堆焊入門

1、 堆焊定义：

用焊接方法在零件表面堆敷一层具有一定性能的材料，以增加零件的耐磨、耐热、耐腐蚀等方面

性能。在冶金、矿山、电力、农业、石油等行业被广泛应用。

2、堆焊须注意几点：

·根据使用要求，合理选用堆焊合金；

·尽量降低母材稀释率；（摆动、防工件变形）

·提高生产率；（明弧）

·希望堆焊金属和母材有相近的膨胀系数和相变温度。（高铬铸铁）

3、堆焊目的：

·降低成本

·延长使用寿命

·减少维修（费用及时间）

·减少备件

金屬的磨损主因概述

生产的金属材料有1/3是被磨损掉；还有1/3是被腐蚀

掉的。磨损是多因数相互影响的过程，受温度、速度、润滑、载荷等等影响，故耐磨性不是金属固有

的性能。75%机器零件是因磨损而报废。

1、粘着磨损（金属和金属间）：

相对移动--表面不平--局部高温焊合或转移到另一表面。如：轴、轴承、履带轮、制动轮等等。

15%堆焊材料：较小磨擦系数；硬度和与其相摩擦的金属相近。主要低碳和中碳合金钢。耐冲击条件时也有用高锰钢。

2、磨料磨损（金属和非金属间）：

硬质颗粒和表面粗糙的物体（岩石、矿石、沙子、土壤、硬金属削、沙布、沙轮等）对金属表面

进行显微切削。50%凿削磨料磨损：磨粒以很大冲击力切入金属表面形成沟漕。如挖掘机斗齿、破碎机锤头和颚板。要求高韧性耐磨材料，如奥氏体高锰钢、回火的马氏体合金钢。·高应力（三体）磨料磨损：两金属间夹有磨料，接触点上有很高压应力，使金属被碾碎，同时引起金属显微划伤或使硬相（如碳化物）剥落。如电厂中速磨、球磨机、挖掘机脸条链轮等。冲击是次要的，需材料有高的抗压强度和硬度，可用合金白口铸铁、碳化钨、高碳钢。·低应力（二体）磨料磨损：固态磨料以某种速度、较自由地与所接触的金属表面相对运动引起，冲击力较小。含有磨料的气体或液体冲击金属表面也可属此类。推土机铲刀、犁铧、泥浆泵叶轮、粉尘排除设备等。要求材料有高耐磨性和硬度，如白口铸铁、碳化钨、马氏体钢等。·以上主要比较耐磨和冲击程度来找最佳平衡点。

3、热疲劳：

热轧辊、热锻摸、压铸摸等。要含Cr、W、Mo、V合金钢和Co基、Ni基等。

4、磨蚀磨损：

磨损＋付蚀。Cr-Ni钢、Co基、Ni基等

5、气蚀磨损：

水轮机叶片、船舶螺旋浆、水泵等

6、冲击、疲劳、微动……等等。

磨损往往是复合的和变化的，如：轧辊（粘着、应力疲劳、冷热疲劳、高温氧化、氧化皮磨料、气蚀）、制动、摩擦……等。

金屬的种类和用途：

1、低合金钢：

其特性耐严重磨粒磨损、交变应力----中等金属间磨损

较低温度工作的各种轧辊。

3、奥氏体锰钢：

优良的耐冲击性能，可冷作硬化，用于严重冲击----轻微磨粒磨损。

如破碎机锤头、颚板，破碎机辊等。

4、碳化钛强化钢：

中等冲击----严重磨粒磨损，专门用于水泥厂辊压机辊的修复

5、马氏体不锈钢：

中等冲击，中等金属间磨损，中等磨粒磨损。用于较高温度工作的钢轧辊、水压 机柱塞、部分轴类等。

6、高铬铸铁类型：

Fe--Cr胎体上分布着大量初生碳化物，Cr/C到5以上碳化物主要呈颗粒状分布， 根据合金含量及与C的亲

和力形成各种合金Ｃ化物。

各种堆焊方法

1、氧――乙炔堆焊

2、手工电焊条堆焊

3、钨极氩弧堆焊（手工或自动）

4、埋弧堆焊（自动）

需配用焊剂

5、明弧堆焊：（不用焊剂，手工或自动）

·手工明弧焊和手工电焊条堆焊比较：焊机、效率、收得率

·摆动和非摆动比较：成形、稀释率、堆厚

·手工和自动比较：劳动强度、成形、生产率、灵活性、

6、等离子粉末堆焊

7、各种堆焊方法稀释率比较：

喷焊、喷涂--0%；

等离子、粉末堆焊、氧-乙炔--5%；

钨极氩弧焊--5-15%；

焊条堆焊--20-30%；

埋弧、明弧和熔化极氩弧--30-40%。

明弧堆焊和埋弧堆焊综合对比

.

明弧自保护堆焊

埋弧自动焊

材料消耗及成本

所用材料

管状(药芯)焊丝

管状(药芯)焊丝

熔剂消耗(元/公斤焊丝)

0

0.804

堆焊成本

下降14～20%

较高

劳动生产率

Φ3.2焊丝适用焊接电流(安)

400～450

350～400

劳动条件

堆焊速率(公斤/小时)

7～9

5～6.5

单层堆焊厚度(mm)

可达

≥2

脱渣性能

无脱渣问题

由于高合金成分，脱渣相当困难

焊缝性能

烟雾

有，需抽风装置

无

弧光

有，需加遮护板

无

自动化程度

高(调好后无需看管)

低(人工操作)

劳动强度

低

高

粉尘

基本无

严重

焊道稀释率

30～40%

30～40%

对母材影响

焊道冷却速度

稍高

稍低

焊缝硬度

同样焊盘，略高2～3度HRc

稍低

层间温度

100℃

高

母材裂纹

不易产生

难以避免

工件变形

可做到无变形

有变形