TCWAN 0093-2023 大型耐磨件硬面堆焊工藝規(guī)范

ICS25.160.10

蜩

CCSJ33CWA

團(tuán)體木不準(zhǔn)

T/CWAN0093—2023

大型耐磨件硬面堆焊推薦工藝規(guī)范

Recommendedprocessspecificationforhardsurfacingweldingoflargewear-resistantparts

2023-03-29發(fā)布2023-05-01實(shí)施

中國焊接協(xié)會發(fā)布

T/CWAN0093—2023

目次

前言....................................................................................II

1范圍.................................................................................1

2規(guī)范性引用文件...........................................................................1

3術(shù)語和定義...............................................................................2

4技術(shù)要求.................................................................................2

5堆焊工藝評定.............................................................................7

6堆焊質(zhì)量檢驗(yàn)方式和要求..................................................................7

7技術(shù)文件.................................................................................8

8包裝、貯存和運(yùn)輸........................................................................8

T/CWAN0093—2023

*?—1—

刖百

本文件按照GBAT1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。

本文件由中國焊接協(xié)會提出并歸口。

本文件起草單位：鄭州鼎盛高新能源工程技術(shù)有限公司、鄭州機(jī)械研究所有限公司、合肥工業(yè)大學(xué)、國家

電網(wǎng)有限公司技術(shù)學(xué)院分公司、中國機(jī)械總院集團(tuán)哈爾濱焊接研究所有限公司、哈焊所華通（常州）焊業(yè)

股份有限公司、中國機(jī)械總院集團(tuán)寧波智能機(jī)床研究院有限公司、寧波中機(jī)松蘭刀具科技有限公司、

江蘇科技大學(xué)、天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院。

本文件主要起草人：秦建、盧洪波、吳玉程、劉大雙、方建筠、廖清泉、許可貴、李振華、荊文、

馬峰、常云峰、武鵬博、孫逸翔、王慶江、魏萍、孫志鵬、李宇佳、章曉陽、郭艷紅、胡粟昕、馬青

軍、方乃文。

II

T/CWAN0093—2023

大型耐磨件硬面堆焊推薦工藝規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了大型耐磨件硬面堆焊工藝相關(guān)的術(shù)語和定義、技術(shù)要求、工藝評定、質(zhì)量檢驗(yàn)方式和要

求，以及包裝、貯藏和運(yùn)輸。

本文件適用于大型耐磨構(gòu)件以及復(fù)雜結(jié)構(gòu)件堆焊和修復(fù)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅

該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文

件。

GB9448焊接與切割安全

GB15579.1弧焊設(shè)備第1部分：焊接電源

GB/T984堆焊焊條

GB"2650焊接接頭沖擊試驗(yàn)方法

GB/T3375焊接術(shù)語

GB/T3609.1職業(yè)眼面部防護(hù)焊接防護(hù)第1部分：焊接防護(hù)具

GB/T6402鋼鍛件超聲檢測方法

GB/T7233.1鑄鋼件超聲檢測第1部分：一般用途鋼鑄件

GB/T7314金屬材料室溫壓縮試驗(yàn)方法

GB/T9441球磨鑄鐵金相檢驗(yàn)

GB/T12444金屬材料磨損試驗(yàn)方法試塊-試塊滑動磨損試驗(yàn)

GB/T12470埋弧焊用熱強(qiáng)鋼實(shí)心焊絲、藥芯焊絲和焊絲-焊劑組合分類要求

GB/T25774.1焊接材料的檢驗(yàn)第1部分：鋼、銀及銀合金熔敷金屬力學(xué)性能試樣的制備檢驗(yàn)

GBfT25775焊接材料供貨技術(shù)條件產(chǎn)品類型、尺寸、公差和標(biāo)志

GB/T26955金屬材料焊縫破壞性試驗(yàn)焊縫宏觀和微觀檢驗(yàn)

GB436034埋弧焊用高強(qiáng)鋼實(shí)心焊絲、藥芯焊絲和焊絲-焊劑組合分類要求

GB/T36037埋弧焊和電渣焊用焊劑

GB/T40740堆焊工藝評定試驗(yàn)

JB/T3223焊接材料質(zhì)量管理規(guī)程

JB/T9218無損檢測滲透檢測方法

JC/T406水泥機(jī)械包裝技術(shù)條件

1

T/CWAN0093—2023

T/CWAN0006焊接材料可追溯信息化標(biāo)識

T/CWAN0007焊接術(shù)語-焊接材料

T/CWAN0008焊接術(shù)語-焊接基礎(chǔ)

