一、前言：
随着辊压机在水泥粉磨中的推广应用，生产辊压机的企业也越来越多。20世纪80年代中期辊压机从德国引进时，国内只有中信重机等3家单位生产辊压机，到目前为止，生产辊压机的单位多达10多家。规格型号从早期的Ф1000Χ300发展到目前的Ф1700Χ1800。随着辊压机的增多，辊面修复市场也越来越大，从事辊压机辊面修复的单位早期只有郑州机械研究所，目前发展到不少于5家单位，就连以前从事立磨磨辊修复的单位也纷纷加入辊压机辊面修复中来。由于对辊压机辊面磨损机理不熟悉，再加上焊接材料选择不当，容易造成修复后辊面剥落、不耐磨等缺陷。
二、容易产生的误区
由于水泥行业焊接专业技术人员不多，在辊面修复过程中，往往会造成以下误区。
误区1、辊面堆焊修复后，硬度越高越耐磨。
辊压机主要由两个辊子（定辊和动辊）和一套产生高压的液压系统所构成。从辊压机的工作状况可以看出，辊面的磨损类型属于典型的高应力磨料磨损。这就要求辊面具有较高的硬度和韧性。从辊子的破坏形式来分析，选择的堆焊材料不仅耐磨性好，而且要具备较高的韧性和抗疲劳性。目前绝大部分从事辊压机辊面修复的单位采用高Cr铸铁型耐磨焊丝（焊条），一是因为高Cr铸铁型耐磨焊丝成本低，水泥企业容易接受，二是因为高Cr铸铁型耐磨焊丝硬度高，焊后组织主要为铸铁型基体上分布大块碳化物，含C量在3%以上，堆焊层硬度在HRC60以上，具有良好的耐磨性能。但其结合性、抗裂性和抗疲劳性差，在辊面上堆焊一层就会出现交错裂纹。在辊体运行过程中，由于应力的影响，很容易出现大面积剥落。同时堆焊层的交错裂纹，易延伸至辊子母体，使辊面出现大量缺陷，直接影响辊体质量。
郑州机械研究所经过分析辊压机辊面的磨损机理、通过大量的耐磨实验，对材料进行深入研究及性能对比，研制生产ZD1、ZD2、ZD3、ZD310系列药芯焊丝。ZD1的特点是韧性好，作为止裂层焊在最下面。ZD2强度高，可抵抗较高的拉应力和压应力，起到很好的缓冲作用，可作为缓冲层使用。ZD3为辊面耐磨材料，堆焊层金属主要成分是C、Cr、Mo、W、V、Ni、Nb等，堆焊后组织为马氏体+残余奥氏体+针状贝氏体+少量碳化物，焊接工艺良好，抗裂性能优良，冷焊、多层焊效果好。ZD310属于高合金堆焊材料，耐磨性能优于ZD3，主要作为辊面的耐磨花纹处理。使用ZD系列药芯焊丝堆焊修复后的辊面硬度一般在HRC55~59，该所研制的TN65焊条硬度高达HRC66，但该焊条韧性不好，不宜在辊面修复中应用。在辊面修复过程中，不能盲目追求辊面硬度，否则将会造成辊面剥落。
误区2、进口焊丝比国产焊丝好。
目前国内有许多水泥企业使用进口辊压机，如台泥句容、江西亚东等，使用的辊压机为德国洪堡公司原装进口的，目前是国内型号最大，辊子最大直径达1700mm，辊子工作面宽度达1700mm。按照德国洪堡公司的要求，辊面修复均使用进口焊丝，但修复后辊面质量不太好。台泥句容水泥几乎每月都要对辊面进行局部修复，每月要用5万元左右的焊丝（进口焊丝价格比较贵），而且进口焊丝堆焊修复时要对辊体进行预热（如图1）。
该公司辊压机辊面经过用进口焊丝多次堆焊修复失败后，决定考虑使用郑州机械研究所自行研制ZD系列药芯焊丝进行补焊。2006年8月郑州机械研究所派4名焊工用自行研制的ZD系列药芯焊丝及相关工艺，现场修复辊压机动辊辊面宽度为300mm的整个圆周，其余部分还用进口焊丝。修复后连续运转一段时间后，用ZD系列药芯焊丝修复的辊面只有微量磨损，没有出现剥落现象。而用进口焊丝同时修复的部位则出现剥落现象（如图2，图中右边为ZD系列焊丝修复的辊面，左边为进口焊丝修复的辊面）。通过对比实验，该公司对ZD系列焊丝有了初步认识。2006年11月，该公司把辊压机辊套委托给郑州机械研究所整体堆焊。堆焊后于2007年元月2号投入使用，目前已经连续使用4年多，辊面磨损均匀。目前使用进口辊压机的水泥企业，如江西亚东、山东临沂中联、重庆拉法基等，均与郑州机械研究所合作。实践证明ZD系列药芯焊丝已可以完全取代进口焊丝。且价格相对进口焊丝低得多，性价比优势显著。
