第五章-堆焊技術(shù)

1、1第五章第五章 堆焊技術(shù)堆焊技術(shù)n 堆焊的基本概念堆焊的基本概念n 堆焊材料的類型及選擇堆焊材料的類型及選擇n 堆焊方法堆焊方法n 堆焊技術(shù)的應(yīng)用堆焊技術(shù)的應(yīng)用25.1 堆焊的基本概念堆焊的基本概念n 堆焊是采用焊接方法將具有一定性能的材料熔敷在工堆焊是采用焊接方法將具有一定性能的材料熔敷在工件表面的一種工藝過(guò)程。件表面的一種工藝過(guò)程。n 堆焊的目的與一般焊接方法不同，不是為了連接工件。堆焊的目的與一般焊接方法不同，不是為了連接工件。而是對(duì)工件表面進(jìn)行改性，以獲得所需的耐磨、耐熱、而是對(duì)工件表面進(jìn)行改性，以獲得所需的耐磨、耐熱、耐蝕等特殊性能的熔敷層，或恢復(fù)工件因磨損或加工失耐蝕等特殊性能的熔

2、敷層，或恢復(fù)工件因磨損或加工失誤造成的尺寸不足，這兩方面的應(yīng)用在表面工程學(xué)中稱誤造成的尺寸不足，這兩方面的應(yīng)用在表面工程學(xué)中稱為為修復(fù)與強(qiáng)化。修復(fù)與強(qiáng)化。3n堆焊層與基體金屬的結(jié)合是冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高，堆焊層與基體金屬的結(jié)合是冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高，抗沖擊性能好。抗沖擊性能好。n堆焊層金屬的成分和性能調(diào)整方便，一般常用的焊條堆焊層金屬的成分和性能調(diào)整方便，一般常用的焊條電弧焊堆焊焊條或藥芯焊條調(diào)節(jié)配方很方便，可以設(shè)電弧焊堆焊焊條或藥芯焊條調(diào)節(jié)配方很方便，可以設(shè)計(jì)出各種合金體系，以適應(yīng)不同的工況要求。計(jì)出各種合金體系，以適應(yīng)不同的工況要求。n堆焊層厚度大，一般堆焊層厚度可在堆焊層厚度大，一般堆焊

3、層厚度可在2 230mm 30mm 內(nèi)調(diào)節(jié)，內(nèi)調(diào)節(jié)，更適合于嚴(yán)重磨損的工況。更適合于嚴(yán)重磨損的工況。堆焊的特點(diǎn)堆焊的特點(diǎn)4n節(jié)省成本，經(jīng)濟(jì)性好。當(dāng)工件的基體采用普通材料制造，節(jié)省成本，經(jīng)濟(jì)性好。當(dāng)工件的基體采用普通材料制造，表面用高合金堆焊層時(shí)，不僅降低了制造成本，而且節(jié)約表面用高合金堆焊層時(shí)，不僅降低了制造成本，而且節(jié)約大量貴重金屬。在工件維修過(guò)程中，合理選用堆焊合金，大量貴重金屬。在工件維修過(guò)程中，合理選用堆焊合金，對(duì)受損工件的表面加以堆焊修補(bǔ)，可以大大延長(zhǎng)工件壽命，對(duì)受損工件的表面加以堆焊修補(bǔ)，可以大大延長(zhǎng)工件壽命，延長(zhǎng)維修周期，降低生產(chǎn)成本。延長(zhǎng)維修周期，降低生產(chǎn)成本。n由于堆焊技術(shù)就

4、是通過(guò)焊接的方法增加或恢復(fù)零部件尺寸，由于堆焊技術(shù)就是通過(guò)焊接的方法增加或恢復(fù)零部件尺寸，或使零部件表面獲得具有特殊性能的合金層，所以對(duì)于能或使零部件表面獲得具有特殊性能的合金層，所以對(duì)于能夠熟練掌握焊接技術(shù)的人員而言，其難度不大，可操作性夠熟練掌握焊接技術(shù)的人員而言，其難度不大，可操作性強(qiáng)。強(qiáng)。5堆焊技術(shù)的分類堆焊技術(shù)的分類n堆焊技術(shù)是熔焊技術(shù)的一種，因此凡是屬于熔焊的方法都堆焊技術(shù)是熔焊技術(shù)的一種，因此凡是屬于熔焊的方法都可用于堆焊?？捎糜诙押?。n按實(shí)現(xiàn)堆焊的條件，常用堆焊方法的分類如圖所示。按實(shí)現(xiàn)堆焊的條件，常用堆焊方法的分類如圖所示。6堆堆焊焊方方法法稀稀釋釋率率（%）熔敷速度熔敷速度

