堆焊技术在冶金工程机械维修中的应用探讨

靖吉祥，李建军

（信发集团有限公司，山东 聊城 252100）

0 引言

堆焊技术在冶金机械设备维修中的应用，主要是其自身优势与特点较突出，整体投资成本较低、操作便捷，在整个行业发展中发挥着重要作用。在新时期发展背景下，结合冶金行业创新发展形势详细探究，能够了解机械设备类别及性能有一定的差异性，在维修方面不单单强调人力、物力、财力的合理分配，还需加大堆焊技术的应用力度，降低机械设备故障发生率，提高维修工作质量，为冶金行业健康发展起到推动作用。

1 冶金机械设备损耗的原因

关于冶金机械设备损耗原因的探究，还需从设备使用角度详细分析：

（1）受物料因素影响而出现的腐蚀问题。考虑冶金行业所使用的物料以酸或碱为主，因物料性质直接对设备材料造成腐蚀。如：物料是盐酸，对大部分冶金机械设备均有较强的腐蚀性，整体腐蚀速度较快，缩短设备使用年限，使企业在此方面的投资成本不断加大，经济效益缺乏基础保障。

（2）维修养护工作不到位。部分冶金企业在生产作业过程中过于重视经济效益及生产进度，去忽视设备定期维修与保养，缺乏完善的工作计划与监管制度，在设备使用阶段腐蚀程度越来越严重，缩减设备使用寿命[1]。同时，机械设备维修保养工作缺乏专业化的技术人才，工作模式较为单一、传统，无法满足冶金行业创新发展需求，整个操作过程中存在隐患及危险，严重的还会引发安全事故。

（3）环境因素影响。大部分机械设备长期使用，会使大气中的氧气、二氧化碳、紫外线等对其造成一定腐蚀。例如：冶金企业所使用的管道长期暴露在外，受空气中的紫外线影响，对其造成腐蚀，使用材料出现老化、分裂、断裂等情况。再加上设备生锈，铁与空气中的氧气产生氧化铝反应，对机械设备造成不同程度的腐蚀，铁锈结构逐渐疏松，使空气、水进入其内部，使设备腐蚀程度加重，企业在此方面产生较大的经济损失。

（4）电化学反应所产生的腐蚀问题，也是一种较常见的腐蚀现象，腐蚀程度较严重，是应激性设备基础表面电解质发生电化学反应，导致机械设备表面腐蚀情况较严重。如果未第一时间发现及处理，会使腐蚀面积不断扩大，腐蚀程度持续增加，最终影响机械设备使用性能。

2 堆焊技术及其对冶金机械设备的修复作用

2.1 堆焊技术介绍

堆焊技术应用，主要是对已经受损的金属进行焊接处理，并在受损位置的表面构建一层金属保护，能对机械设备的材料加大保护力度，减少损失，延长设备使用年限。在冶金行业机械设备维修中对堆焊技术的应用，引起企业管理层的重视，在此方面加大投资力度，确保各类资源合理应用。其中就包括技术手段创新与人才培养，直接关系到堆焊技术在实际运用中的良好成效。当然也有少数部分冶金企业忽视对堆焊技术的应用，认为堆焊技术在操作过程中有一定的复杂性、困难性，因错误认识导致堆焊技术在冶金行业中的应用受阻。建议冶金企业能够从堆焊技术根本性质及应用价值方面详细探究，要通过专业化技术人才培训与考核，对堆焊技术规范操作，通过实际成效突出堆焊技术在冶金工程机械维修中的重要作用[2]。

2.2 对冶金机械设备的修复作用

在冶金机械设备修复方面对堆焊技术应用，其发挥着重要作用。从本质上探究，堆焊技术主要是在一定的环境条件下，对现有使用性能的合金材料进行保护处理，在其表面形成一层保护膜，加大工艺质量控制，使设备有较强的使用性能，整体形状及尺寸也符合验收标准。同时，无需对目标材料进行特殊处理，就能实现修复目的，投资成本较低、操作简单，避免在机械设备故障方面所产生经济损失。