误区3、自动焊比半自动焊效果好。
目前有的公司采用自动焊接对辊面进行在线修复，焊接时用传动装置让辊子转动，焊枪在辊面正上方进行自动焊接。在线修复的辊面在修复前要用碳弧气刨清理辊面裂纹、疲劳层等，由于辊面疲劳深度不同，清理深度也不同，辊面可能形成凸凹不平外圆面。如果辊面有局部裂纹，清理时辊面有可能产生局部凹坑。自动堆焊时焊丝与辊面之间的距离（即焊距）随着凸凹不平的辊面而变化，焊缝不均匀，容易造成夹渣等焊接缺陷。
郑州机械研究所在线修复时采用半自动焊接，离线修复时采用全自动焊接，离线修复按照以下工序：
1、辊子轴承及轴承座拆卸；
2、用短电弧切削专用机床对辊面残留耐磨层及疲劳裂纹进行清理（如图3）；
3、对清理后的辊子进行车加工，加工后对辊体进行超声波探伤，确保辊体没有内在缺陷（如图4）；
4、把加工好的辊子装在自动焊接工装上，用天然气对辊子进行预热（如图5）；
5、采用ZD系列埋弧药芯焊丝（Ф4.0）对辊面进行堆焊修复（如图6）；
6、对修复好的辊子安装轴承及轴承座。
从以上工序可以看出，通过对辊子的车加工，辊面堆焊时焊距均匀，在焊接过程中就不会产生焊接缺陷。
误区4、辊面可以无限次在线修复。
辊面在线修复时由于无法消除焊接应力，在辊子运转过程中，堆焊层会产生疲劳裂纹。随着裂纹向辊子母体延伸，下一次修复时，堆焊量往往比上次还深，特别是对于辊体母材不太好的辊子（铸造辊体），经过2次在线修复后，辊面严重破坏。由于焊接量逐次扩大，一般在在线修复次数为3~5次，不能无限次地在线修复。焊接量增加到50mm以上时，由于在线修复条件所限，建议进行离线修复。最好购买备用辊子，以便辊子进行离线修复。
误区5、在线堆焊修复时对辊面进行预热。
在线修复时，为了保证焊接质量，有的公司在辊子下面安放炉灶，对辊体预热。由于辊子轴承不能过热，所以即使预热也不能达到焊接需要的温度。郑州机械研究所研制的ZD系列药芯焊丝（Ф1.6）适用于冷焊，无须对辊面进行预热，非常适用于辊面的在线堆焊修复。
误区6、辊面只要磨损就必须马上修复。
考虑到对辊压机辊子的维护，有的水泥企业对辊面关爱有加，一旦发现磨损，就马上就补焊。其实，辊子在使用过程中发生磨损是不可避免的，耐磨层厚度一般在10mm左右，耐磨花纹层（横条状，部分堆焊成网格加硬质圆点）一般在5mm左右。如果耐磨花纹层没有磨损完就补焊，会把原来的耐磨层破坏，产生更多裂纹，在运转过程中容易产生剥落，反而起反作用。一般情况下，耐磨花纹层磨损完再补焊效果比较好。
误区7、辊面修复用焊丝一成不变。
目前许多从事耐磨堆焊修复的单位自身不生产焊丝，大多是外购焊丝，甚至是进口焊丝。由于我国地域广阔，南方地区水泥企业的物料与北方物料差异很大，辊面耐磨层焊丝不可能用一种就能解决所有辊压机辊面磨损问题。郑州机械研究所根据我国物料实际情况，研发3种辊面花纹层焊丝，通常使用ZD310药芯焊丝作为辊面的耐磨花纹处理。但对于南方地区，由于物料磨耗系数大，就用MD501或者ZD501焊丝作为辊面耐磨花纹层，对症下药才能根本解决问题。
三、结束语
对辊面进行及时的在线修复，是非常必要的，既节省焊接材料，修复时间又短，修复成本相对较低。但在修复过程中，要根据辊面磨损破坏的实际情况，选择合理的焊接工艺及相应的焊接材料，选择专业的修复单位，对辊面进行合理的修复，充分发挥辊压机在粉磨系统中的优越性。
一、前言：