5、/（/h）最小堆焊厚度最小堆焊厚度/mm熔敷效率熔敷效率（%）氧乙炔火焰堆焊氧乙炔火焰堆焊手工送絲手工送絲自動(dòng)送絲自動(dòng)送絲粉末堆焊粉末堆焊1101101100.51.80.56.80.51.80.80.80.21001008595焊條電弧堆焊焊條電弧堆焊10200.55.43.265鎢極氬弧堆焊鎢極氬弧堆焊10200.54.52.498100熔化極氣體保護(hù)電弧堆焊熔化極氣體保護(hù)電弧堆焊其中：自保護(hù)電弧堆焊其中：自保護(hù)電弧堆焊104015400.95.42.311.33.23.290958085埋弧堆焊埋弧堆焊單單絲絲多多絲絲串聯(lián)電弧串聯(lián)電弧單單帶帶極極多多帶帶極極306015251025102

6、08154.511.311.327.211.315.9123622683.24.84.83.04.09595959595等離子弧堆等離子弧堆焊焊自動(dòng)送粉自動(dòng)送粉手工送粉手工送粉自動(dòng)送絲自動(dòng)送絲雙雙熱熱絲絲5155155155150.56.81.53.60.53.613270.252.42.42.48595981009810098100電渣堆焊電渣堆焊1014157515951007n為了最有效地發(fā)揮堆焊層為了最有效地發(fā)揮堆焊層的作用，希望采用的堆焊的作用，希望采用的堆焊方法有較小的母材稀釋、方法有較小的母材稀釋、較高的熔敷速度和優(yōu)良的較高的熔敷速度和優(yōu)良的堆焊層性能，即優(yōu)質(zhì)、高堆焊層性能，即優(yōu)

7、質(zhì)、高效、低稀釋率的堆焊技術(shù)。效、低稀釋率的堆焊技術(shù)。稀釋率高，基體金屬混入堆焊稀釋率高，基體金屬混入堆焊層中的量多層中的量多, ,改變了堆焊合金的改變了堆焊合金的化學(xué)成分化學(xué)成分, ,將直接影響堆焊層的將直接影響堆焊層的固有性能。因此，堆焊時(shí)，常固有性能。因此，堆焊時(shí)，常希望獲得較低的稀釋率，以充希望獲得較低的稀釋率，以充分發(fā)揮堆焊合金性能，達(dá)到預(yù)分發(fā)揮堆焊合金性能，達(dá)到預(yù)期目的。期目的。 資料卡 81）冶金相容性：堆焊材料與基體在液態(tài)和固態(tài)時(shí)的互溶性，冶金相容性：堆焊材料與基體在液態(tài)和固態(tài)時(shí)的互溶性，是否出現(xiàn)金屬間化合物。是否出現(xiàn)金屬間化合物。2）物理相容性：兩者之間的熔點(diǎn)、膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)

8、率的差異物理相容性：兩者之間的熔點(diǎn)、膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率的差異將影響堆焊層的應(yīng)力和結(jié)合強(qiáng)度。將影響堆焊層的應(yīng)力和結(jié)合強(qiáng)度。堆焊層與基材的相容性堆焊層與基材的相容性堆焊層的內(nèi)應(yīng)力堆焊層的內(nèi)應(yīng)力用焊前預(yù)熱和焊后緩冷，或打底層的方法減少堆焊層的內(nèi)應(yīng)力。用焊前預(yù)熱和焊后緩冷，或打底層的方法減少堆焊層的內(nèi)應(yīng)力。9避免在熔合區(qū)產(chǎn)生脆性相。避免在熔合區(qū)產(chǎn)生脆性相。堆焊的熔合區(qū)堆焊的熔合區(qū)10n 根據(jù)堆焊合金的形狀可劃分為絲狀、鑄條狀、帶狀、根據(jù)堆焊合金的形狀可劃分為絲狀、鑄條狀、帶狀、粉粒狀、塊狀堆焊合金。粉粒狀、塊狀堆焊合金。5.2 堆焊材料的類型及選擇堆焊材料的類型及選擇n 根據(jù)堆焊合金的主要成分可劃分為堆

