10月初，北京嘉克完成了华润水泥（贵港）有限公司的Polysius5728磨辊、衬瓦的在线堆焊再制造，在8天的时间内，出动了10台自动明弧堆焊设备，共堆焊了12吨焊丝，堪称目前国内最大规模的在线堆焊施工。
今年年初，在驻马店同力水泥公司和豫鹤同力水泥公司，嘉克利用工厂的间歇时间进行了堆焊施工，完全实现了在不停磨、不耽误生产的情况下完成堆焊施工。
嘉克的在/离线堆焊再制造技术在国内处于领先水平，现已拥有东北、株洲、济南3家分公司及北京顺义生产基地。嘉克公司从2000年就开始了磨辊磨盘的在线堆焊修复施工，直到05年以前都是国内唯一一家能够从事明弧在线堆焊施工的企业，已经积累了丰富的经验，现在有28套设备、12个工程队长期在外进行在线施工。全国除了西藏、台湾之外，均有了堆焊修复的成功案例，已先后为二百多家火电厂、水泥厂和钢铁厂提供了堆焊再制造服务，其中水泥行业的冀东、山水、同力、华润、红狮、华新、中联、天瑞等集团公司都有嘉克的成功堆焊再制造项目。
嘉克在水泥行业的生料立磨磨辊/盘瓦、熟料立磨磨辊/盘瓦、矿渣/钢渣磨辊/盘瓦、磨煤机磨辊/盘瓦、辊压机挤压辊等的制造、堆焊再制造以及耐磨板的堆焊制造方面已经具有了大量的成功应用。对史密斯（Atox）、伯力休斯（Ploysius）、莱歇（LM）、宇部（ULB）、菲凡（MPS）等公司磨辊/盘瓦以及HRM、TRM、ZGM、MPS、HP、RP等各种型号磨机的磨辊/盘瓦，嘉克均可实现在线或离线堆焊再制造。
本文将从堆焊失效的风险、堆焊修复工艺、复合辊制造、堆焊设备这四个方面展开，就立磨磨辊/盘瓦堆焊再制造中的几个问题做一探讨。
在水泥耐磨材料行业及技术界，也包括焊接界，一直以来存在一个误解，认为堆焊是一个传统的焊接工艺，没有太高的技术含量，一台设备，几个人，就可以完成对磨辊的堆焊再制造。实际这种观念对于磨辊及其衬板的堆焊再制造带来很高的风险。
一、堆焊失效的风险
堆焊失效形式包括疲劳、磨损、剥落和断裂，它包括八个方面的原因：
1. 磨辊运行周期过长引起辊身表面的冷作硬化，并形成为裂纹后扩展；
2.铸造缺陷：铸件本身的铸造缺陷如裂纹、气孔等在运行和堆焊过程中会不断扩展，特别是在应力集中部位容易产生裂纹，发生局部掉块、脱落或者断裂现象；
3. 物料的可磨系数不同造成磨辊耐磨层磨损，如煤、矿渣等的可磨系数不同；
4. 选择的堆焊材料及堆焊工艺不当引起堆焊过程中工件断裂；
5. 断裂失效与铸件在铸造过程中和热处理过程中产生的缺陷有直接关系，如残余的热应力；
6. 磨辊在运行过程中局部的接触不良会使磨辊在有配合间隙部位或有铸造缺陷处产生应力集中；
7. 立磨在运行过程中不但存在着粉碎大颗粒物料时的振动，而且在入磨热气体的作用下，磨辊在开停磨时还受到温度变化的作用，这些附加应力也会导致堆焊失效；
8. 磨辊安装过程中产生的预紧力过大也是磨辊失效的原因之一。
二、堆焊再制造
堆焊再制造的磨辊存在使用年龄即寿命的问题。要想磨辊使用寿命长，需要两方面配合，一是使用者的正确使用，另一方面是堆焊再制造的厂家会修。使用者的正确使用就是会对磨辊进行保养，例如在使用过程中能避免大的铁块等硬度非常高的物质进入磨内，以及对磨辊安装时吻合性好等。
堆焊再制造的厂家会修，也包括几个方面，因为堆焊所达到的最佳效果是：焊后细化的复合碳化物均匀地分布在强化的基体内，奥氏体与碳化物结合，碳化物深埋于基体内，与基体有很好的结合强度，可以有效抵抗磨料对基体的磨损而不崩落。
