焊条电弧堆焊
焊条电弧焊堆焊金属组织及其性能分析
的铁 素 体 和 珠 光 体 全 部 转 变 为 奥 氏 体 ， 由 于 焊 接 时 加 热 速 度 快 ，高 温 停 留 时 间 又 比较 短 ，奥 氏体 晶 粒 还未 来 得 及 长 大 ，焊
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１ ・ 验与研究 ・ ０ 试
文 章 编 号 ：０ ２ ０ ５ ２ Ｏ ）３ ０ １ — ３ １０ — ２ Ｘ（０ ７ ０ — ００ ０
焊 接 技术
第３ ６卷 第 ３期 ２ ０ ０ ７年 ６月
焊 条 电 弧 焊 堆 焊 金 属 组 织 及 其 性 能 分 析
外 层 堆 焊 金 属 方 向测试 了硬 度 。
２ 试 验 结 果 及 分 析 １ 试 验 材 料 及 方 法
２ １ 堆 焊 层 显微 组 织 分 析 ．
试 验 采 用 厚 度 为 １ ｍ、直 径 为 １０ｒ ２ｍ ９ ｍ的 圆 形 ４ 钢 作 为 ｎ ５
基 体 材 料 ４ 钢 的显 微 组 织 为铁 索 体 和 珠 光 体 。它们 的 晶粒 ５ 较 粗 大 但 分 布 较 均 匀 。 图 １ 不 同 焊 接 电 流下 仅 堆 焊 １ 时 的 显 为 层 微 组 织 。远 离 熔 合 区 的 为细 晶粒 区 ，在 焊 接加 热 时 ，该 区域 中
１５ １５ ４ — ５
ｌ５ ｌ５ ７ － ８ １５ １５ ５ — ６
２—６ ５ ２
２—８ ７２ ２—７ ６２
２５ ．
２７ ． ２８ ．
ｌ ＿ ６
１８ ． １ ． ５
蚀 性 ，从 而 延 长零 件 的 使 用 寿命 ；可 经 济 利 用 贵 重 合 金 元 素 ，
从 而 降低 制造 成 本 ；可 为 企 业 节 省 维 修 和 更 换 零 件 的费 用 等 ， 在 冶 金 机 械 、 矿 山 机 械 、 农 业 机 械 、石 油 化 工 机 械 、交 通 运
概述锻模的焊条电弧堆焊工艺
概述锻模的焊条电弧堆焊工艺热锻模一般采纳5CrNiMo或5CrMnMo合金工具钢制造。
为了节省珍贵合金钢，以45Mn2铸钢作为基体，采纳焊条电弧堆焊方法制造热锻模，可以降低热锻模的成本。
焊条电弧堆焊热锻模应用较多的是EDRCrMnMo-15(D397)堆焊焊条，可用于堆焊铸钢或锻钢为坯体的热锻模，也可用于修复SCrMnMo、5CrNiMo和5CrNiSiW钢制热锻横。
EDRCrMnMo-15焊条属于低氢型药皮焊条，采纳直流反接。
焊条使用前须在300350℃烘干11.5h。
热锻模的焊条电弧堆焊工艺如下。
①坯料锻造并进行热处理后，依据外形尺寸加工型槽。
加工时应将堆焊部位全部尖角都铣成圆角（尺寸不小于2-3mm），深而窄的型槽应适当加大尺寸，将垂直面改为1015斜度，以便堆焊操作，避开产生夹渣、未焊透等缺陷。
②45Mn2钢模体堆焊前应预热至450℃，在整个堆焊过程保持模体温度不低于300℃，否则需再预热。
焊前预热在煤炉中进行，然后取出放在石棉保温箱中堆焊，也可自行制造专用的加热保温电炉。
③用EDRCrMnMo-15焊条采纳分区分层堆焊法，由最深处开头逐层向上堆焊，各层间的堆焊焊缝可交叉成肯定角度，以便堆焊层厚度匀称并削减夹渣。
堆焊操作中焊条应稍作横向摇摆，应避开在夹角和狭窄处引弧和熄弧。
采纳45Mn2钢制造模坯，有效堆焊层厚度为5-10mm。
此外还应留3-5mm的加工余量。
④堆焊后马上放人炉中进行遇火处理，或在250C以上保温存放直到送入热处理炉中进行退火处理。
退火温度为(85010)℃，保温时间按每毫米厚度保温1.5～2min计算，然后将炉温降到680℃等温退火，保温一段时间后随炉冷至400℃以下出炉。
⑤机械加工并检查堆焊表面的缺陷。
对于直径不大于0.51mm 的个别气孔和夹渣可不处理；直径超过0.5～1mm但不超过4mm的气孔和夹渣，可在调质处理以后用镍铬不锈钢焊条进行不预热补焊。
非工作面的气孔和夹渣，直径小于2.5mm时可不处理。
堆焊
三、埋弧堆焊 1、特点：生产率高、劳动条件好、堆焊合金成分稳定，因此得到大量 应用。 2、应用：尤其对于轧辊、车轮轮缘、曲轴、化工容器和核反应堆压力 容器衬里等中、大型零件应用较多。 3、具体工艺有四种： (1)单丝埋弧堆焊 (2)多丝埋弧堆焊 (3)带极堆焊 (4)串联电弧堆焊