9、焊材料分鐵基、根據(jù)堆焊合金的主要成分可劃分為堆焊材料分鐵基、鎳基、鈷基、銅基和碳化鎢基等。鎳基、鈷基、銅基和碳化鎢基等。11 按合金元素含量分為低合金、中合金和高合金三種。根據(jù)按合金元素含量分為低合金、中合金和高合金三種。根據(jù)材料的碳當(dāng)量選擇最低預(yù)熱溫度。材料的碳當(dāng)量選擇最低預(yù)熱溫度。1. 鐵基堆焊材料鐵基堆焊材料121)珠光體鋼堆焊材料：珠光體鋼堆焊材料：c0.5，堆焊層為珠光體組織，硬，堆焊層為珠光體組織，硬度度2038HRC?？珊感院茫幸欢ǖ哪湍バ?、韌性和切削加?？珊感院?，有一定的耐磨性、韌性和切削加工性能，價(jià)格便宜，可用于不要求高硬度零件表面的堆焊和工性能，價(jià)格便宜，可用于不要求高硬

10、度零件表面的堆焊和打過(guò)渡層的堆焊。用手工電弧堆焊和熔化極自動(dòng)堆焊，焊前打過(guò)渡層的堆焊。用手工電弧堆焊和熔化極自動(dòng)堆焊，焊前不預(yù)熱。不預(yù)熱。2)馬氏體鋼：堆焊層組織為馬氏體，硬度馬氏體鋼：堆焊層組織為馬氏體，硬度2565HRC。堆焊。堆焊層韌性、強(qiáng)度和耐磨性都好，是最經(jīng)濟(jì)的堆焊材料。堆焊方層韌性、強(qiáng)度和耐磨性都好，是最經(jīng)濟(jì)的堆焊材料。堆焊方法有手工電弧堆焊和熔化極自動(dòng)堆焊，預(yù)熱溫度法有手工電弧堆焊和熔化極自動(dòng)堆焊，預(yù)熱溫度150350。（1）低合金鋼堆焊材料）低合金鋼堆焊材料131)工、模具鋼堆焊時(shí)需預(yù)熱工、模具鋼堆焊時(shí)需預(yù)熱200600?？捎檬止る娀《押浮??？捎檬止る娀《押浮獗６押负吐窕『?。

11、母材碳當(dāng)量較高時(shí)可先用氣保堆焊和埋弧焊。母材碳當(dāng)量較高時(shí)可先用30HRC珠光珠光體鋼堆焊一、二層，然后再堆焊耐磨層。焊后應(yīng)緩冷。體鋼堆焊一、二層，然后再堆焊耐磨層。焊后應(yīng)緩冷。（2） 中、高合金鋼堆焊材料中、高合金鋼堆焊材料2)高錳鋼（奧氏體錳鋼）：硬度約高錳鋼（奧氏體錳鋼）：硬度約200HB，受強(qiáng)烈沖擊后轉(zhuǎn)變，受強(qiáng)烈沖擊后轉(zhuǎn)變成馬氏體，硬度提高到成馬氏體，硬度提高到450500HB。高錳鋼用鉻錳鋼和高錳鋼。高錳鋼用鉻錳鋼和高錳鋼堆焊材料堆焊，主要用于高錳鋼鑄件缺陷的補(bǔ)焊和修復(fù)，一般堆焊材料堆焊，主要用于高錳鋼鑄件缺陷的補(bǔ)焊和修復(fù)，一般用手工電弧焊。為減少裂紋，應(yīng)采取以下措施：用手工電弧焊。為

12、減少裂紋，應(yīng)采取以下措施：a)焊前不預(yù)熱，用小電流、斷續(xù)焊、焊后快冷，使碳化物來(lái)焊前不預(yù)熱，用小電流、斷續(xù)焊、焊后快冷，使碳化物來(lái)不及析出。不及析出。b)采用短道焊、分散焊、焊后捶擊等方法，以減少焊接應(yīng)力。采用短道焊、分散焊、焊后捶擊等方法，以減少焊接應(yīng)力。c)舊件堆焊時(shí)，應(yīng)先磨去表面冷作硬化部分后再焊。舊件堆焊時(shí)，應(yīng)先磨去表面冷作硬化部分后再焊。14（3）奧氏體鉻鎳鋼：有優(yōu)良的耐奧氏體鉻鎳鋼：有優(yōu)良的耐蝕性和抗高溫氧化性，主要用于石蝕性和抗高溫氧化性，主要用于石化企業(yè)中需要耐蝕、耐熱零件的堆化企業(yè)中需要耐蝕、耐熱零件的堆焊。常用手工電弧焊和帶極埋弧堆焊。常用手工電弧焊和帶極埋弧堆焊堆焊?；?/p>

