轧辊是钢铁、有色金属轧制生产中的核心消耗件，长期承受高温、高压、强烈磨损和疲劳冲击，极易出现磨损、裂纹甚至剥落失效。堆焊技术是修复轧辊、恢复其尺寸并提升其表面性能（如耐磨性、耐热性、抗疲劳性）的最经济有效手段之一。然而，堆焊过程伴随剧烈的热循环和复杂的冶金反应，极易在修复层和基体热影响区产生残余应力、硬化脆性组织乃至裂纹。科学合理的热处理工艺，是贯穿轧辊堆焊修复全程、确保最终修复质量与轧辊使用寿命的核心保障。
一、轧辊堆焊热处理工艺的三大核心阶段
1、焊前预热：
（1）目的：
降低焊接区域的冷却速度，减少焊接热应力，防止冷裂纹（特别是氢致裂纹）产生，改善焊接熔池的流动性，促进氢的逸出。
（2）关键点：
温度确定： 预热温度需根据轧辊基体材料（如高Cr铸铁、高Cr钢、锻钢等）的碳当量、淬硬倾向、截面尺寸、耐磨焊丝特性以及环境湿度等因素综合确定。基本原则是材料淬硬倾向越大、截面越厚、环境湿度越高，所需预热温度也越高。
均匀性： 预热必须均匀，确保整个待堆焊区域及周围足够范围达到规定的预热温度，避免局部温度过低形成“冷点”。
保温时间： 达到目标预热温度后，需保温足够时间，使轧辊芯部温度也趋于均匀。
2、层间温度控制：
（1）目的：
在多层多道堆焊过程中，控制好焊道之间的温度（即层间温度），对防止过热、减少晶粒粗化、避免产生过大的累积热应力和热裂纹至关重要。
（2）关键点：
温度范围： 层间温度通常设定为一个范围，其上限通常略高于预热温度，下限则不低于预热温度。过高的层间温度会导致热影响区晶粒粗大、韧性下降；过低的层间温度则可能增加冷裂风险。
实时监控： 在焊接过程中，需使用接触式测温仪或红外测温仪实时监测堆焊区域的层间温度。
调控手段： 若温度过高，需暂停焊接，待其自然冷却至规定范围；若温度过低，则需重新加热（如使用加热毯或火焰）至要求范围后方可继续施焊。
3、焊后热处理：
目的： 这是轧辊堆焊修复后最关键的热处理步骤，其主要目标包括：
消氢处理： 促进焊缝及热影响区中扩散氢的逸出，大幅降低氢致延迟裂纹的风险。
消除应力： 降低或消除焊接残余应力，改善工件的尺寸稳定性，提高抗疲劳性能。
组织转变与性能优化： 改善堆焊层和热影响区的显微组织（如降低硬度梯度、细化晶粒、促进有益相析出），获得所需的综合力学性能（硬度、韧性、耐磨性的匹配）。
二、常见焊后热处理类型：
（1）消氢处理：
焊后立即将轧辊加热到比预热温度稍高的特定温度（通常在250-350℃范围内），保温数小时，然后缓冷。主要目的是快速排氢。
（2）去应力退火：
将轧辊整体或堆焊区域加热到材料Ac1点以下的某一温度（通常在550-650℃之间），充分保温（时间根据轧辊尺寸和壁（3）回火处理：
对于堆焊层或基体热影响区在焊接冷却过程中形成淬硬马氏体组织的轧辊（如某些合金钢轧辊），需要进行回火处理。加热到马氏体分解温度（通常在150-650℃之间，根据材料和要求性能选择），保温后冷却。目的是降低硬度、提高韧性、消除淬火应力。
（4）等温转变处理：
针对某些特定合金堆焊材料或基材，可能采用更复杂的等温热处理工艺，以获得特定的贝氏体等组织，优化强韧性配合。
（5）关键点：
加热速率： 升温速度需严格控制，避免过快导致新的热应力。
保温温度与时间： 这是决定热处理效果的核心参数，必须根据轧辊材料、堆焊材料、修复层厚度、性能要求精确制定和严格执行。
冷却速率： 冷却速度至关重要，尤其是对于高淬透性材料，需严格控制（通常是炉冷或随炉冷却），防止二次淬硬或产生新的应力。
炉温均匀性： 热处理炉内的温度分布必须均匀，确保轧辊各部分受热一致。
（6）热处理工艺实施的关键保障
精准控温： 使用经过校准的热电偶多点布置测温点，配合高精度温控仪表和记录仪。
设备保障： 大型井式炉、台车炉等热处理设备需满足加热均匀性、控温精度和保温性能要求。
工艺规程： 制定详细、可操作的热处理工艺规程（包括升温曲线、保温温度时间、冷却方式等），并严格执行。
人员技能： 操作人员需具备专业知识和经验。
三、总结
轧辊堆焊修复中的热处理绝非简单的“加热-冷却”过程，而是一项需要科学设计、精密控制的关键技术。焊前预热是防裂基础，层间温度控制是过程保障，焊后热处理则是性能定型的核心。合理的热处理工艺能有效消除焊接缺陷隐患、优化组织性能、大幅降低残余应力，最终确保修复后的轧辊具备优异的耐磨性、抗疲劳性和使用安全性，显著延长服役寿命，降低吨钢轧辊消耗成本。忽视或不当的热处理，往往是导致堆焊修复失败或轧辊早期失效的主要原因之一。因此，必须将热处理作为轧辊堆焊修复工艺流程中不可或缺的核心环节予以高度重视。
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