DIN1690金屬材料鑄件交付技術(shù)規(guī)范

DIN8555堆焊焊條焊絲，藥皮焊條，標(biāo)記，交貨技術(shù)條件

3術(shù)語和定義

GB/T3375、T/CWAN0007和T/CWAN0008界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

3.1

硬面堆焊再制造remanufacturingofoverlayedwelding

指對磨損失效的耐磨件（如立磨磨輻套/磨輻襯板、磨盤襯板、輻壓機(jī)擠壓相等）進(jìn)行堆焊，使之

恢復(fù)原有尺寸和性能的施工方法。

3.2

堆焊復(fù)合制造compositemanufacturingbyoverlaying

指采用堆焊方法將耐磨材料熔覆于金屬母體之上，達(dá)到設(shè)計要求的新品制造方法。

3.3

耐磨板堆焊制造overlayingforwearplate

指采用堆焊方法在金屬基板上熔覆一定厚度耐磨材料的耐磨板制造方法。

3.4

在線堆焊on-lineoverlaying

將堆焊設(shè)備和堆焊材料運(yùn)到立磨或輻壓機(jī)設(shè)備現(xiàn)場，在耐磨件不拆出設(shè)備本體的情況下，使用焊接

材料進(jìn)行堆焊，使耐磨件恢復(fù)原有尺寸和性能的堆焊方法。

3.5

離線堆焊off-lineoverlaying

將立磨或輻壓機(jī)的耐磨部件拆出設(shè)備本體，運(yùn)到具備施工條件的場地，運(yùn)用堆焊方式使耐磨件恢復(fù)原

有尺寸和性能的堆焊方法。

3.6

耐磨件失效failureofware-resistantpart

耐磨件在運(yùn)行中喪失原有的功能’

3.7

堆焊層厚度thicknessofoverlayinglayer

從基材與焊道之間的焊縫熔合線至堆焊層表面的距離。

4技術(shù)要求

4.1堆焊方法

4.1.1對于回轉(zhuǎn)體耐磨件以及平面狀態(tài)的耐磨件，宜采用自動堆焊的方法。

4.1.2無法實(shí)現(xiàn)自動堆焊的耐磨件可采用手工堆焊、半自動堆焊等方法。

4.1.3堆焊可采取離線堆焊方式或在線堆焊方式。

4.2堆焊材料

4.2.1堆焊前應(yīng)對耐磨件基材的化學(xué)成分和力學(xué)性能進(jìn)行檢查，選擇合適的堆焊材料，并符合堆焊后耐

磨件的使用性能。

2

T/CWAN0093—2023

4.2.2堆焊材料的形態(tài)應(yīng)便于自動化、機(jī)械化、連續(xù)的操作方式。

4.2.3堆焊材料應(yīng)有制造廠的質(zhì)量合格證書，其質(zhì)量應(yīng)符合GB/T25775和JB/T3223的規(guī)定。

4.2.4堆焊使用氣體保護(hù)藥芯焊絲時，藥芯焊絲的質(zhì)量應(yīng)符合DIN8555-MFI0-GF-60-G的要求；埋弧自

動焊時，焊劑與焊絲應(yīng)參照GB/T12470或GB/T36034配套使用；焊劑的質(zhì)量應(yīng)符合GBAT36037的規(guī)

定；堆焊中使用的焊條應(yīng)符合GB/T984的規(guī)定。

4.3堆焊設(shè)備及其輔助設(shè)備

4.3.1堆焊電源能保證長時間連續(xù)穩(wěn)定工作。

4.3.2操作機(jī)能實(shí)現(xiàn)自動焊槍的上下、左右、前后方向移動。

4.3.3變位機(jī)能實(shí)現(xiàn)水平方向的旋轉(zhuǎn)和垂直方向的翻轉(zhuǎn)。

4.3.4應(yīng)根據(jù)耐磨件的結(jié)構(gòu)形式制作工裝卡具。

4.3.5在線堆焊時應(yīng)保證工件與焊接電源有效連接，以確保其他部件不受損害。

4.4堆焊再制造評估

4.4.1對耐磨件舊品堆焊再制造前應(yīng)對基體進(jìn)行評估，當(dāng)其滿足繼續(xù)使用要求時才能進(jìn)行堆焊再制造。

4.4.2當(dāng)耐磨件舊品存在貫穿性裂紋、局部基體被磨穿、基體厚度過薄等可能導(dǎo)致其整體失效的缺陷時，不

宜進(jìn)行堆焊再制造。

4.5安全和環(huán)境

4.5.1堆焊工作應(yīng)遵守安全、防護(hù)、防火等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，不應(yīng)對現(xiàn)場造成污染。