13、是低碳（合金）鋼時(shí)，焊堆焊?；氖堑吞迹ê辖穑╀摃r(shí)，先用高鉻不銹鋼打過(guò)渡層。多數(shù)情先用高鉻不銹鋼打過(guò)渡層。多數(shù)情況下不預(yù)熱，堆焊電流盡可能小。況下不預(yù)熱，堆焊電流盡可能小。15(4)高鉻合金鑄鐵：堆焊組織中含高鉻合金鑄鐵：堆焊組織中含有大量柱狀高硬度的有大量柱狀高硬度的Cr7C3相，有相，有很高的抗磨粒磨損、耐熱、耐蝕性很高的抗磨粒磨損、耐熱、耐蝕性能，用于鏟斗齒、高爐料鐘等設(shè)備能，用于鏟斗齒、高爐料鐘等設(shè)備的堆焊。堆焊方法有手工電弧堆焊的堆焊。堆焊方法有手工電弧堆焊和氧一乙炔焰堆焊，堆焊層允許有和氧一乙炔焰堆焊，堆焊層允許有一些裂紋。一些裂紋。16 常用的鎳基堆焊材料常用的鎳基堆焊材料Ni-

14、Cr-B-Si型有較低的熔點(diǎn)（型有較低的熔點(diǎn)（1040）、）、較好的潤(rùn)濕性和流動(dòng)性，堆焊層組織是奧氏體較好的潤(rùn)濕性和流動(dòng)性，堆焊層組織是奧氏體+硼化物硼化物+碳化物，碳化物，有優(yōu)良的耐低應(yīng)力磨料磨損和耐金屬間磨損性能，以及耐高溫、有優(yōu)良的耐低應(yīng)力磨料磨損和耐金屬間磨損性能，以及耐高溫、耐腐蝕和抗氧化性。因鎳基合金脆，一般制成鑄造焊絲用氣焊或耐腐蝕和抗氧化性。因鎳基合金脆，一般制成鑄造焊絲用氣焊或鎢極氬弧焊（鎢極氬弧焊（TIG焊）堆焊?？捎糜诟邷亻y門、泵的柱塞等零件焊）堆焊?？捎糜诟邷亻y門、泵的柱塞等零件的堆焊。的堆焊。2.鎳基堆焊材料及工藝鎳基堆焊材料及工藝17 稱為司太立合金。具有一定的稱為

15、司太立合金。具有一定的抗粘著磨損能力和較高的抗氧化、抗粘著磨損能力和較高的抗氧化、耐蝕和耐熱性能，在耐蝕和耐熱性能，在650時(shí)仍能時(shí)仍能保持高的硬度。鈷基堆焊材料價(jià)格保持高的硬度。鈷基堆焊材料價(jià)格昂貴，應(yīng)采用低稀釋率的氧一乙炔昂貴，應(yīng)采用低稀釋率的氧一乙炔焰堆焊或粉末等離子堆焊，焊前預(yù)焰堆焊或粉末等離子堆焊，焊前預(yù)熱熱200500?？捎糜诟邷馗g和?？捎糜诟邷馗g和高溫磨損工況條件下工件的堆焊。高溫磨損工況條件下工件的堆焊。3. 鈷基堆焊材料及工藝鈷基堆焊材料及工藝18 堆焊層是含碳化鎢硬質(zhì)顆粒和較軟的基體金屬?gòu)?fù)合材料。堆焊層是含碳化鎢硬質(zhì)顆粒和較軟的基體金屬?gòu)?fù)合材料?；w金屬有鐵基、鎳基、鈷

16、基和銅基合金。碳化鎢堆焊多用基體金屬有鐵基、鎳基、鈷基和銅基合金。碳化鎢堆焊多用氧一乙炔焰手工堆焊，用中性焰，停留時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，焊后氧一乙炔焰手工堆焊，用中性焰，停留時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，焊后應(yīng)緩冷。碳化鎢堆焊在石油鉆探、冶金、礦山開采等設(shè)備上應(yīng)緩冷。碳化鎢堆焊在石油鉆探、冶金、礦山開采等設(shè)備上應(yīng)用較普遍。應(yīng)用較普遍。4.碳化鎢堆焊材料及工藝碳化鎢堆焊材料及工藝19各種堆焊材料的性能比較各種堆焊材料的性能比較20n滿足工件的工作條件和要求；滿足工件的工作條件和要求；n經(jīng)濟(jì)性、母材的成分、工件的批量以及擬采用的堆焊方法。經(jīng)濟(jì)性、母材的成分、工件的批量以及擬采用的堆焊方法。5.堆焊材料的選擇堆焊材料的選擇

