堆焊耐磨鋼板在燒結引風機葉輪上的應用

燒(shao)結(jie)類風機(ji)由于(yu)(yu)燒(shao)結(jie)煙氣中含有大(da)量(liang)的(de)固體顆(ke)粒(li),使得風機(ji)的(de)工(gong)作(zuo)環境極為惡劣,因(yin)此(ci)(ci)其葉輪葉片是磨損最快的(de)零(ling)部件。多年來國(guo)內外主要生產廠家采(cai)取的(de)防磨措施主要是用(yong)(yong)耐(nai)磨焊(han)條(tiao)或焊(han)絲堆焊(han)成(cheng)(cheng)條(tiao)狀(zhuang)耐(nai)磨層,或者用(yong)(yong)噴焊(han)耐(nai)磨合金粉(fen)末的(de)方法。而由于(yu)(yu)噴焊(han)的(de)方法成(cheng)(cheng)本高,工(gong)藝復(fu)雜,對需要噴焊(han)基(ji)體材(cai)料(liao)的(de)性能(neng)影響大(da),因(yin)此(ci)(ci)應用(yong)(yong)較(jiao)少;堆焊(han)的(de)方式為間(jian)隔行堆,對于(yu)(yu)國(guo)內大(da)多除塵效(xiao)果較(jiao)差的(de)用(yong)(yong)戶,堆焊(han)層的(de)壽命很難達(da)到(dao)設計規定的(de)使用(yong)(yong)期(qi)限。

利用焊接方法將葉輪葉片形成整體復合耐磨鋼板的(de)生產(chan)工藝(yi)日臻成熟,其獨特的(de)磨(mo)損性能越(yue)來越(yue)多的(de)在礦山機械(xie)、水泥機械(xie)等耐(nai)磨(mo)性較大的(de)行業得(de)到廣(guang)泛(fan)的(de)應用(yong)。應用(yong)復合耐(nai)磨(mo)鋼板可提高風機葉輪(lun)的(de)使用(yong)壽命。

復(fu)合(he)耐(nai)磨(mo)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)(ban)是用堆(dui)焊(han)的(de)方法在(zai)低合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)(ban)上堆(dui)敷(fu)一(yi)層(ceng)高(gao)(gao)鉻及其碳化物材料,從(cong)而形成(cheng)堆(dui)焊(han)層(ceng)具(ju)有(you)高(gao)(gao)耐(nai)磨(mo)性(xing)能(neng)、背(bei)面(mian)具(ju)有(you)高(gao)(gao)韌性(xing)能(neng)的(de)一(yi)種鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)(ban)材料;正(zheng)是由(you)于(yu)復(fu)合(he)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)(ban)正(zheng)反兩面(mian)性(xing)能(neng)的(de)較大(da)差(cha)異,造成(cheng)了復(fu)合(he)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)(ban)與原低碳合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)(ban)的(de)彎曲(qu)、焊(han)接(jie)、機(ji)械加工(gong)(gong)(gong)等(deng)性(xing)能(neng)有(you)很大(da)的(de)不同。為保證復(fu)合(he)耐(nai)磨(mo)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)(ban)在(zai)葉(xie)輪上能(neng)夠順利(li)進行(xing)施(shi)工(gong)(gong)(gong)并(bing)安(an)全(quan)可(ke)靠地運(yun)行(xing)使用,需要有(you)足夠的(de)試驗作為支撐,以解(jie)決在(zai)使用過程的(de)結構連(lian)接(jie)形式、加工(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)等(deng)多(duo)方面(mian)的(de)技術難點。根據(ju)燒結風機(ji)的(de)結構特點,我(wo)們(men)做了以下試驗驗證工(gong)(gong)(gong)作。