4.5.2根據(jù)現(xiàn)場待焊基體檢測、堆焊設(shè)備安裝、焊接工藝選擇、層間溫度控制、施工人員安全、檢修停

工時間、備件情況等因素選擇是否在線堆焊，通常在線堆焊次數(shù)不超過5次。

4.5.3焊接現(xiàn)場10m范圍內(nèi)不得堆放氧氣瓶、乙怏瓶、木材及其他易燃物品；氣瓶在使用過程中必須穩(wěn)固

豎立或裝在專用固定裝置上，遠(yuǎn)離可能使其本身成為電路一部分的區(qū)域；在封閉空間內(nèi)施工時，氣瓶及焊接電

源必須放置在封閉空間的外面。

4.5.4焊接電纜應(yīng)保證完整無損，其直徑與所用焊接電流相匹配；在觀察電弧時，應(yīng)按照GB9448焊接

與切割的要求，必須使用帶有濾光鏡的頭罩或手持面罩，或佩戴安全鏡、護(hù)目鏡或其他合適的眼鏡，面罩及

護(hù)目鏡必須符合GB/T3609.1的要求。

4.5.5所使用弧焊機(jī)的空載電壓應(yīng)符合GB15579.1的要求。

4.6焊前處理

4.6.1硬面堆焊再制造的焊前處理

4.6.1.1對磨損失效的磨輻套或磨輻襯板、磨盤襯板堆焊前應(yīng)進(jìn)行焊前處理，清除耐磨件待焊處的油污、銹

跡及其它雜物，通過氣刨等方式去除耐磨件上存在的不牢固裂紋部分。

4.6.1.2對磨損失效的擠壓輻堆焊前應(yīng)進(jìn)行焊前處理，用碳弧氣刨等方式去除輯面上不完整的花紋層、

硬面層及疲勞層，去除部分應(yīng)盡量少。處理過程中要注意輻面的平整和輻體橢圓度，處理后以適當(dāng)方法維持

輯體的橢圓度W3mm而后徹底清除輯面上的殘渣和滲碳層，超聲探傷確認(rèn)無裂紋后清洗輯面并干

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燥,標(biāo)準(zhǔn)按DIN1690-UV3執(zhí)行。

4.6.2堆焊新品復(fù)合制造的焊前處理

4.6.2.1堆焊前的立磨輻套或磨輻襯板、磨盤襯板鑄造胎體應(yīng)經(jīng)機(jī)械加工，使其表面光亮平滑，見金屬

光澤，無殘余金屬氧化層，尺寸符合堆焊設(shè)計要求。

4.6.2.2堆焊前的耐磨板應(yīng)清理基材表面的灰塵、油污等，打磨掉表面銹跡，使基材表面光滑、平整。

4.6.3焊前預(yù)熱

4.6.3.1立磨磨輻自動堆焊時，一般不需要進(jìn)行焊前預(yù)熱，但是當(dāng)環(huán)境溫度低于5C,應(yīng)考慮采取預(yù)熱措

施，預(yù)熱溫度以20~40℃為宜。大型立磨輯套自動堆焊時，焊前構(gòu)件整體預(yù)熱溫度需達(dá)到600~700°C,確保

不會引起輻套基體組織的變化而影響其力學(xué)性能的改變，可通過焊后緩冷防止白口及淬硬組織產(chǎn)生。

4.6.3.2輻壓機(jī)擠壓輯堆焊時應(yīng)根據(jù)基體材質(zhì)的碳當(dāng)量來確定預(yù)熱溫度，在線焊時預(yù)熱溫度應(yīng)低于

200℃。

4.7堆焊工藝

4.7.1堆焊前應(yīng)編制堆焊工藝措施，堆焊工藝措施應(yīng)包括以下內(nèi)容：堆焊方法；堆焊操作人員要求；堆

焊使用的設(shè)備及工裝要求；堆焊材料的牌號、生產(chǎn)廠家、材料成分等；堆焊順序及工藝參數(shù)；試驗(yàn)性焊接的

要求；要求的焊道形狀；焊后檢驗(yàn)要求。

4.7.2立磨耐磨件復(fù)合堆焊制造工藝

4.7.2.1立磨耐磨件可采用復(fù)合堆焊的方式制造，即以低碳鑄鋼鑄造磨輻胎/盤瓦胎基體，采用堆焊過渡

層+噴焊表面層工藝：將堆焊結(jié)構(gòu)鋼焊絲熔覆于基體之上，獲得與基層結(jié)合性能良好的過渡層；采用噴焊

工藝，獲得高硬度、高耐磨性能及表面光潔的表面層。

4.7.2.2堆焊前基體須經(jīng)嚴(yán)格的超聲波探傷，標(biāo)準(zhǔn)按DIN1690-UV3執(zhí)行。同時，進(jìn)行100%滲透探傷或