堆焊再制造的厂家会修首先是堆焊前对工件的磨损状况进行检查，检查结果直接决定工件的可焊性，这就是焊前探伤，探伤是对磨辊本身的状况能够有个清楚的诊断。嘉克拥有国内最完备的检测仪器和手段，可以对堆焊再制造前后的所有项目进行检验，如硬度检测、磨料磨损试验、着色探伤、磁粉探伤、超声波探伤、金相分析等。在焊前用着色剂将工件表面着色，以及使用超声波检测手段检查磨辊/衬板是否有裂纹、铸造缺陷、局部磨损等异常，做好原始记录。如有铸造缺陷或局部磨损现象，则先进行缺陷或局部磨损的修复。如果有些工件本身已经有比较大的缺陷，例如贯穿性的裂纹或者局部脱落，堆焊再制造的风险就比较大，就应该考虑是否值得修复。
其次是合理选择焊材。在实施堆焊之前应对原耐磨件材料进行取样化验留存，以选择与母材相结合的堆焊材料的最佳成分。
母材本身的特性也会直接决定焊后耐磨件的使用特性和寿命，例如母材的韧性、母材本身是否存在裂纹、母材与堆焊材料的熔合性等等。
第三，堆焊工艺要合理
堆焊的特点在于它不是把两个分离的部件连接在一起，而仅仅是在焊件表面施焊一层熔敷金属，因此其工艺要求有3点：
1）防止堆焊层的裂纹及剥离
堆焊后的焊缝金属硬度大、塑性低，尤其当堆焊金属成分与基本金属成分相差比较大时，金属的线膨胀系数较大，从而引起相当大的内应力，使堆焊层金属在堆焊后的冷却过程中容易产生堆焊层裂纹及剥离（堆焊层金属从基体上剥落下来）。
防止的主要办法是设法减小堆焊时的焊接应力，具体方法是控制层间温度，焊后缓冷，必要时，用碳当量低、韧性高的焊材作为打底层，使堆焊层与母材隔离开来。
2）防止堆焊层的硬度不符合要求
堆焊层的硬度依靠堆焊层的合金成分来获得，而合金成分来自焊接材料（焊条、焊丝、焊剂）而不是母材。所以堆焊时，希望熔深浅、熔合比小，因此不宜采用大电流。由于母材对焊缝金属的稀释，所以堆焊第一层时硬度往往偏低，其余各层硬度逐渐提高，一般在第三层后硬度基本不再变化。
3）防止堆焊件变形。
第四，全过程要进行严格的质量检验和对操作规程的管理
对堆焊再制造过程中采用自检、互检、专检的方式进行全流程控制。嘉克对质量的控制原则是：
--未经检验和检验不合格的原材料不得使用；
--未经检验和检验不合格的产品不得转序；
--未经最终检验并判定合格的产品不得出厂。
堆焊操作工人经过严格培训和考核后方能上岗，并且必须严格按照操作规程和工艺施焊。定期对焊接操作工人进行岗位知识培训和操作考核，从一点一滴做起，保证每个生产环节都能满足修复要求。
三、复合辊制造
复合辊/盘（堆焊）制造方法是一种新兴、科学的方法。它通过在基材表面堆焊一定厚度的高硬度、抗磨损的耐磨层，由基体提供抵抗外力所需的强度、韧性和塑性等综合性能，由表面堆焊耐磨层提供满足指定工况需要的耐磨性能。
与传统的高铬铸铁铸件不同，其制造方法分为两个步骤：首先采用铸钢25/35材质铸造磨辊/盘胎，根据成品设计规格预留30%-50%的尺寸作为耐磨堆焊层；然后采用堆焊熔覆方式将复合碳化物耐磨层熔覆于磨辊/盘胎之上，直至成品设计规格。
在实际应用中，复合辊/盘不仅表现出基材韧、塑性较好的优点，又具有高硬度、高耐磨性的耐磨层，因此在使用过程中表现出了优异的性能。
