过程。

48、3.在轧辊检测修复系统的支持下，本发明将各工序的操作进行参数直观化和操作标准化，使加工和探伤在整个修复过程中进行相互验证，无需等到轧辊修复性能检测最终结果，即可使不规范操作所得车间产品及时返工，避免修复失败以及多次焊补修复造成轧辊失效的风险，节约修复成本。