磁粉探傷，標(biāo)準(zhǔn)按DIN1690-MS2執(zhí)行，以確?；w不存在超標(biāo)鑄造缺陷，否則應(yīng)先進(jìn)行鑄造缺陷的處

理。

4.7.2.3根據(jù)基材成份和成品耐磨性能要求，選擇合理的堆焊材料作為打底層、過渡層和硬面層。

4.724堆焊前焊劑需進(jìn)行(300?400)℃x2h烘干；焊條需進(jìn)行(350-400)℃x2h烘干，然后放在

100~150℃的保溫箱中隨取隨用，堆焊應(yīng)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工藝評定編制焊接工藝指導(dǎo)書指導(dǎo)焊接實(shí)施，

常用焊接工藝方法按表1,推薦焊接工藝參數(shù)參見表2。

表1常用焊接方法

焊接方法焊絲直徑/mm保護(hù)介質(zhì)電源極性

自保護(hù)藥芯焊絲

61.2、巾1.6、62.8>4）—

熔化焊3.2

直流反接

氣體保護(hù)焊巾1.6、巾2.0、巾2.4CO2（或80%Ar+20%CO2）

埋弧自動焊巾2.4、巾3.2、巾4.0燒結(jié)焊劑

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表2推薦焊接工藝參數(shù)

焊接焊絲直徑適用直徑尺焊接電流電弧電壓焊接速度焊道搭接

層間溫度/℃

方法/mm寸/mm/A/V/(mm/min)/%

4)1.2100-30020?30

自保護(hù)

巾1.6120?32022?32

藥芯焊

—125?45030-50

絲熔化

巾2.8250?45027?34

焊

巾3.2350~50027?34

<150140-22020?26

巾1.6150-300160?24020-30

>300160-24020-30

氣

<150240?30024?28

體

保巾2.0150-300240?32024?30110-15010-40

護(hù)>300240?34024?32

焊

<150240?30024?28

150~250

4)2.4150?300240?32024?30

>300240~34024?32

<150220~30024?30

巾2.4150-300260-36026-32

>300300-40026?32

埋

<150260?32024?30

弧

自力3.2150?300280?38026?32350?55050?60

動>300300-40028-32

焊

<150280~34024?32

4)4.0150-300300?40026?32

>300300-40028?32

4.7.2.S耐磨堆焊后必須及時進(jìn)行焊后熱處理。為減少堆焊后引起的殘余應(yīng)力，避免產(chǎn)生裂紋，焊后先保

溫，然后再裝爐進(jìn)行熱處理。焊后熱處理方式大體上可歸納為以下幾條：一是對低碳低合金堆焊層可在

450-650°C范圍內(nèi)選擇；若母材是經(jīng)淬火、回火調(diào)質(zhì)處理的，則焊后熱處理溫度不應(yīng)高于其調(diào)質(zhì)溫度;

5

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對于高硬度合金堆焊材料而言，則應(yīng)在上述溫度范圍選擇某一特定溫度范圍進(jìn)行焊后熱處理。

4.7.3焊道形狀可參考以下要求：寬8mm~14mm、高1.5mm~3mm,同一焊層的后一焊道覆蓋前一焊

道的30%左右，下一焊層的焊道依次排列在上一焊層的兩個焊道中間。

4.7.4焊接過程中若出現(xiàn)成形不良的焊縫，應(yīng)使用角磨機(jī)對其進(jìn)行打磨，然后再進(jìn)行焊接。

4.8堆焊質(zhì)量及尺寸要求

4.8.1立磨磨粗、磨盤瓦等高耐磨、中低沖擊應(yīng)力耐磨件的堆焊層可存在一定數(shù)量的橫向裂紋，不應(yīng)存

在貫穿性裂紋和密集型氣孔等缺陷，表面平均硬度應(yīng)達(dá)到HRC58-62o對于直徑不大于5mm的不觸及

母材的局部表面缺陷（如氣孔、夾渣），可在打磨去除缺陷后進(jìn)行表面局部補(bǔ)焊，對于觸及母材或未觸及

母材但直徑大于5mm的缺陷，應(yīng)將堆焊層去除到要求的范圍，并按照原來的堆焊工藝進(jìn)行重新堆焊。

4.8.2輻壓機(jī)擠壓輻硬面層和網(wǎng)格允許有裂紋，堆焊后其表面耐磨花紋可以有不同形式，如橫條紋、十

字網(wǎng)格、菱形加硬質(zhì)點(diǎn)、人字形花紋等?；y的焊道要應(yīng)直，邊緣要應(yīng)陡，表面平均硬度應(yīng)應(yīng)達(dá)到HRC

58-62?

