在冶金等行业中，单齿破碎辊作为破碎设备的核心部件，长期承受物料的冲击、挤压与磨损，其使用寿命直接影响生产效率和运营成本。堆焊技术作为延长单齿破碎辊使用寿命的关键手段，通过在辊体表面堆敷耐磨、耐冲击的合金层，能显著提升部件的耐磨性能，降低更换频率。本文结合实际生产经验，详细梳理单齿破碎辊堆焊的工艺参考要点及实操注意事项，为行业从业者提供实用指导。
一、单齿破碎辊堆焊工艺核心参考
（一）堆焊前预处理
堆焊前的预处理质量直接决定堆焊层与基体的结合强度，需重点把控以下环节：
表面清理：首先去除单齿破碎辊表面的油污、锈蚀、氧化皮及旧堆焊层残渣。可采用喷砂处理，喷砂压力控制在 0.4-0.6MPa，确保辊体表面呈现均匀的金属光泽，无明显杂质附着；对于油污严重的部位，需先用有机溶剂（如丙酮、乙醇）擦拭，待完全挥发后再进行喷砂。
缺陷检测与修复：采用磁粉探伤或渗透探伤方式，检查辊体是否存在裂纹、气孔、夹杂等缺陷。若发现裂纹，需沿裂纹方向开 V 型或 U 型坡口，坡口角度控制在 60-70°，深度直至裂纹彻底清除，随后用与基体匹配的焊条进行补焊修复，修复后打磨平整。
预热处理：根据辊体材质（常见为 45 号钢、Q345B 等）和尺寸确定预热温度。一般情况下，中小型辊体预热温度为 150-250℃，大型辊体或合金含量较高的基体预热温度为 250-350℃。预热需采用整体均匀加热方式，可选用电加热炉、火焰加热器，避免局部过热导致基体组织变形；预热后需保温 30-60 分钟，使辊体温度内外均匀，减少堆焊时的温差应力。
（二）堆焊材料选择
堆焊材料的适配性是保证堆焊层性能的关键，需结合单齿破碎辊的工作工况（物料硬度、冲击强度、磨损类型）选择：
耐磨型工况（如破碎花岗岩、玄武岩等硬质物料）：优先选用高铬铸铁型耐磨焊丝，其含铬量在 12-20%，堆焊后形成的合金层硬度可达 HRC60-65，具有优异的抗磨粒磨损性能；若冲击载荷较大，可选用铬钼钒系耐磨焊丝，兼顾耐磨性与韧性。
中等磨损工况（如破碎石灰石、煤炭等）：可选用低合金高强型耐磨焊丝，堆焊层硬度为 HRC45-55，具有良好的抗疲劳磨损性能，且焊接工艺性佳，成本相对较低。
特殊工况（如高温、腐蚀环境）：需选用耐热耐腐蚀型堆焊材料，如含镍、钨的合金焊丝（如 NiCrMo 系），确保堆焊层在高温（400℃以上）或腐蚀介质中仍能保持稳定性能。
注意：堆焊材料需与辊体基体材质匹配，避免因成分差异过大导致堆焊层与基体结合不良，出现剥离、脱落现象。
（三）堆焊操作关键参数
堆焊操作需严格控制工艺参数，确保堆焊层成型良好、性能稳定：
焊接方法选择：中小型单齿破碎辊可采用手工电弧焊，操作灵活，适合复杂齿形的堆焊；大型辊体或批量生产时，优先选用埋弧焊或明弧堆焊，焊接效率高，堆焊层质量均匀。对于齿面精度要求较高的部件，可采用气体保护焊（如 CO₂保护焊），减少飞溅和氧化。
核心参数控制：手工电弧焊时，焊丝直径选用1.6-2.8mm，焊接电流控制在280-350A，电压 28-32V，焊接速度500-600mm/min；堆焊电流过大易导致基体过热、晶粒粗大，堆焊层出现气孔、裂纹；电流过小则熔深不足，结合强度低。
堆焊层数与道次：根据所需堆焊层厚度（一般为 3-8mm）确定层数，每层厚度控制在 2-3mm，避免单层堆焊过厚导致应力集中。堆焊道次之间需保持 30-50mm 的搭接量，搭接处打磨平整，防止出现夹渣。堆焊顺序应遵循 “对称焊接” 原则，先焊辊体两端，再向中间推进，或采用螺旋式堆焊，减少焊接变形。
