一、修復前觀察情況  水泥回轉窯三檔輪帶的直徑φ7368/φ6288，輪帶軸向寬度960mm，輪帶徑向厚度540 mm，沿著輪帶柱面與端面處表面可觀察到4條貫穿性裂紋。其中柱面處兩條裂紋分別長350mm和250mm，端面處兩條裂紋長400mm以上，兩條平行裂紋的間距110 mm。

之前，我單位曾提出實際缺陷狀況的分析意見：目前在輪帶柱面與端面觀察到的裂紋長度與深度都是表象的，其內部必然后出現(xiàn)金屬缺陷的擴展與疊加，出現(xiàn)“隱蔽工程”則是難免的。  二、修復過程 1、清理裂紋缺陷  首先在裂紋源頭處采用磁力鉆開出止裂孔，以防止沿著裂紋端頭（尖角效應敏感區(qū)）在輪帶重力的作用下發(fā)生裂紋繼續(xù)擴展和撕裂現(xiàn)象。

之后，采用碳弧氣刨的方法清理裂紋缺陷。打開金屬缺陷處，則發(fā)現(xiàn)在輪帶柱面表層下40-50mm的位置存在著空洞缺陷和沿徑向層狀撕裂金屬，為首先發(fā)生宏觀的金屬疲勞破壞的部位。 

這是因為輪帶大型鑄鋼件內部難免存在著鑄造缺陷（氣孔、夾渣等），同時輪帶與托輪接觸表面之下40--50 mm，區(qū)域，恰好也是動荷載條件下因支反力所致交變應力集中處，從而成為輪帶發(fā)生疲勞破壞（金屬組織不斷

地發(fā)生塑性變形和冷作硬化，逐漸發(fā)生脆化，初始期的形態(tài)為顯微裂紋）的源頭。在長期服役過程中，所產生的疲勞裂紋必然會逐步擴展，會導致沿著輪帶的徑向與軸向方向，出現(xiàn)宏觀裂紋的后果。 

可見，水泥窯的輪帶或者托輪若出現(xiàn)了表面金屬缺陷與脫落時，則表明其構件內部金屬已經發(fā)生了疲勞破壞現(xiàn)象，需要及時給予修補。非常忌諱因為忙于完成生產任務而貽誤了及早“治療”的時機，“帶病作業(yè)”會加速已形成的顯微裂紋的擴展，造成疲勞斷裂，加劇了設備的損壞，得不償失。

為了避免輪帶結構在打開缺陷的“手術”中，因窯體自重而沿著裂紋處發(fā)生徹底斷裂，從而發(fā)生輪帶構件的徑向錯位（若破壞了同心度，則水泥窯旋轉時輪帶會產生徑向跳動，影響設備正常運行），我們隨時做出了正確的應力分析，尤其是判斷應力的走向與分布，以此來制定具體的清除金屬缺陷工藝流程。  同時，我們因地制宜采用了必要的結構補強（焊制臨時支撐梁）、應力分流與分段施工等工藝措施，以防不測。

在清理裂紋缺陷的過程之中，原輪帶柱面和斷面的兩條平行相間的裂紋，不斷地沿著軸向和徑向延伸，相互通透與合攏，成為了整體的條形狀破損金屬，而被逐步移除，直至清理過的坡口內表面，在打磨干凈和

做完著色探傷檢測并驗證無誤后，方結束清理裂紋缺陷的工序。

完全清理裂紋缺陷金屬后的坡口形態(tài)，基本上呈現(xiàn)U型（或梯形）形狀。沿著軸向的剖面上口寬200mm，下口寬120 mm（平均寬度約為160 mm）；沿著圓周方向的剖面上口長為710mm，下口長560 mm（平均長度約為630 mm）；深度為440 mm（平均深度約為400 mm），清除的破損金屬量實際上在330kg以上。 

2、補焊經過  正式補焊實施分段和分層焊接工藝，并隨時調整合適的焊接參數。即按照預定的焊接施工技術方案，逐步焊接過渡層和不同材質的填充焊縫金屬，以連接輪帶斷裂金屬和恢復結構件的幾何尺寸。  鑒于萬噸級水泥窯結構自重較大的因素，本次焊接材料完全采用了Ni基合金手工焊焊條與Ni-Cr-Mn-Mo高合金半自動焊焊絲作為補焊材料，主要側重于考慮在輔助以整體結構補強措施的前提下，焊縫金屬能具有足夠的韌、塑性儲備，遵循“扶正祛邪”與“辯證施治”的“療傷原則”。 

為了盡量減少焊縫金屬的收縮力及避免焊接組織應力過大引發(fā)焊接熔合面被機械力拉開，預先在坡口內加焊多個適當厚度的鋼板（即焊制“格子板”），以抵消和分散焊縫金屬的收縮力，更好地控制焊接變形量。同時，也在補焊區(qū)形成了穩(wěn)定性更好的“箱式結構”，增加了輪帶修復部位整體的結構強度與剛度，更有利于保證水泥窯修復后設備運行的平穩(wěn)性。

此外，箱式結構的頂部埋于坡口表面下30mm的部位，之上稱為“蓋面”焊接層。這個工藝設計思想是基于托輪對輪帶結構形成的支反力使得輪帶處于“始終受壓”的力學條件，并且交變應力會集中在輪帶柱面表層下40-50mm區(qū)間的位置，這正好是處于箱式結構支撐板的上半部。支撐板（相當于這個力學系統(tǒng)中的“梁柱結構”）處于周圍金屬的包裹之下，在輪帶受到正壓力的情況時，力傳導時所產生的分力，可形成軸向、徑向和圓周方向的三向“緊箍力”。在三向應力作用下，不僅可以大大提高支撐板本身的抗壓承載力，同時也增強了“格子板”里面呈現(xiàn)“柱狀晶”微觀組織形態(tài)的焊接熔敷金屬（焊縫金屬的冶金條件，因為焊接熔池停留時間短，其金屬組織的力學性能還不如鑄造金屬組織，更不及軋制或者鍛造金屬，可視為相對而言的“脆性材料”）的彈性模量，使得其力學性能有所改善。其綜底層格子板（1） 底層格子板（2）  中層格子板  頂層格子板 

6 合效果是：焊縫金屬的自身強度與補強焊接結構共同做貢獻，提高了補焊金屬區(qū)域的整體抗壓能力。  之后將“格子板”填平，再將坡口頂部填平，并留出適當的焊縫金屬余高，以備表面打磨時具有足夠的余量。         

3、外觀修型  完成焊接工序之后，根據輪帶表面圓周的弧度要求，制作弧線模板，進行精細修補和打磨，以保證補焊金屬表面的平整度，滿足正常運轉要求。同時，輪帶表面受力均時勻，也將有利于在運轉中更好地“機械法”消除焊接殘余應力。  補焊及打磨后，再做一次表面著色探傷，驗證焊縫金屬、熔合線與熱影響區(qū)均無裂紋。

做轉窯試驗，補焊表面的平整度和弧度符合運轉要求，修復工作正式結束。