堆焊耐(nai)磨(mo)(mo)鋼板(ban)(ban)耐(nai)磨(mo)(mo)層(ceng)是用(yong)(yong)堆焊的(de)(de)(de)方法形成的(de)(de)(de),因(yin)此不同的(de)(de)(de)生(sheng)產廠家提供的(de)(de)(de)復合耐(nai)磨(mo)(mo)板(ban)(ban)、不同的(de)(de)(de)堆焊層(ceng)的(de)(de)(de)厚度、寬度、堆焊方向對于復合耐(nai)磨(mo)(mo)鋼板(ban)(ban)的(de)(de)(de)彎(wan)曲性能都有(you)直(zhi)接的(de)(de)(de)影(ying)響。當(dang)使用(yong)(yong)復合耐(nai)磨(mo)(mo)鋼板(ban)(ban) 作為葉(xie)輪葉(xie)片的(de)(de)(de)襯板(ban)(ban)時,根據結構(gou)要求(qiu)首先須進行彎(wan)曲加工。由于在國內外(wai)同行業中對復合耐(nai)磨(mo)(mo)鋼板(ban)(ban)彎(wan)曲后(hou)(hou)耐(nai)磨(mo)(mo)層(ceng)表面裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)寬度和深度沒有(you)一個統(tong)一的(de)(de)(de)判斷標(biao)準,因(yin)此只能根據彎(wan)曲后(hou)(hou)開裂(lie)程度最(zui)小、彎(wan)曲半徑最(zui)小的(de)(de)(de)作為最(zui)終(zhong)使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)板(ban)(ban)料。

彎(wan)(wan)曲分兩種情況(曲率(lv)半徑大(da)于(yu)(yu)(yu) 500mm 時):平行于(yu)(yu)(yu)耐(nai)磨層(ceng)(ceng)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)彎(wan)(wan)曲,垂(chui)直(zhi)于(yu)(yu)(yu)耐(nai)磨層(ceng)(ceng)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)彎(wan)(wan)曲。平行于(yu)(yu)(yu)耐(nai)磨層(ceng)(ceng)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)彎(wan)(wan)曲的裂紋(wen)為(wei)通長(chang)(chang)開裂且(qie)裂紋(wen)開口較大(da),垂(chui)直(zhi)于(yu)(yu)(yu)耐(nai)磨層(ceng)(ceng)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)彎(wan)(wan)曲裂紋(wen)為(wei)垂(chui)直(zhi)于(yu)(yu)(yu)堆焊(han)層(ceng)(ceng)的斷續狀(zhuang)裂紋(wen),單個裂紋(wen)長(chang)(chang)度小(xiao)于(yu)(yu)(yu) 6 個堆焊(han)層(ceng)(ceng)寬(kuan)度( 30 ~ 35mm )。因此(ci)實際葉片下料(liao)時葉片長(chang)(chang)度應沿堆焊(han)層(ceng)(ceng)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)。

對復合(he)耐磨鋼板 邊部耐磨層去除(chu)采(cai)用(yong)(yong)選擇經濟又高效(xiao)的切割方法,采(cai)用(yong)(yong)小直徑碳弧氣(qi)刨效(xiao)率(lv)高、成(cheng)型較好,但母材接觸氣(qi)刨時已受到較深的損傷,可通(tong)過后續(xu)的焊接仍可使用(yong)(yong);采(cai)用(yong)(yong)等離子(zi)弧氣(qi)割操作不便,成(cheng)形(xing)差,堆焊層去除(chu)不徹底,不推薦使用(yong)(yong);砂輪磨削效(xiao)率(lv)極低,不可采(cai)用(yong)(yong)。

復合耐(nai)磨鋼板用(yong)作襯板與葉輪葉片的連接(jie)(jie)用(yong)螺(luo)栓聯接(jie)(jie),加(jia)大底孔尺(chi)寸,采用(yong)電弧焊(han)堆焊(han)過渡層(ceng),使之與葉片焊(han)接(jie)(jie)連接(jie)(jie)在一起,沉頭(tou)(tou)螺(luo)釘頭(tou)(tou)通(tong)過堆焊(han)增加(jia)耐(nai)磨性。該(gai)方法的缺(que)點:螺(luo)釘頭(tou)(tou)堆焊(han)影響外觀質量。