层间温度控制：多道多层堆焊时，层间温度需保持在 150-250℃，若温度过高需暂停焊接，待冷却至规定范围后再继续；温度过低则易产生冷裂纹，需及时补温。
（四）堆焊后处理
堆焊后处理的核心是消除内应力、优化堆焊层组织，提升使用性能：
保温缓冷：堆焊完成后，立即将辊体放入保温炉或用保温棉包裹，缓慢冷却至室温，冷却速度控制在 50-100℃/h。避免快速冷却导致堆焊层与基体产生过大温差应力，引发裂纹。
消应力热处理：对于大型辊体或堆焊层较厚的部件，需进行消应力热处理。加热温度为 550-650℃，保温 2-4 小时，随后随炉冷却至 200℃以下出炉空冷。消应力处理可有效降低焊接残余应力，减少使用过程中堆焊层开裂的风险。
精加工与检测：冷却后对单齿破碎辊进行精加工，打磨堆焊层表面的飞溅、焊瘤，确保齿形尺寸符合设计要求，表面粗糙度 Ra≤6.3μm。精加工后进行质量检测：采用硬度计检测堆焊层硬度，确保符合设计标准；通过磁粉探伤或超声波探伤检查是否存在裂纹、未熔合等缺陷，若发现问题需及时返修。
二、单齿破碎辊堆焊关键注意事项
（一）质量控制要点
避免堆焊层缺陷：堆焊过程中需密切观察熔池状态，若出现气孔，需检查焊接材料是否受潮、保护气体纯度是否达标，及时调整焊接电流和速度；若出现夹渣，需清理焊道边缘杂质，确保层间打磨到位；若出现裂纹，需立即停止焊接，分析裂纹原因（如预热不足、材料不匹配、应力过大），采取针对性措施后再继续。
控制焊接变形：单齿破碎辊的齿形精度直接影响破碎效果，堆焊时需严格控制变形。除采用对称焊接、分层堆焊外，可在焊接前制作专用工装夹具固定辊体，减少焊接过程中的位移；对于大型辊体，可采用预留变形量的方式，提前计算可能的变形量，在加工图纸中预留相应余量。
确保结合强度：堆焊层与基体的结合强度是关键指标，需保证熔深达到 2-3mm，避免 “虚焊”。焊接前需确保基体表面无杂质、预热充分，焊接过程中控制好热输入，避免熔深过浅或过深（过深易导致基体晶粒粗大，影响整体性能）。
（二）安全操作规范
防护措施：堆焊操作人员需穿戴齐全防护用品，包括焊接面罩、阻燃工作服、绝缘手套、防护鞋等，避免弧光灼伤、高温烫伤和触电事故。作业现场需配备通风设备，及时排出焊接烟尘，防止操作人员吸入有害气体；若采用气体保护焊，需确保作业环境通风良好，避免一氧化碳中毒。
设备检查：焊接前需检查焊接设备（焊机、加热器、探伤仪等）的性能状态，确保线路连接牢固、仪表显示准确；氧气、乙炔瓶需分开存放，距离明火不少于 10 米，搬运时避免碰撞，防止发生爆炸事故。
现场管理：作业现场需清理易燃易爆物品，设置明显的警示标志；多人协同作业时需明确分工，避免交叉作业引发安全隐患；焊接结束后需关闭设备电源、气源，检查现场是否存在火灾隐患，确认安全后方可离开。
（三）日常维护与经验总结
堆焊后的单齿破碎辊在使用初期，需进行 “磨合运行”，避免立即处理硬质、大块物料，防止堆焊层因冲击过大出现脱落；使用过程中定期检查辊体状态，若发现堆焊层磨损严重或出现局部裂纹，需及时停机返修，避免缺陷扩大。
建立堆焊工艺档案，记录每次堆焊的基体材质、堆焊材料型号、工艺参数、热处理方式及使用效果，通过数据分析优化工艺方案，逐步提升堆焊质量和使用寿命。
针对不同工况的单齿破碎辊，可进行小范围试焊，测试堆焊层的耐磨性能和结合强度，再推广至批量生产，避免因工艺不当导致大规模返工。
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