例如：某钢铁集团应用四级破碎机设备作业，实操过程中出现了两个工作辊断裂问题，该工作辊使用年限仅为一年，磨损程度较小，直接报废处理使企业在此方面产生一定的经济损失[3]。对此，还需进行维修处理，选择激光堆焊技术对其进行修复，整体效果显著提升。考虑维修后工作辊表面光滑度要满足工作需求，运行过程中承载力不断加大，要有较强的抗压能力，选择5 kW流COZ激光器为主要焊接设备，焊接材料为Ni60+40%WC复合材料。焊接前控制焊材加热处理的环境在550～650℃，处理时间1.5 h，使用激光器在断裂的位置前后范围2 mm熔敷层3.0 mm厚堆焊材料，并进行辊压处理，使其突出部分不超过1.00 mm。

关于修复结果的检测，先用硬度检测仪进行实际检测，分别设计2.0 MPa压力值，形变0.0016 μm，无裂痕现象；设计5.0 MPa压力值，形变0.0038 μm，无裂痕现象；设计7.0 MPa压力值，形变0.0057 μm，无裂痕现象；设计10.0 MPa压力值，形变0.0074 μm，无裂痕现象；设计12.0 MPa压力值，形变0.0092 μm，无裂痕现象。结合具体数据能够了解激光修复断裂工作辊在12 MPa压力作用下，其变形量在0.001 μm范畴中，未出现裂痕情况，满足修复要求，整体效果显著提升。此外，还测试了不同温度下断裂处的变形情况，设计200℃，形变0.0009 μm，无熔断现象；设计300℃，形变0.0016 μm，无熔断现象；设计400℃，形变0.0026 μm，无熔断现象；设计500℃，形变0.0039 μm，无熔断现象；设计600℃，形变0.0050 μm，无熔断现象，也能了解当环境温度达到600℃时，修复工作辊形变依然在0.005 μm内，未出现熔断情况，说明整体维修效果良好。

3 堆焊技术在冶金工程机械维修中的应用

3.1 连铸辊修复中的应用

堆焊技术在连铸辊修复中的应用，要考虑整个冶金行业基础设备的影响性。通常情况下，连铸辊设备原材料要有较强的耐热性，但由于作业环境及实际条件影响，在长期运转过程中会出现断裂、裂纹、弯曲等情况，使其毁坏，并对机械设备内部结构造成不利影响。针对此问题处理，可选择堆焊技术，通过多种新型原材料的辅助，有助于提高受损设备修复工作质量[4]。

例如：某冶金工程内部连铸辊发生裂缝问题，修复阶段工作人员会借助先进的勘测技术与配套设备，对发生问题部分实际情况详细勘察与检测，获取更精准的信息数据。通过数据反馈结果了解严重程度，分析引发问题的具体原因。同时，工作人员选择传统的耐热材料对其进行修复，在短时间内又发生了裂纹情况。后续阶段，该冶金企业邀请专业化的技术人员对技术手段进行改革与创新，并以原材料为修复标准，通过多项基础条件的有效改善，使连铸辊的修复质量进一步提升。根据两次修复结果的对比探究，了解堆焊技术在连铸辊修复中的应用价值，不仅要加大技术手段创新力度，还对人员综合能力与技术水平等提出更高要求，学习更多先进技术与修复模式，对冶金行业创新发展有巨大影响。

3.2 叶轮叶片修复中的应用

在冶金行业中因工作内容不同，所用到的机械设备类别及性质也有一定的差异性，要考虑机械设备运行过程中的综合成效，注重叶轮叶片修复工作质量的管控。关于堆焊技术的应用。也能解决设备磨损及腐蚀问题。

