三、堆焊工艺参数的确定
合理确定轧辊对焊工艺参数的基本要求是：电弧燃烧稳定、堆焊焊缝成形良好、电能消耗最少、生产效率高。
3.1 轧辊的预热温度及预热时间
轧辊堆焊的预热温度可根据焊丝的含碳量确定，如图3-1所示：
图3-1 轧辊堆焊的预热温度
3Cr2W8V焊丝中含有较多的易形成碳化物的Cr、W元素，在高温下有较高的强度和硬度，即使在600°C的工作条件下，表面硬度能达到33HRC。为了得到较细密的内部组织，应采用较低的预热温度。但预热温度不能过低，如果预热温度过低不可避免地会产生裂纹。参考图3-1,根据焊丝的化学成分，结合堆焊轧辊的实际情况，确定了堆焊时轧辊的预热温度为320-410℃。
根据轧辊直径为279-465mm，长度为810mm，参考图3-1和堆焊预热时间公式（2-1）、（2-2），确定了堆焊时轧辊的预热时间为5h。
3.2 焊后热处理保温时间
回火处理时间与轧辊直径的大小有关，轧辊直径越大，对应的回火时间应越长。保温时间通常为每25.4mm的辊子直径，保温0.5-1h，根据辊子的三段中的最大直径，计算出保温时间为10-12h。
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3.3 堆焊工艺参数的确定
采用3Cr2W8V焊丝堆焊热轧辊的工艺参数见表3-1。
表3-1 采用3Cr2W8V焊丝堆焊热轧辊的工艺参数
焊丝直径/mm 3.2 HJ260 直流正接 280-320 30-32 焊 剂 电源极性 堆焊电流/A 电弧电压/V 送丝速度/m·min-1 1.3-1.6 堆焊速度/mm·min-1 550-650 堆焊层厚度/mm 3.5-6.5
3.4 堆焊层成分分析
轧辊堆焊层金属的化学成分，对于轧辊在轧制过程中的耐磨、耐热疲劳、耐高温冲击等性能起着决定性的作用。只有通过对堆焊层金属的化学分析，才能使我们进一步了解堆焊层的内部质量能否达到使用要求，找出薄弱环节，改进堆焊工艺。
当采用埋弧自动堆焊的方法时，可得到这样一个结论:随着堆焊层层数的增加，合金元素含量越来越接近焊丝中该合金元素的含量，但始终不可能与焊丝的化学成分相同。另外，在轧辊堆焊第一层中含碳、锰量的数值要接近母材原始含量，随着堆焊层层次的增加，在堆焊层金属中，含碳、锰量逐渐增多。由此可见，在采用合金焊丝自动堆焊时，为了要得到需要的堆焊层金属成分，使轧辊堆焊层表面达到预期的使用要求，必须使轧辊工作表面处于堆焊层第三层以上。这一结果为我们选择合理的堆焊层厚度提供了有利的依据。
对3Cr2W8V焊丝的第一堆焊层、第二堆焊层、第三堆焊层分别进行了成分化验，结果列于表3-2。
表3-2 热轧辊表面堆焊工作层的化学成分
材 料 C 3Cr2W8V焊丝 堆焊层 第一层 第二层 第三层 0.30-0.40 0.16 0.28 0.37 Mn 0.20-0.40 0.54 0.41 0.33 化 学 成 分/% Si ≤0.35 - - - Cr 2.20-2.70 1.20 1.80 2.34 Ni - - - - W 7.5-9.9 3.70 6.85 7.85 S - - - P - - -
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3.5 堆焊层硬度测试结果及分析
硬度是材料抵抗表面局部变形的能力，是目前唯一可用来反映材料表面耐磨层机械与工艺特性的
物理参数，它是材料化学性质、物理性质和组织特性的综合表现。
保温时间相同，不同的回火温度常温硬度测试结果见下表3-3。 表3-3 不同的回火温度的硬度试验数据
回火温度 硬度值（HB） 空 冷 427.5 500℃ 446.5 520℃ 451 540℃ 456 560℃ 493 580℃ 443 600℃ 411
