
一、连铸辊堆焊飞溅过大的核心影响因素
连铸辊作为钢铁连铸生产中的关键部件,堆焊修复是延长其使用寿命的重要手段,但飞溅过大不仅会影响堆焊层质量,还会增加后续清理工作量、浪费焊材,甚至可能影响生产效率。飞溅产生的本质是焊接过程中熔滴过渡不稳定、冶金反应失衡或工艺参数匹配不当,具体可归结为以下几类因素:
焊材与母材匹配问题:选用的耐磨焊丝、焊剂成分与连铸辊母材(多为耐热钢、合金结构钢)兼容性不足,或焊材受潮、氧化,会导致熔池流动性异常,引发飞溅;
焊接工艺参数不合理:焊接电流、电压、焊接速度、送丝速度等参数搭配不当,比如电流过大导致熔滴过热爆破,电压过高使电弧过长不稳定,都会加剧飞溅;
焊接设备状态不佳:焊机输出电流电压波动、送丝机构运行不平稳、焊枪角度调节不当,或保护气体纯度不够、流量异常,会破坏焊接电弧的稳定性;
母材表面处理不到位:连铸辊待堆焊表面存在油污、铁锈、氧化皮等杂质,焊接时这些杂质燃烧分解,会干扰熔池形成,产生大量飞溅。
二、连铸辊堆焊飞溅过大的针对性解决方案
(一)优化焊材选择与存储,保障焊接基础条件
焊材的质量与适配性是控制飞溅的前提。首先需根据连铸辊的工作环境(高温、耐磨、抗腐蚀需求)选择匹配的堆焊焊材,例如针对高温工况可选用含铬、钼、钒的合金焊丝,确保焊材与母材的冶金兼容性。其次,焊材存储需严格遵循规范,焊丝应存放在干燥、通风的库房,避免受潮氧化,使用前可根据焊材类型进行烘干处理(如低氢型焊丝烘干温度 200-300℃,保温 1-2 小时),防止焊材中的水分在焊接时引发飞溅和气孔。
(二)精准调整焊接工艺参数,稳定熔滴过渡
工艺参数的匹配是控制飞溅的核心,需结合连铸辊的直径、壁厚、堆焊层厚度及焊材类型逐步优化:
电流与电压匹配:电流过大易导致熔滴粗大、飞溅剧烈,电流过小则熔深不足、堆焊层结合不牢;电压需与电流协同调整,一般来说,当使用实心焊丝堆焊时,电流在 300-400A 范围内,电压可控制在 28-34V,确保电弧稳定、熔滴过渡平稳(如短路过渡或喷射过渡),减少飞溅产生;
焊接速度与送丝速度:焊接速度过快会导致熔池冷却过快,飞溅物难以脱离熔池,速度过慢则会使熔池过大、热量集中,加剧飞溅;送丝速度需与电流、焊接速度匹配,通常送丝速度在 4-8m/min,确保焊丝均匀熔化,避免因送丝不均导致的飞溅波动;
保护气体优化:连铸辊堆焊多采用二氧化碳气体保护或混合气体保护(如 CO₂+Ar 混合气体,Ar 含量 20%-50%),保护气体纯度需≥99.5%,避免杂质气体影响电弧稳定性;气体流量控制在 15-25L/min,流量过小无法有效保护熔池,易引发飞溅和氧化,流量过大则会造成气流紊乱,同样增加飞溅。
(三)检修维护焊接设备,保障焊接稳定性
设备状态的完好是减少飞溅的基础,需定期对焊接设备进行检查与维护:
焊机性能检查:定期检测焊机的输出电流、电压稳定性,确保无波动、无异常断电现象,必要时进行校准;检查焊机的散热系统、电路连接,避免因设备故障导致焊接参数异常;
送丝机构与焊枪维护:清理送丝轮上的杂质和焊丝氧化皮,确保送丝顺畅无卡顿;检查焊枪喷嘴是否堵塞,定期清理喷嘴内的飞溅物,保持喷嘴通畅,避免影响保护气体流通;调整焊枪角度,一般焊枪与堆焊面夹角控制在 10°-15°,确保电弧指向熔池中心,减少飞溅物附着在焊枪和工件表面;
保护气体系统检查:检查气体管路是否漏气,更换老化的气管和接头;定期排放气瓶内的积水和杂质,确保保护气体纯净。
(四)规范母材表面处理,减少杂质干扰
母材表面的清洁度直接影响焊接质量和飞溅量,堆焊前需对连铸辊待焊表面进行彻底处理:
机械清理:采用角磨机、喷砂等方式去除待焊表面的铁锈、氧化皮、油污、裂纹及疲劳层,清理后表面粗糙度控制在 Ra3.2-Ra6.3μm,确保堆焊层与母材紧密结合;
脱脂与干燥:对于表面存在油污的连铸辊,可采用有机溶剂(如丙酮、乙醇)擦拭脱脂,或进行高温烘烤(温度 100-150℃,保温 1-2 小时)去除表面水分和油污,避免焊接时杂质燃烧产生飞溅。
(五)优化操作规范与环境,辅助减少飞溅
操作人员的操作习惯和施工环境也会对飞溅产生影响:
规范操作手法:操作人员需保持稳定的焊接姿势,避免焊枪晃动,确保焊接路径均匀一致;在堆焊过程中,可适当调整焊枪与工件的距离(一般保持 10-15mm),避免距离过近导致短路飞溅,距离过远引发电弧不稳定;
改善施工环境:堆焊作业应在通风、干燥、无粉尘的环境中进行,避免风速过大影响保护气体效果(如室外作业需搭建防风棚,风速控制在 2m/s 以下),防止灰尘、杂质进入熔池引发飞溅。
三、总结
连铸辊堆焊飞溅过大是多种因素共同作用的结果,解决这一问题需从 “焊材、工艺、设备、操作” 多维度综合施策,通过选用适配的焊材、精准调整工艺参数、维护设备稳定性、规范表面处理和操作流程,可有效降低飞溅量,提升堆焊层质量和生产效率。在实际应用中,需结合具体的连铸辊型号、堆焊要求及现场条件,逐步优化方案,形成适合自身生产场景的标准化操作流程,实现飞溅的有效控制。
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