17、工工 作作 條條 件件堆堆 焊焊 合合 金金高應(yīng)力金屬間磨損高應(yīng)力金屬間磨損鈷基合金鈷基合金低應(yīng)力金屬間磨損低應(yīng)力金屬間磨損低合金鋼低合金鋼金屬間磨損金屬間磨損+腐蝕或氧化腐蝕或氧化鈷基、鎳基合金鈷基、鎳基合金低應(yīng)力磨料磨損、沖擊浸蝕、磨料浸蝕低應(yīng)力磨料磨損、沖擊浸蝕、磨料浸蝕高合金鑄鐵高合金鑄鐵低應(yīng)力嚴(yán)重磨料磨損，切割刃低應(yīng)力嚴(yán)重磨料磨損，切割刃碳化物碳化物嚴(yán)重沖擊嚴(yán)重沖擊高合金錳鋼高合金錳鋼嚴(yán)重沖擊嚴(yán)重沖擊+腐蝕腐蝕+氧化氧化鈷基合金鈷基合金高溫下金屬間磨損高溫下金屬間磨損鈷基合金鈷基合金熱穩(wěn)定性，高溫蠕變強(qiáng)度熱穩(wěn)定性，高溫蠕變強(qiáng)度（540）鈷基、鎳基合金鈷基、鎳基合金215.3堆焊方法堆

18、焊方法1. 焊條電弧堆焊焊條電弧堆焊 焊條電弧堆焊與一般焊條電弧堆焊與一般焊條電弧焊的特點(diǎn)基本相同，焊條電弧焊的特點(diǎn)基本相同，設(shè)備簡(jiǎn)單、使用可靠、操作設(shè)備簡(jiǎn)單、使用可靠、操作方便靈活、成本低、適宜于方便靈活、成本低、適宜于現(xiàn)場(chǎng)或野外堆焊，可以在任現(xiàn)場(chǎng)或野外堆焊，可以在任何位置焊接，特別是能通過(guò)何位置焊接，特別是能通過(guò)堆焊焊條獲得幾乎所有的堆堆焊焊條獲得幾乎所有的堆焊合金層。因此，焊條電弧焊合金層。因此，焊條電弧堆焊是目前主要的堆焊方法堆焊是目前主要的堆焊方法之一。之一。22n焊條電弧堆焊的缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)條件差、稀釋率焊條電弧堆焊的缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)條件差、稀釋率高。當(dāng)工藝參數(shù)不穩(wěn)定

19、時(shí)，易造成堆焊層合金的化學(xué)成分高。當(dāng)工藝參數(shù)不穩(wěn)定時(shí)，易造成堆焊層合金的化學(xué)成分和性能發(fā)生波動(dòng)，同時(shí)不易獲得薄而均勻的堆焊層。焊條和性能發(fā)生波動(dòng)，同時(shí)不易獲得薄而均勻的堆焊層。焊條電弧堆焊主要用于堆焊形狀不規(guī)則或機(jī)械化堆焊可達(dá)性差電弧堆焊主要用于堆焊形狀不規(guī)則或機(jī)械化堆焊可達(dá)性差的工件。的工件。n由于焊條電弧堆焊成本低、靈活性強(qiáng)，就其堆焊基體的材由于焊條電弧堆焊成本低、靈活性強(qiáng)，就其堆焊基體的材料種類而言，焊條電弧堆焊既可以在碳素鋼工件上進(jìn)行，料種類而言，焊條電弧堆焊既可以在碳素鋼工件上進(jìn)行，又可以在低合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、鎳及鎳合金、銅及銅又可以在低合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、鎳及鎳合金、銅及銅合

20、金等工件上進(jìn)行。合金等工件上進(jìn)行。23 焊條電弧堆焊工藝焊條電弧堆焊工藝一、一、焊前準(zhǔn)備焊前準(zhǔn)備 n堆焊前工件表面進(jìn)行粗車加工，并留出加工余量，以保證堆焊前工件表面進(jìn)行粗車加工，并留出加工余量，以保證堆焊層加工后有堆焊層加工后有3mm3mm以上的高度。以上的高度。n工件上待修復(fù)部位表面上的鐵銹、水分、油污、氧化皮等，工件上待修復(fù)部位表面上的鐵銹、水分、油污、氧化皮等，堆焊修復(fù)時(shí)容易引起氣孔、夾雜等缺陷，所以在焊接位復(fù)堆焊修復(fù)時(shí)容易引起氣孔、夾雜等缺陷，所以在焊接位復(fù)前必須清理干凈。前必須清理干凈。n堆焊工件表面不得有氣孔、夾渣、包砂、裂紋等缺陷，如堆焊工件表面不得有氣孔、夾渣、包砂、裂紋等缺陷