随着辊压机在水泥粉磨中的推广应用，生产辊压机的企业也越来越多。20世纪80年代中期辊压机从德国引进时，国内只有中信重机等3家单位生产辊压机，到目前为止，生产辊压机的单位多达10多家。规格型号从早期的Ф1000Χ300发展到目前的Ф1700Χ1800。随着辊压机的增多，辊面修复市场也越来越大，从事辊压机辊面修复的单位早期只有郑州机械研究所，目前发展到不少于5家单位，就连以前从事立磨磨辊修复的单位也纷纷加入辊压机辊面修复中来。由于对辊压机辊面磨损机理不熟悉，再加上焊接材料选择不当，容易造成修复后辊面剥落、不耐磨等缺陷。
二、容易产生的误区
由于水泥行业焊接专业技术人员不多，在辊面修复过程中，往往会造成以下误区。
误区1、辊面堆焊修复后，硬度越高越耐磨。
辊压机主要由两个辊子（定辊和动辊）和一套产生高压的液压系统所构成。从辊压机的工作状况可以看出，辊面的磨损类型属于典型的高应力磨料磨损。这就要求辊面具有较高的硬度和韧性。从辊子的破坏形式来分析，选择的堆焊材料不仅耐磨性好，而且要具备较高的韧性和抗疲劳性。目前绝大部分从事辊压机辊面修复的单位采用高Cr铸铁型耐磨焊丝（焊条），一是因为高Cr铸铁型耐磨焊丝成本低，水泥企业容易接受，二是因为高Cr铸铁型耐磨焊丝硬度高，焊后组织主要为铸铁型基体上分布大块碳化物，含C量在3%以上，堆焊层硬度在HRC60以上，具有良好的耐磨性能。但其结合性、抗裂性和抗疲劳性差，在辊面上堆焊一层就会出现交错裂纹。在辊体运行过程中，由于应力的影响，很容易出现大面积剥落。同时堆焊层的交错裂纹，易延伸至辊子母体，使辊面出现大量缺陷，直接影响辊体质量。
郑州机械研究所经过分析辊压机辊面的磨损机理、通过大量的耐磨实验，对材料进行深入研究及性能对比，研制生产ZD1、ZD2、ZD3、ZD310系列药芯焊丝。ZD1的特点是韧性好，作为止裂层焊在最下面。ZD2强度高，可抵抗较高的拉应力和压应力，起到很好的缓冲作用，可作为缓冲层使用。ZD3为辊面耐磨材料，堆焊层金属主要成分是C、Cr、Mo、W、V、Ni、Nb等，堆焊后组织为马氏体+残余奥氏体+针状贝氏体+少量碳化物，焊接工艺良好，抗裂性能优良，冷焊、多层焊效果好。ZD310属于高合金堆焊材料，耐磨性能优于ZD3，主要作为辊面的耐磨花纹处理。使用ZD系列药芯焊丝堆焊修复后的辊面硬度一般在HRC55~59，该所研制的TN65焊条硬度高达HRC66，但该焊条韧性不好，不宜在辊面修复中应用。在辊面修复过程中，不能盲目追求辊面硬度，否则将会造成辊面剥落。
误区2、进口焊丝比国产焊丝好。
目前国内有许多水泥企业使用进口辊压机，如台泥句容、江西亚东等，使用的辊压机为德国洪堡公司原装进口的，目前是国内型号最大，辊子最大直径达1700mm，辊子工作面宽度达1700mm。按照德国洪堡公司的要求，辊面修复均使用进口焊丝，但修复后辊面质量不太好。台泥句容水泥几乎每月都要对辊面进行局部修复，每月要用5万元左右的焊丝（进口焊丝价格比较贵），而且进口焊丝堆焊修复时要对辊体进行预热（如图1）。
该公司辊压机辊面经过用进口焊丝多次堆焊修复失败后，决定考虑使用郑州机械研究所自行研制ZD系列药芯焊丝进行补焊。2006年8月郑州机械研究所派4名焊工用自行研制的ZD系列药芯焊丝及相关工艺，现场修复辊压机动辊辊面宽度为300mm的整个圆周，其余部分还用进口焊丝。修复后连续运转一段时间后，用ZD系列药芯焊丝修复的辊面只有微量磨损，没有出现剥落现象。而用进口焊丝同时修复的部位则出现剥落现象（如图2，图中右边为ZD系列焊丝修复的辊面，左边为进口焊丝修复的辊面）。通过对比实验，该公司对ZD系列焊丝有了初步认识。2006年11月，该公司把辊压机辊套委托给郑州机械研究所整体堆焊。堆焊后于2007年元月2号投入使用，目前已经连续使用4年多，辊面磨损均匀。目前使用进口辊压机的水泥企业，如江西亚东、山东临沂中联、重庆拉法基等，均与郑州机械研究所合作。实践证明ZD系列药芯焊丝已可以完全取代进口焊丝。且价格相对进口焊丝低得多，性价比优势显著。