曲形(xing)、焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)后復合(he)耐磨(mo)板的(de)(de)耐磨(mo)層發生開裂的(de)(de)情況肯定存在,為了減小開裂長度,一般需要(yao)(yao)對開裂部(bu)位進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)(han)。采用堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)條(、堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)實心(xin)焊(han)(han)(han)(han)絲(si)、堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)用藥芯焊(han)(han)(han)(han)絲(si) 3 種不同的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料作為堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料進(jin)行(xing)相關的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)性試驗 。。結(jie)果比較及得(de)出結(jie)論: 3 種堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)材(cai)料均滿足(zu)堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)后不開裂的(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu),但(dan)從(cong)材(cai)料的(de)(de)成本方面考慮,以(yi)采用堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han) 焊(han)(han)(han)(han)條、堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)絲(si)為好。

為保證連接焊(han)(han)(han)(han)縫的(de)焊(han)(han)(han)(han)接質(zhi)(zhi)量,采用焊(han)(han)(han)(han)條作為連接焊(han)(han)(han)(han)縫焊(han)(han)(han)(han)接材料(liao),這樣以保證連接焊(han)(han)(han)(han)縫應具有足夠的(de)連接強度和(he)良(liang)好(hao)的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫質(zhi)(zhi)量 。 連接焊(han)(han)(han)(han)縫采用焊(han)(han)(han)(han)條焊(han)(han)(han)(han)接后,成型均較好(hao),未(wei)發(fa)現(xian)(xian)開(kai)(kai)裂現(xian)(xian)象;在其表面采用 堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)條、堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)實心焊(han)(han)(han)(han)絲、堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)用藥芯焊(han)(han)(han)(han)絲 3 種(zhong)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)材料(liao)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)亦未(wei)發(fa)現(xian)(xian)開(kai)(kai)裂現(xian)(xian)象,從成本方(fang)面考慮焊(han)(han)(han)(han)縫表面的(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)材料(liao)仍選用 堆(dui)焊(han)(han)(han)(han) 焊(han)(han)(han)(han)條、堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)絲為好(hao)。

結(jie)構(gou)模擬試(shi)驗是檢(jian)驗工(gong)藝可(ke)靠性(xing)(xing)的(de)重要手段之(zhi)一。葉輪焊(han)(han)(han)縫(feng)的(de)結(jie)構(gou)形式主(zhu)要為(wei)角焊(han)(han)(han)縫(feng),增加(jia)復合耐(nai)磨鋼板后焊(han)(han)(han)縫(feng)的(de)可(ke)靠性(xing)(xing)是最關(guan)鍵的(de)問題。為(wei)此采(cai)用堆焊(han)(han)(han) 焊(han)(han)(han)條、堆焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)絲(si)進行堆焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)條作為(wei)焊(han)(han)(han)縫(feng)表面(mian)堆焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)條進行試(shi)驗,經(jing)過表面(mian)探傷檢(jian)驗 , 焊(han)(han)(han)縫(feng)表面(mian)未出現(xian)開裂現(xian)象,通過焊(han)(han)(han)縫(feng)的(de)拉(la)伸、沖(chong)擊等一系列試(shi)驗檢(jian)驗證明了該工(gong)藝的(de)可(ke)行性(xing)(xing)和可(ke)靠性(xing)(xing)。

沖(chong)蝕磨(mo)損(sun)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)是(shi)判斷耐(nai)磨(mo)鋼板(ban)耐(nai)磨(mo)性的(de)(de)(de)(de)高低的(de)(de)(de)(de)有效檢驗(yan)(yan)(yan)手段之(zhi)一(yi)。根據風(feng)機工(gong)作工(gong)況(kuang)的(de)(de)(de)(de)特點沖(chong)蝕是(shi)葉輪(lun)破壞的(de)(de)(de)(de)主要形式,為(wei)(wei)(wei)此選擇沖(chong)蝕磨(mo)損(sun)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)。該方法是(shi)利用(yong)空氣壓(ya)縮機產(chan)生的(de)(de)(de)(de)高壓(ya)空氣通入混料(liao)箱,沖(chong)蝕試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)在實驗(yan)(yan)(yan)機中(zhong)進(jin)行,其中(zhong)沖(chong)蝕磨(mo)損(sun)的(de)(de)(de)(de)石英砂砂流沖(chong)擊角依次(ci)選擇為(wei)(wei)(wei)15°、 30°、 45°、 60°、 90°。沖(chong)蝕介質為(wei)(wei)(wei)120 ~ 180 目的(de)(de)(de)(de)石英砂,試(shi)(shi)樣沖(chong)蝕失(shi)重用(yong)精度為(wei)(wei)(wei)0.1 mg的(de)(de)(de)(de)分析天(tian)平測量,取3個平行試(shi)(shi)樣的(de)(de)(de)(de)平均值作為(wei)(wei)(wei)最終沖(chong)蝕失(shi)重的(de)(de)(de)(de)結果。