21、，如有上述缺陷須經(jīng)補(bǔ)焊清除、再粗車后方可堆焊。有上述缺陷須經(jīng)補(bǔ)焊清除、再粗車后方可堆焊。n多層焊接修復(fù)時(shí)，必須使用鋼絲刷等工具把每一層修復(fù)熔多層焊接修復(fù)時(shí)，必須使用鋼絲刷等工具把每一層修復(fù)熔敷金屬的焊渣清理干凈。如果待修復(fù)部位表面有油和水分，敷金屬的焊渣清理干凈。如果待修復(fù)部位表面有油和水分，可用氣焊焊炬進(jìn)行烘烤，并用鋼絲刷清除。可用氣焊焊炬進(jìn)行烘烤，并用鋼絲刷清除。24二、焊條選擇及烘干二、焊條選擇及烘干n根據(jù)對(duì)工件的技術(shù)要求，如工作溫度、壓力等級(jí)、工件介根據(jù)對(duì)工件的技術(shù)要求，如工作溫度、壓力等級(jí)、工件介質(zhì)以及對(duì)堆焊層的使用要求，選擇合適的焊條。有些焊條質(zhì)以及對(duì)堆焊層的使用要求，選擇合適的焊

22、條。有些焊條雖不屬于堆焊焊條，但有時(shí)也可用作堆焊焊條，如碳鋼焊雖不屬于堆焊焊條，但有時(shí)也可用作堆焊焊條，如碳鋼焊條、低合金焊條、不銹鋼焊條和銅合金焊條等。條、低合金焊條、不銹鋼焊條和銅合金焊條等。n為確保焊條電弧堆焊的質(zhì)量，所用焊條在堆焊前應(yīng)進(jìn)行烘為確保焊條電弧堆焊的質(zhì)量，所用焊條在堆焊前應(yīng)進(jìn)行烘干，去除焊條藥皮的吸附水分。焊條烘干一般不能超過(guò)干，去除焊條藥皮的吸附水分。焊條烘干一般不能超過(guò)3 3次，以免藥皮變質(zhì)或開裂以致影響堆焊質(zhì)量。滾壓工藝的次，以免藥皮變質(zhì)或開裂以致影響堆焊質(zhì)量。滾壓工藝的缺點(diǎn)是只能適合一些形狀簡(jiǎn)單的平板類零件、軸類零件和缺點(diǎn)是只能適合一些形狀簡(jiǎn)單的平板類零件、軸類零件和

23、溝槽類零件等，對(duì)于形狀復(fù)雜的零件表面就無(wú)法使用。溝槽類零件等，對(duì)于形狀復(fù)雜的零件表面就無(wú)法使用。25三、焊條直徑和焊接電流三、焊條直徑和焊接電流n為提高生產(chǎn)效率，總希望采用較大直徑的焊條和焊接電流。為提高生產(chǎn)效率，總希望采用較大直徑的焊條和焊接電流。但是由于堆焊層厚度和堆焊質(zhì)量的限制，必須把焊條直徑但是由于堆焊層厚度和堆焊質(zhì)量的限制，必須把焊條直徑和焊接電流控制在一定范圍內(nèi)。和焊接電流控制在一定范圍內(nèi)。n堆焊焊條的直徑主要取決于工件的尺寸和堆焊層的厚度。堆焊焊條的直徑主要取決于工件的尺寸和堆焊層的厚度。n增大焊接電流可提高生產(chǎn)率，但電流過(guò)大，稀釋率增大，增大焊接電流可提高生產(chǎn)率，但電流過(guò)大，稀

24、釋率增大，易造成堆焊合金成分偏析和堆焊過(guò)程中液態(tài)金屬流失等缺易造成堆焊合金成分偏析和堆焊過(guò)程中液態(tài)金屬流失等缺陷。而焊接電流過(guò)小，容易產(chǎn)生未焊透、夾渣等缺陷，且陷。而焊接電流過(guò)小，容易產(chǎn)生未焊透、夾渣等缺陷，且電弧的穩(wěn)定性差、生產(chǎn)率低。電弧的穩(wěn)定性差、生產(chǎn)率低。n一般來(lái)說(shuō)，在保證堆焊合金成分合格的條件下，盡量選用一般來(lái)說(shuō)，在保證堆焊合金成分合格的條件下，盡量選用大的焊接電流；但不應(yīng)在焊接過(guò)程中由于電流過(guò)大而使焊大的焊接電流；但不應(yīng)在焊接過(guò)程中由于電流過(guò)大而使焊條發(fā)紅、藥皮開裂、脫落。條發(fā)紅、藥皮開裂、脫落。26堆焊層厚度堆焊層厚度/mm1.52堆焊電流堆焊電流/A801001402001802

