轮带焊接工艺

​回转窑轮带焊接工艺

一、水泥行业轮带裂纹

1、表象

(1)表面脱落

(2)结构断裂

2、产生原因

(1)、疲劳破坏

(2)、压溃破损

(3)、异物碾压

(4)、应力复杂与热疲劳

(5)、裂纹扩展

二、可焊性研究

1、轮带常见母材:轮带材质一般采用ZG35SiMn的中碳合金铸钢。

2、焊接性

中碳合金铸钢的焊接淬硬性较高,补焊时热影响区可能产生硬脆的马氏体组织,有产生裂纹倾向,属焊接性较差材料。由于工件体积大,刚性大,焊接拘束度大,焊接后变形补偿能力差,且传热快,致使焊接应力较大,可焊性进一步下降。

3、焊接应慎重考虑因素

(1)、补焊材料与母材金属可焊性与抗裂性的工艺优化。

(2)、补焊熔敷金属应具有适中的综合力学性能。

(3)、根据现场修复条件不利情况,要充分考虑采取冷焊工艺的施工特点。

4、焊接材料选择

(1)、过渡层与打底焊接材料:

应选用Ni基合金作为过渡层材料,此材料熔敷能力较强,具有较高的强度、塑性和韧性,抗裂性能好。（用E309型焊条施焊，母材金属的熔合比要控制在30%以内，就能获得理想的奥氏体+铁素体双相组织。可以避免焊缝裂纹。减小焊缝熔合比除了正确选择焊条外，还要合理地控制焊接工艺参数，如采用小电流、快速焊、运条不作横向摆动等。A302或者A307的不锈钢焊条均未采用直流焊机，直流反接，电弧稳定，飞溅少。）

(2)、表层补焊材料:

宜选用等强度或弱强兼顾高韧性原则,焊补缺陷区的主体材料采用高合金焊接材料。此焊材的熔敷金属为奥氏体组织,冷焊情况下也不易出现马氏体相变,具有较好的强度、塑性和韧性,抗裂性能好。

表层补焊也可选用Mn含量较高的高合金材料,利用其一定的高锰钢“冷作硬化”特性。

(3)、结构填充材料:

宜采用线膨胀系数相对于高合金奥氏体组织更为接近母材组织的高韧性结构钢焊材,以尽量减小焊接组织应力和保证结构件整体的等强或弱强的合理强度匹配。焊接时一般易用高合金焊材作为主体补焊材料,适当采用或不采用低合金结构钢焊材作为辅助补焊材料。

三、修复工艺要点

(1)、缺陷清理:

宜采用适当的机械刚性定位与结构补强措施。避免清理缺陷过程中裂纹进一步扩大。

(2)、焊接要求:

一般分为过渡层、打底焊;填充金属;盖面焊。

(3)、表面处理:

对补焊区打磨,应基本持平或稍低于母材表面。

(4)、质量要求:

对补焊区进行着色探伤或超声波探伤,保证焊接质量。

筒体的焊接工作是回转窑安装工作中的一个重要施工工序,其焊接质量影响到回转窑的正常运转。回转窑的焊接采用手工焊接,焊条选用E5015型,打底和填充时采用φ4规格焊条,盖面时采用φ5规格焊条。为了保证焊接质量,电焊条在使用前必须进行烘干,温度为250-300ºC,烘干时间为1小时,然后降温至150ºC左右保温,做到随用随取。

1、窑筒体的手工焊接步骤

窑筒体现场焊接主要是环向对接焊,窑筒体的剖口形式一般是不对称X型坡口,多数是外大内小,同时由于窑筒体内部有对接螺栓,对接板、接口压板等,在焊接前不能拆除,无法进行连续焊接,所以不对称X型外坡口窑筒体焊接是先外后内。整个焊接过程分为外口焊接、内口清根、和内口焊接三个步骤。

1.1、外口焊接

窑筒体的焊接应遵循一定焊接顺序施焊。焊接顺序必须从窑的一端向另一端按接口顺序进行,即从窑尾第一道接口向窑头方向逐一接口焊接;也可以从窑头第一道向窑尾方向逐一接口焊接,不得中间跳开接口进行焊接。

外口施焊注意事项:

1.1.1、第一层焊缝主要是保证熔透深度,当接口间隙为2-3mm时,要保证焊透,可选用Φ4mm电焊条,短弧焊接直线操作。第二层焊缝换用直径5-6mm电焊条作摆动施焊,起弧点要与前一层焊缝错开,

不得重叠。

1.1.2、清除药皮要彻底。一般第一、二层焊缝药皮比较难清除,要用尖锤和钢丝刷清除焊层药皮,必要时用万向角砂轮打磨。

1.1.3、清除药皮后要对焊缝进行检查。如有气孔、裂纹等缺陷,应刨开焊缝缺陷等部位,进行补焊。

1.1.4、焊层和焊缝外形尺寸应按设计或标准控制。施焊时,要注意焊层厚度和焊肉高度。深的地方要适当放慢速度,以增加填充量,反之,浅的地方要快些,以减小填充量。面层焊缝高度不大于3mm,并应饱满均匀一致。