試(shi)驗表(biao)明: 3種雙(shuang)金屬耐磨(mo)(mo)(mo)鋼(gang)板的硬度(du)(du)均(jun)比(bi)(bi)葉片母材高(gao),耐沖(chong)(chong)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)均(jun)比(bi)(bi)葉片高(gao)3~7倍不等(deng);小角(jiao)度(du)(du)下(xia)(xia)的沖(chong)(chong)蝕(shi)(shi)磨(mo)(mo)(mo)損速(su)(su)率(lv)低(di)(di),大角(jiao)度(du)(du)下(xia)(xia)的沖(chong)(chong)蝕(shi)(shi)磨(mo)(mo)(mo)損速(su)(su)率(lv)高(gao),沖(chong)(chong)蝕(shi)(shi)磨(mo)(mo)(mo)損速(su)(su)率(lv)隨(sui)沖(chong)(chong)蝕(shi)(shi)角(jiao)度(du)(du)增(zeng)大而(er)單(dan)調增(zeng)加;沖(chong)(chong)蝕(shi)(shi)磨(mo)(mo)(mo)損規(gui)律基本(ben)滿足強(qiang)韌性(xing)(xing)(xing)綜(zong)合性(xing)(xing)(xing)能(neng)較(jiao)好金屬材料的沖(chong)(chong)蝕(shi)(shi)磨(mo)(mo)(mo)損變化規(gui)律,即(ji)小角(jiao)度(du)(du)和(he)大角(jiao)度(du)(du)下(xia)(xia)的沖(chong)(chong)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)均(jun)較(jiao)低(di)(di),而(er)中間角(jiao)度(du)(du)沖(chong)(chong)蝕(shi)(shi)條件(jian)下(xia)(xia),表(biao)現出(chu)(chu)高(gao)的沖(chong)(chong)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率(lv);單(dan)獨考(kao)慮大角(jiao)度(du)(du)下(xia)(xia)的沖(chong)(chong)蝕(shi)(shi)磨(mo)(mo)(mo)損抗力,以(yi)(yi)普通對比(bi)(bi)碳鋼(gang)板最(zui)好;綜(zong)合考(kao)慮小角(jiao)度(du)(du)和(he)大角(jiao)度(du)(du)沖(chong)(chong)蝕(shi)(shi)磨(mo)(mo)(mo)損抗力,以(yi)(yi)1號NEMAMO復合鋼(gang)板最(zui)好。另(ling)外,注意盡(jin)可能(neng)降低(di)(di)堆焊復合鋼(gang)板內部孔洞和(he)裂紋(wen)的出(chu)(chu)現。

以充分的試驗為保證(zheng),該(gai)方法已在(zai)多個產(chan)品(pin)中得到應用(yong)(yong),經運轉檢驗,燒結風機葉(xie)輪的耐(nai)磨壽命提(ti)高(gao)了3倍(bei)以上,延長了用(yong)(yong)戶(hu)產(chan)品(pin)檢修周期,為用(yong)(yong)戶(hu)創造了可觀的經濟效(xiao)益;通(tong)過(guo)相關試驗也為下一(yi)步推廣和擴大耐(nai)磨鋼板在(zai)風機其它部位的應用(yong)(yong)奠定了基礎。

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