误区3、自动焊比半自动焊效果好。
目前有的公司采用自动焊接对辊面进行在线修复，焊接时用传动装置让辊子转动，焊枪在辊面正上方进行自动焊接。在线修复的辊面在修复前要用碳弧气刨清理辊面裂纹、疲劳层等，由于辊面疲劳深度不同，清理深度也不同，辊面可能形成凸凹不平外圆面。如果辊面有局部裂纹，清理时辊面有可能产生局部凹坑。自动堆焊时焊丝与辊面之间的距离（即焊距）随着凸凹不平的辊面而变化，焊缝不均匀，容易造成夹渣等焊接缺陷。
郑州机械研究所在线修复时采用半自动焊接，离线修复时采用全自动焊接，离线修复按照以下工序：
1、辊子轴承及轴承座拆卸；
2、用短电弧切削专用机床对辊面残留耐磨层及疲劳裂纹进行清理（如图3）；
3、对清理后的辊子进行车加工，加工后对辊体进行超声波探伤，确保辊体没有内在缺陷（如图4）；
4、把加工好的辊子装在自动焊接工装上，用天然气对辊子进行预热（如图5）；
5、采用ZD系列埋弧药芯焊丝（Ф4.0）对辊面进行堆焊修复（如图6）；
6、对修复好的辊子安装轴承及轴承座。
从以上工序可以看出，通过对辊子的车加工，辊面堆焊时焊距均匀，在焊接过程中就不会产生焊接缺陷。
误区4、辊面可以无限次在线修复。
辊面在线修复时由于无法消除焊接应力，在辊子运转过程中，堆焊层会产生疲劳裂纹。随着裂纹向辊子母体延伸，下一次修复时，堆焊量往往比上次还深，特别是对于辊体母材不太好的辊子（铸造辊体），经过2次在线修复后，辊面严重破坏。由于焊接量逐次扩大，一般在在线修复次数为3~5次，不能无限次地在线修复。焊接量增加到50mm以上时，由于在线修复条件所限，建议进行离线修复。最好购买备用辊子，以便辊子进行离线修复。
误区5、在线堆焊修复时对辊面进行预热。
在线修复时，为了保证焊接质量，有的公司在辊子下面安放炉灶，对辊体预热。由于辊子轴承不能过热，所以即使预热也不能达到焊接需要的温度。郑州机械研究所研制的ZD系列药芯焊丝（Ф1.6）适用于冷焊，无须对辊面进行预热，非常适用于辊面的在线堆焊修复。
误区6、辊面只要磨损就必须马上修复。
考虑到对辊压机辊子的维护，有的水泥企业对辊面关爱有加，一旦发现磨损，就马上就补焊。其实，辊子在使用过程中发生磨损是不可避免的，耐磨层厚度一般在10mm左右，耐磨花纹层（横条状，部分堆焊成网格加硬质圆点）一般在5mm左右。如果耐磨花纹层没有磨损完就补焊，会把原来的耐磨层破坏，产生更多裂纹，在运转过程中容易产生剥落，反而起反作用。一般情况下，耐磨花纹层磨损完再补焊效果比较好。
误区7、辊面修复用焊丝一成不变。
目前许多从事耐磨堆焊修复的单位自身不生产焊丝，大多是外购焊丝，甚至是进口焊丝。由于我国地域广阔，南方地区水泥企业的物料与北方物料差异很大，辊面耐磨层焊丝不可能用一种就能解决所有辊压机辊面磨损问题。郑州机械研究所根据我国物料实际情况，研发3种辊面花纹层焊丝，通常使用ZD310药芯焊丝作为辊面的耐磨花纹处理。但对于南方地区，由于物料磨耗系数大，就用MD501或者ZD501焊丝作为辊面耐磨花纹层，对症下药才能根本解决问题。
三、结束语
对辊面进行及时的在线修复，是非常必要的，既节省焊接材料，修复时间又短，修复成本相对较低。但在修复过程中，要根据辊面磨损破坏的实际情况，选择合理的焊接工艺及相应的焊接材料，选择专业的修复单位，对辊面进行合理的修复，充分发挥辊压机在粉磨系统中的优越性。
【作者：郑州机械研究所 王欣】