1.2、内口清根

当外口焊接完毕后,要对窑筒体中心线进行一次复查,确认无误后就可以将窑内的支撑对接螺栓、对接板等全部割除,进行清根工作。清根工作采用Φ8mm、Φ10mm碳棒气刨。

1.3、内口焊接

内坡口较小,一般焊三层,焊接方法与外口相同。但是,焊缝高度在烧成带不得大于0.5mm,其它区段不得大于1.5mm,焊缝最低点不得低于筒体表面且应饱满。

1.4、窑筒体的焊缝布置见附图所示。

1.5、焊前要进行焊接工艺评定试验。试板焊缝与窑体焊缝要求完全相同,试板焊缝位置,评定标准等级完全与窑体焊接相同。

2、焊接工艺

2.1、工艺流程

2.2、焊接参数

2.2.1、焊接层数一般为3~8层(以两侧计)。

2.2.2、坡口形状尺寸按回转窑筒体设计图纸的要求。

2.2.3、窑每旋转一次焊接长度控制在400~500m范围内。一次不宜焊接过长。

2.2.4、焊接电流:第一层160~180A,第二层190~200A,其余各层210~230A安培电流,定位焊电流130~150A。

2.2.5、电弧电压:以焊接电弧长度控制在小于等于焊条直径为宜。2.2.6、窑体内侧定位焊要满焊一层,其顺序:根据同心度测量的结果和组装间隙等考虑。如果窑体同心度偏差大大小小允许差范围可采取8道焊缝(每道焊缝16等分)同时对称进行定位焊。

2.3、焊接检验

为了保证焊接质量,焊工必须持证上岗,必须控制每道工序作业质量。手工找底结束后,应清除焊渣和飞溅,对焊接缺陷应及时弥补后方可进行下一遍的熔敷。

焊缝外观检查:

2.3.1、焊缝表面应呈平滑细鳞形状,接点处无凹凸现象。

2.3.2、焊缝表面及热影响区域不得有裂纹。

2.3.3、焊缝咬边深度不得大于0.5mm,咬边连续长度不得大于100mm。焊缝咬边总长度不得大于该焊缝长度的10%。

2.3.4、焊缝高度;筒体外部不得大于3mm,筒体内部烧成带不得大于0.5mm,其它区段不得大于1.5mm,焊缝的最低点不得低于筒体表面,并应饱满。

2.4、焊缝的探伤检查

2.4.1、当采用超声波探伤时,每条焊缝均应检查,探伤长度不小于该条焊缝的25%。焊缝交叉处必须全部检查。质量评定达到GB/T11345中的Ⅱ级为合格。

3、注意事项

3.1、窑筒体坡口必须保证高度清洁和干燥,应在焊接前用钢丝刷严格清刷,直到露出金属光泽为止。

3.2、雨天或刮风下雪时不应进行焊接工作。如在雨季进行焊接,必须在每道需焊的焊缝上搭一遮蓬,以防焊接进行中突然下雨,淋湿焊缝。遇此情况,可将手头的那道焊缝焊完后停止工作,待雨停后再进行,此时应注意保证焊缝干燥。

3.3、当窑筒体受日光曝晒时,窑筒体阴阳两面温差较大而使窑筒体弯曲变形,所以应在日出前或日落后进行焊接。

3.4、窑体焊接,大风、雨、没有有效防护措施不准进行焊接。

3.5、焊接时不得在筒体表面上引弧或试电流。

3.6、窑内焊接要采取强制通风,可以利用排风机排除焊接气体和烟尘,改善工作环境条件。

图。手工焊坡口形式

注:

1、焊前接头清洁要求,在坡口或焊接处两侧30 mm范围内影响焊缝质量的毛刺、油污、水、铁锈等脏物及氧化皮,必须清除干净。

2、外表焊缝检查:所有结构焊缝全部进行检查,其焊缝外表质量要求:

①焊缝直线度:任何部位在≤100mm内直线度应≤2mm。

②焊缝过渡光顺:不能突变<90°过渡角度。

③焊缝高低差:在长度25mm,其高低差应≤1.5mm。

④焊缝咬边:当板厚≤6mm,d≤0.3mm,局部d≤0.5mm;

当板厚>6mm,d≤0.3mm,局部d≤0.5mm

(d为咬边深度)

⑤焊缝不允许低于工件表面及裂缝,未熔合为缺陷存在。

⑥多道焊缝表面堆叠相交处下凹深度应≤1mm。

⑦全部焊接缺陷允许进行修补,修补后应打磨光顺。