例如：某冶金行业所使用的D700-13-Ⅱ型转炉炼钢除尘设备，考虑高速高压下风机叶轮作业环境较恶劣，材质是16Mn钢叶，叶片进风口的位置磨损及腐蚀情况较严重，尤其是在3000～4100 h条件下，叶轮叶片腐蚀因素影响，使其整体失去平衡性。对此，冶金企业选择堆焊技术进行有效修复，通过高铬合金EDZCr型堆焊焊条修复处理，与该设备受损表面充分结合，堆焊硬度能够达到55 HRC，整体耐磨性、抗氧化性均显著提升。

此外，在叶轮、叶片修复过程中也用到激光堆焊技术，并取得良好效益。在冶金机械维修工作开展阶段应用激光堆焊技术，能对具体内容详细分析与优化处理，以一种先进技术处理措施控制维修过程中激光与设备的距离，通过焊接处理设备损伤部分，整体修复质量与效率进一步提升[5]。当前，在激光堆焊技术运用过程中，也考虑现场作业人员生命安全，要求激光式维修设备运转完成修复操作，该项技术不会影响机械设备正常运行，是目前广泛应用的技术手段之一。某冶金工程在机械设备中所对叶轮叶片修复处理，就应用到激光堆焊技术，整体质量与成效显著，延长叶轮叶片使用年限。同时，在修复过程中，也对人员操作能力与经验综合探究，以节约成本、保证现场作业人员生命安全、确保设备恢复正常使用为核心目标，强化激光堆焊技术在冶金行业中的应用成效，也成为冶金行业长远发展必不可少的条件之一。

3.3 齿轮修复中的应用

齿轮修复也是冶金机械设备维修中的核心内容之一，考虑齿轮零件质量及性能对机械设备运行综合成效的巨大影响，还需确保齿轮故障问题发生后的修复效果良好。齿轮是一种外硬内韧的材料，在特殊作业设备中的良好应用突出齿轮主体作用。而齿轮故障问题发生后，修复工作开展要注重整体作业流程及工艺质量，通过渗碳淬火工序对其端口有明显的颗粒属性分析，直接影响到齿轮故障修复工作的难度。堆焊技术应用能对齿轮修复材料合理选择，根据齿轮运行环境，能重新组织运用红外辐射电热器综合处理，通过温度控制达到熔化标准，再用E306-1、E8515-G焊条材料，修复效果良好。如果使用E304-16焊条材料，还需进行缓冲处理，有助于保证齿轮修复综合效果。

基于社会经济高速发展背景下，冶金行业发展速度逐渐加快，为保证行业健康发展，还需提升冶金企业自身综合能力，要制定长远的发展计划，在机械设备正常运行情况下创造巨大的经济效益。其中，开展机械设备维修工作必不可少的应用到堆焊技术，按照类别划分，还包括宽级带堆焊技术，根据冶金行业中所运用到的机械设备类型规范操作。考虑大型机械设备操作过程中是有一定难度，运转周期较长，在长时间作业情况下会出现破裂情况，直接导致机械设备性能显著下降，甚至会影响生产作业进度[6]。对此，还需加大细微式的损伤点修复力度，通过宽带堆焊技术应用能解决此问题，控制修复宽度在3 mm以内，精准修复，整体操作难度降低，修复成果明显，施工技术水平显著提升，帮助冶金企业控制此方面的投资成本，确保设备正常运行，提高机械设备维修工作质量与效率。

4 结束语

通过上述内容分析，能够了解堆焊技术在冶金工程机械维修方面的应用价值，还需注重技术手段创新，在连铸辊修复、叶轮叶片修复、齿轮修复等应用过程中解决传统问题，突出堆焊技术应用成效与价值，成为冶金机械设备维修及修复的必要条件。同时，也多方面的考虑冶金机械设备耗损问题发生的具体原因，加大堆焊技术应用力度，实践成效有良好的基础保障，推动冶金行业健康发展，为冶金企业创造巨大的经济效益。