25、4027四、堆焊預(yù)熱和緩冷四、堆焊預(yù)熱和緩冷n堆焊中最常碰到的問(wèn)題是開裂，為了防止堆焊層和熱影響堆焊中最常碰到的問(wèn)題是開裂，為了防止堆焊層和熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋，減少零件變形，通常要對(duì)堆焊區(qū)域進(jìn)行預(yù)熱區(qū)產(chǎn)生裂紋，減少零件變形，通常要對(duì)堆焊區(qū)域進(jìn)行預(yù)熱和焊后緩冷。和焊后緩冷。n預(yù)熱是焊接修復(fù)開始前對(duì)被堆焊部位局部進(jìn)行適當(dāng)加熱的預(yù)熱是焊接修復(fù)開始前對(duì)被堆焊部位局部進(jìn)行適當(dāng)加熱的工藝措施，一般只對(duì)剛性大或焊接性差、容易開裂的結(jié)構(gòu)工藝措施，一般只對(duì)剛性大或焊接性差、容易開裂的結(jié)構(gòu)件采用。預(yù)熱可以減小修復(fù)后的冷卻速度，避免產(chǎn)生淬硬件采用。預(yù)熱可以減小修復(fù)后的冷卻速度，避免產(chǎn)生淬硬組織，減小焊接應(yīng)力及變形，防

26、止產(chǎn)生裂紋。工件堆焊前組織，減小焊接應(yīng)力及變形，防止產(chǎn)生裂紋。工件堆焊前的預(yù)熱溫度可視工件材料的碳當(dāng)量而定。的預(yù)熱溫度可視工件材料的碳當(dāng)量而定。n 堆焊后的緩冷一般可在石棉灰坑中進(jìn)行，也可適當(dāng)補(bǔ)充堆焊后的緩冷一般可在石棉灰坑中進(jìn)行，也可適當(dāng)補(bǔ)充加熱，使其緩慢冷卻。加熱，使其緩慢冷卻。28碳當(dāng)量碳當(dāng)量Cep/（%）0.40.50.60.70.8最低預(yù)熱溫度最低預(yù)熱溫度/10015020025030029 2. 氧乙炔火焰堆焊氧乙炔火焰堆焊 氧乙炔火焰堆焊使用氧氣和乙炔混合燃燒產(chǎn)生的火氧乙炔火焰堆焊使用氧氣和乙炔混合燃燒產(chǎn)生的火焰作熱源的堆焊方法。焰作熱源的堆焊方法。n氧乙炔火焰堆焊所用的裝氧乙炔

27、火焰堆焊所用的裝置主要有焊炬、氧氣瓶、置主要有焊炬、氧氣瓶、乙炔氣瓶或乙炔發(fā)生器、乙炔氣瓶或乙炔發(fā)生器、減壓器、回火防止器、膠減壓器、回火防止器、膠管等，與普通氧乙炔火焰管等，與普通氧乙炔火焰焊接基本相同焊接基本相同 。30n氧乙炔火焰是一種多用途的堆焊熱源，火焰溫度較低氧乙炔火焰是一種多用途的堆焊熱源，火焰溫度較低(30503100)，而且可調(diào)整火焰能率，焊時(shí)熔深淺，母，而且可調(diào)整火焰能率，焊時(shí)熔深淺，母材熔化量少，能獲得非常小的稀釋率（材熔化量少，能獲得非常小的稀釋率（110）。）。n獲得的堆焊層薄，表面平滑美觀、質(zhì)量良好。氧乙炔火焰獲得的堆焊層薄，表面平滑美觀、質(zhì)量良好。氧乙炔火焰堆焊所

28、用的設(shè)備簡(jiǎn)單，可隨時(shí)移動(dòng)，操作工藝簡(jiǎn)便，靈活、堆焊所用的設(shè)備簡(jiǎn)單，可隨時(shí)移動(dòng)，操作工藝簡(jiǎn)便，靈活、成本低，所以得到較為廣泛的應(yīng)用，尤其是堆焊需要較少成本低，所以得到較為廣泛的應(yīng)用，尤其是堆焊需要較少熱容量的中、小工件時(shí)，具有明顯的優(yōu)越性。熱容量的中、小工件時(shí)，具有明顯的優(yōu)越性。31n由于是手工操作，氧乙炔火焰堆焊勞動(dòng)強(qiáng)度大、熔敷速度由于是手工操作，氧乙炔火焰堆焊勞動(dòng)強(qiáng)度大、熔敷速度低。當(dāng)要求得到高質(zhì)量的堆焊焊層時(shí)，對(duì)焊工的操作技能低。當(dāng)要求得到高質(zhì)量的堆焊焊層時(shí)，對(duì)焊工的操作技能要求高。要求高。n氧乙炔火焰堆焊主要用于要求表面光潔、質(zhì)量高、精密的氧乙炔火焰堆焊主要用于要求表面光潔、質(zhì)量高、精密