4.8.3輯壓機(jī)擠壓輻堆焊再制造后，輯體表面圓度公差為±2mm。

4.8.4耐磨件的堆焊層與基材應(yīng)有良好的熔合性，且表面平整，無明顯的焊瘤和飛濺。焊道應(yīng)平整光滑。

4.8.5耐磨板的標(biāo)準(zhǔn)厚度應(yīng)符合表3的規(guī)定，堆焊層的厚度偏差不大于1mm。

表3堆焊層厚度與耐磨板厚度對照表

基板厚度/mm6810

堆焊層厚度/mm4,5,63,4,5,6,85,6,8,10

4.8.6堆焊再制造后的耐磨件應(yīng)符合設(shè)計圖紙尺寸的規(guī)定，堆焊后的外形尺寸公差應(yīng)符合JB“

50000.3-2007的規(guī)定。

4.9耐磨性能要求

4.9.1正常工況下，堆焊后耐磨件的保證運(yùn)行時間應(yīng)符合表4的規(guī)定。

表4耐磨件堆焊后運(yùn)行時間表

耐磨件類別運(yùn)行時間/h物料易磨性

礦渣立磨耐磨件>2000

煤立磨耐磨件>8000

礦渣邦德功指數(shù)20

水泥生料立磨耐磨件>8000

煤哈氏指數(shù)75

水泥熟料立磨耐磨件>2500

生料邦德功指數(shù)10

擠壓輯（在線堆焊再制造后）>4000

擠壓輯（離線堆焊再制造后）>8000

6

T/CWAN0093—2023

4.9.2耐磨件完成堆焊再制造后，使用運(yùn)行時間2000h內(nèi)不應(yīng)出現(xiàn)因堆焊層嚴(yán)重脫落而造成的耐磨件失

效。

4.10對基體內(nèi)在質(zhì)量要求

4.10.1耐磨件舊品堆焊前應(yīng)采用無損探傷的方式對基體進(jìn)行檢測，以判斷其可焊性和殘余壽命。

4.10.2對堆焊復(fù)合制造的耐磨件新品，焊前應(yīng)采用超聲波探傷，鑄件應(yīng)符合GB/T7233.1的相關(guān)規(guī)定，

鍛件應(yīng)符合GB/T6402的相關(guān)規(guī)定。

4.11對堆焊后檢測要求

堆焊后的耐磨件成品應(yīng)逐件檢查。檢查項(xiàng)目包括堆焊層的尺寸、形狀和裂紋，并進(jìn)行基體滲透探傷、堆焊

層金相檢驗(yàn)和硬度檢驗(yàn)。

5堆焊工藝評定

5.1堆焊工藝評定范圍

5.1.1堆焊工藝評定是對所選材料、堆焊工藝的合理性進(jìn)行的全面評價。建材工業(yè)耐磨件中需以堆焊方

法實(shí)現(xiàn)熔覆結(jié)合的任何材料均應(yīng)進(jìn)行焊接工藝評定。對于特殊形狀的部件，應(yīng)按幾何形狀做彎曲試驗(yàn)或脆

環(huán)試驗(yàn)。

5.1.2對立磨磨輻套/磨盤采用抗壓試驗(yàn)、金相檢驗(yàn)和磨料磨損試驗(yàn)評定堆焊工藝。

5.1.3對擠壓輻采用抗壓試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、金相檢驗(yàn)和磨料磨損試驗(yàn)評定堆焊工藝。

5.2堆焊工藝評定中的主要檢驗(yàn)項(xiàng)目

5.2.1焊縫外觀檢查：焊縫表面有無未熔合、夾渣、弧坑和氣孔。

5.2.2焊縫的無損探傷檢查應(yīng)依照J(rèn)B/T9218進(jìn)行。

5.2.3拉伸試驗(yàn)方法按GB/T25774.1進(jìn)行。

5.2.4對承壓、承重部件只要具備做沖擊試樣條件者，均應(yīng)進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。沖擊試樣尺寸及取樣位置按

GB/T25774.1規(guī)定，試驗(yàn)參