焊后回火温度对堆焊层金属硬度的一般影响规律是：回火温度高，消除应力效果好，但有可能使堆焊层的硬度下降，有损于耐磨性;回火温度过低应力消除不彻底、析出过程不充分，同样不利于堆焊层硬度和耐磨性的提高。在保温时间相同的条件下，回火温度在560℃时，堆焊层金属的硬度达到峰值。所以，为使堆焊层金属具有较高的硬度又能减少焊接残余应力，回火温度应控制在560℃左右。
回火温度一定，堆焊金属在不同回火时间的硬度试验数据见表3-4。 表3-4 不同回火时间的硬度试验数据
回火时间 硬度值（HB） 5h 493 8h 492 16h 490
回火温度确定后，回火时间的长短对工业性生产至关重要，确定合理的回火时间，有利于提高劳动生产率。回火处理时间对堆焊层金属的硬度影响不明显。
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四、设计小结
小 结
焊接行业是重要的工业门类之一，对于我国而言，它在整个国民经济的各个部门中发挥了重要的作用。我们大学生对于焊接行业的认识还是很肤浅的，但是通过这次焊接的课程设计，让我们更多的了解有关焊接设计的基本知识，更进一步掌握了一些关于焊接设计的步骤和方法，这对我们在今后的生产实践工作中无疑是个很好的帮助，也间接性的为今后的工作经验有了一定的积累。焊接工艺是个很专业性、实践性很强的技术，而它的主要内容都是在今后的生产实践中逐步积累和丰富起来的。因此，我们要学好这项技术光靠书本上的点点知识还是不够的，我们更多的还应该将理论与实际结合起来，这还需要我们到工厂里去实践。短短十几天的课程设计接近尾声了，总结我们做的课程设计-轧辊堆焊工艺过程。主要有以下几个要点： (1) 焊前加工：去除疲劳层及裂纹。
(2) 焊前预热：预热温度为320-410℃，同时控制层间温度在420℃ 。
(3) 堆焊过程：选用适当的焊丝及焊剂，采用自动埋弧堆焊，注意焊接规范成型均匀美观。 (4) 焊后缓冷和热处理：热处理宜用560℃回火处理。
(5) 焊后加工及检验。控制工艺规范，严格操作过程，将获得较满意的堆焊效果。
我通过查阅相关手册和书籍和上网搜索期刊论文，结合两者来进行作业。通过这次课程设计，我对焊接有了初步了解，在没有做课程设计以前，觉得课程设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做课程设计发现自己的看法有点片面。课程设计不仅是对前面学过知识的检验，而且也是对自己能力的提高。这次的课程设计使我明白了自己的知识还比较欠缺，自己要学习的东西还很多。现在我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己的综合素质和知识。
由于我们焊接的课时较少，焊接知识也较少，对我们来说其实困难重重，但是老师曾经说过，我们大学学习的是基础，对以后工作没多大的用处，我们主要学习的是学习的方法。《和平年代》里说：当幻想和现实面对时，总是很痛苦的。要么你被痛苦击倒，要么你把痛苦踩在脚下。只要我们懂得学习的方法，再结合老师的指导，一定能够顺利完成这次课程设计。
总之，一分耕耘一分收获，在这次设计中，还是有收获的。此外还得出一个结论：知识必须通过运用才能实现其价值。
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五、附表
焊接工艺评定报告
单位名称： 批准人签字：XXX
报告编号： 日 期：2009年1月3日
焊接方法：埋弧堆焊 机械化程度：手工 半自动 自动√ 产品部件名称：热轧辊
轧辊埋弧堆焊工作详图： 母材： 牌号：Q235钢 直径：φ279mm-φ465mm 辊长：810mm焊接材料： 焊丝牌号：3Cr2W8V 直径：φ3.2mm 焊剂牌号：HJ-260 焊接位置：全位置 预热及焊后热处理： 预热温度：320-410℃ 预热时间：5h 冷却方式：空冷 层间温度：420℃ 焊后热处理温度： 500-600℃ 保温时间：10-12h 冷却方式：采用随炉缓冷，当辊温降到100℃以下时出炉空冷
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