29、的工件的堆焊，以及在批量不大的中、小型工件上進(jìn)行小面工件的堆焊，以及在批量不大的中、小型工件上進(jìn)行小面積的堆焊。積的堆焊。n氧乙炔火焰堆焊在閥門、帶鋸桿、犁鏵及各種農(nóng)用機(jī)械中氧乙炔火焰堆焊在閥門、帶鋸桿、犁鏵及各種農(nóng)用機(jī)械中得到了廣泛應(yīng)用。得到了廣泛應(yīng)用。323. 埋弧堆焊埋弧堆焊 焊絲（或焊帶）與焊件焊絲（或焊帶）與焊件間所產(chǎn)生的高溫電弧使焊劑間所產(chǎn)生的高溫電弧使焊劑熔化，形成一個(gè)覆蓋在熔池熔化，形成一個(gè)覆蓋在熔池上面的熔渣層，隔絕大氣對(duì)上面的熔渣層，隔絕大氣對(duì)堆焊金屬的作用，熔化的金堆焊金屬的作用，熔化的金屬與熔劑蒸汽在溶渣層下形屬與熔劑蒸汽在溶渣層下形成一個(gè)密封的空腔，電弧在成一個(gè)密封的

30、空腔，電弧在空腔內(nèi)燃燒，使焊絲熔化，空腔內(nèi)燃燒，使焊絲熔化，即電弧埋在熔融劑層下面進(jìn)即電弧埋在熔融劑層下面進(jìn)行堆焊，所以稱埋弧堆焊。行堆焊，所以稱埋弧堆焊。33n由于熔渣層對(duì)電弧空間的保護(hù)，減少了堆焊層的氮、氫、氧由于熔渣層對(duì)電弧空間的保護(hù)，減少了堆焊層的氮、氫、氧含量；同時(shí)由于熔渣層的保溫作用，熔化金屬與熔渣、氣體含量；同時(shí)由于熔渣層的保溫作用，熔化金屬與熔渣、氣體的冶金反應(yīng)比較充分，使堆焊層的化學(xué)成分和性能比較均勻，的冶金反應(yīng)比較充分，使堆焊層的化學(xué)成分和性能比較均勻，堆焊層表面光潔平整。由于焊劑中的合金元素對(duì)堆焊金屬的堆焊層表面光潔平整。由于焊劑中的合金元素對(duì)堆焊金屬的過(guò)渡作用，則能夠根

31、據(jù)工件的工作條件的需要，選用相應(yīng)的過(guò)渡作用，則能夠根據(jù)工件的工作條件的需要，選用相應(yīng)的焊絲和焊劑，獲得滿意的堆焊層。焊絲和焊劑，獲得滿意的堆焊層。n埋弧堆焊層存在殘余壓應(yīng)力，有利于提高修復(fù)零件的疲勞強(qiáng)埋弧堆焊層存在殘余壓應(yīng)力，有利于提高修復(fù)零件的疲勞強(qiáng)度。度。n埋弧堆焊在熔渣層下面進(jìn)行，減少了金屬飛濺，消除了弧光埋弧堆焊在熔渣層下面進(jìn)行，減少了金屬飛濺，消除了弧光對(duì)工人的傷害，產(chǎn)生的有害氣體少，從而改善了勞動(dòng)條件。對(duì)工人的傷害，產(chǎn)生的有害氣體少，從而改善了勞動(dòng)條件。n埋弧堆焊都是機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)，可采用比焊條電弧堆焊、埋弧堆焊都是機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)，可采用比焊條電弧堆焊、振動(dòng)電弧堆焊高得多的電流，因而生產(chǎn)率高。振動(dòng)電弧堆焊高得多的電流，因而生產(chǎn)率高。34355.4 堆焊技術(shù)的應(yīng)用堆焊技術(shù)的應(yīng)用n作為焊接領(lǐng)域中的一個(gè)分支，堆焊技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣作為焊接領(lǐng)域中的一個(gè)分支，堆焊技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛，堆焊技術(shù)的應(yīng)用幾乎遍及所有的制造業(yè)，如礦山機(jī)械、泛，堆焊技術(shù)的應(yīng)用幾乎遍及所有的制造業(yè)，如礦山機(jī)械、輸送機(jī)械、冶金機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車、石油輸送機(jī)械、冶金機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車、石油設(shè)備、化