到目前为止，嘉克公司已成功为天津水泥研究院、合肥水泥设计院及山水集团、同力集团等多家水泥企业和电力集团制作了多种不同型号的耐磨复合辊/盘瓦。由于复合辊的基材铸钢25/35具有韧性、塑性较好，可焊性能及耐冲击性能较强，耐磨堆焊层不但表面光滑，硬度高，且耐磨性能优良（耐磨性能是普通铸造新品的两倍以上），因此在使用过程中表现出了优异的性能。
同时，堆焊后的成品还可重复进行堆焊修复。因此制造成本低、使用性能优异的复合辊能很好地满足水泥企业对磨机磨辊/盘瓦耐磨性能、造价低成本的要求，减少了企业停机维修的时间，降低了维护成本、增加了出粉产量，为企业带来了很好的经济效益。
新兴的耐磨复合辊/盘瓦必然会成为以后水泥生料立磨、煤磨的磨辊/盘瓦备件的最佳选择。
目前，嘉克公司在顺义生产基地长期备存各种常见型号（如POLYSIUS、ATOX50、UBE、LM、MPS、HRM、TRM、HP、ZGM等）的磨辊复合辊套及衬板，以备用户在磨辊发生意外时应急之用，最大限度地降低生产中的磨辊套/盘衬板事故风险。
四、堆焊设备的配置
说到堆焊修复离不开堆焊设备，嘉克是国内第一家生产自动明弧堆焊设备的厂家，设备性能处于国际先进水平。本设备含有5项专利，自投放市场以来始终保持全国销量第一，在电力行业的市场占有率达到95%以上。下面仅从几个关键点简单说明这套设备的特点和优势：
1）高度跟踪系统，能实现局部缺陷智能补焊，使磨辊/磨瓦堆焊过程自动进行
焊枪高度跟踪系统的使用实现了自动化局部修复。磨损后的磨辊往往局部磨损非常严重，因此需要对局部进行修补，焊枪高度跟踪系统能实现对局部缺陷的修复。
随着磨辊/磨瓦堆焊层的不断提高，焊枪和工件距离越来越近，如不及时调整将影响焊接质量，严重时会导致焊枪接触工件造成短路。采用焊枪高度跟踪系统，以电弧电流为检测参数，实际焊接电流与给定电流的差值经PID调整器处理后，再经操作器控制垂直滑板移动，达到控制焊枪导电咀与工件的间隙恒定，实现稳定焊接规范的目的。
此外，磨盘瓦的磨损是一个凹面，每焊上几圈后需人工调整焊枪高度。设备配上高度跟综系统后，整个磨辊/磨盘的堆焊过程就不用人工来调整了。
2）焊枪摆动器
采用步进电机、直线导轨、滚轴丝杠构成的滑台实现摆动焊接，用于工件的局部修补和平板堆焊，摆动幅度0-80mm。
3）温度控制
层间温度控制的重要性：可快速消除焊接后內应力，防止磨辊变形，降低焊接热应力。
对于一般的堆焊处理，焊前将焊件预热和焊后缓冷，是堆焊时防止堆焊层金属开裂和剥离的主要工艺措施。嘉克的自动明弧堆焊系统采用喷雾降温，能够实现将焊接层间温度控制在60-100℃，真正实现了冷焊，因此大大降低了堆焊失效的风险。
4）烟尘净化系统
药芯焊丝自保护堆焊时，造气剂释放的大量烟尘对环境污染极为严重，嘉克自动焊机配置的烟尘净化系统体积小、除尘效率高，大大改善了环境。该设备基本结构由风机、过滤器和集尘器三个部件组成，各部件都安装在一个立式框架内、钢板壳体、烘漆防锈，运行可靠、使用方便。
5）遮弧罩
自保护焊属于明弧焊，弧光对环境有严重污染，通过遮弧罩将弧光屏蔽起来，可避免弧光对操作人员的伤害。
嘉克是中国焊接行业唯一一家具备自动堆焊设备设计制造能力、耐磨堆焊材料生产能力、耐磨堆焊再制造能力和复合辊新品制造能力的企业；也是中国耐磨堆焊再制造服务厂家中唯一一家对国内外所有磨型均具有成功堆焊再制造案例的企业，唯一一家具备完备的检测设备和检测能力的企业，国内唯一一家可以实现对各种型号煤磨磨辊在线堆焊再制造的企业。