对于高合金的堆焊金属，可采用各种管状焊丝气体保护堆焊 工艺获得。 我国还采用 C02 气体保护焊在自动送进 H08Mn2Si焊丝的同时， 向 熔 池 送 入 YG8(W(wc)92％、W(Co)8％) 合 金 粉 末 ， 得 到 了 WC+α固溶体的堆焊层。
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※2、非熔化极惰性气体保护堆焊，主要以手工送进 各种合金焊丝进行堆焊。 ※这种方法保护效果好，合金元素过渡系数高，稀 释率比熔化极气体保护堆焊低，但生产率低，保 护气体贵，因而使用受到限制。 ※3、不加保护气体的自保护管状焊丝明弧堆焊，在 国外应用较广。其中半自动明弧堆焊用得较多。 ※这种方法的突出优点是设备简单、方便灵活，并 可堆焊多种成分的合金。其缺点中飞溅较大。
2、分类：根据所使用的热源不同，一般将热喷涂工艺分为燃烧法和电加热法两大类。 目前常用的热喷涂技术是线材火焰喷涂、粉末火焰喷涂、电弧喷涂、等离子弧喷涂、 爆炸喷涂和超音速火焰喷涂技术。
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五、等离子弧堆焊 1、优点：等离子弧温度高，能顺利堆焊各种难熔材料和提高堆焊速度；熔深可以调 节，稀释率最低可达 5％左右。因此等离子弧堆焊是一种难得的低稀释率和高熔敷率 的堆焊方法。另外，等离子弧堆焊可采用各种渗合金方式进行堆焊。 2、缺点：设备成本较高，有强烈的弧光辐射和臭氧污染，因此必须采取防护措施。 3、等离子弧堆焊主要有以下形式： (1)冷丝等离子弧堆焊 (2)热丝等离子弧堆焊 (3)预制型等离子弧堆焊 (4)粉末等离子弧堆焊
焊接方法分类
焊接方法分类焊接方法分类一般都根据热源的性质、形成接头的状态及是否采用加压来划分。
1、熔化焊熔化焊是将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。
它包括气焊、电弧焊、电渣焊、激光焊、电子束焊、等离子弧焊、堆焊和铝热焊等。
2、压焊压焊是通过对焊件施加压力（加热或不加热）来完成焊接的方法。
它包括爆炸焊、冷压焊、摩擦焊、扩散焊、超声波焊、高频焊和电阻焊等。
3、钎焊钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，在加热温度高于钎料低于母材熔点的情况下，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。
它包括硬钎焊、软钎焊等。
焊接的特点及应用一、焊接的特点1、节约金属材料，产品密封性好2、以小拼大，化复杂为简单3、便于制造双金属结构缺点是焊缝处的力学性能有所降低，个别焊接方法的焊接质量检验仍有困难。
二、焊接的应用1、制造金属结构2、制造金属零件或毛坯3、连接电器导线焊条电弧焊电弧是两带电导体之间持久而强烈的气体放电现象。
1．电弧的形成（1）焊条与工件接触短路短路时，电流密集的个别接触点被电阻热Q=I2Rt所加热，极小的气隙的电场强度很高。
结果：①少量电子逸出。
②个别接触点被加热、熔化，甚至蒸发、汽化。
③出现很多低电离电位的金属蒸汽。
（2）提起焊条保持恰当距离在热激发和强电场作用下，负极发射电子并作高速定向运动，撞击中性分子和原子使之激发或电离。
结果：气隙间的气体迅速电离，在撞击、激发和正负带电粒子复合中，其能量转换，发出光和热。
2．电弧的构造与温度分布电弧由三部分构成，即阴极区（一般为焊条端面的白亮斑点）、阳极区（工件上对应焊条端部的溶池中的薄亮区）和弧柱区（为两电极间空气隙）。
3、电弧稳定燃烧的条件（1）应有符合焊接电弧电特性要求的电源a）当电流过小时，气隙间气体电离不充分，电弧电阻大，要求较高的电弧电压，方能维持必需的电离程度。
b）随着电流增大，气体电离程度增加，导电能力增加，电弧电阻减小，电弧电压降低。
常用的堆焊操作方法
常用的堆焊操作方法
堆焊（Hardfacing）是一种在金属表面上添加耐磨、耐腐蚀或其他特殊性能的涂层或填充材料的焊接过程。
下面列举了几种常用的堆焊操作方法：
1.熔敷堆焊（FuseWelding）：这是最常见的堆焊方法之一。
在熔敷堆焊中，焊材以焊丝或焊条的形式添加到基材上，然后通过熔化焊材和基材来形成涂层。
这种方法可以使用多种焊接工艺，如手工电弧焊、气体保护焊等。
2.粉末堆焊（PowderWelding）：粉末堆焊是一种将金属粉末喷射到基材表面，并通过热源（如等离子弧或激光）将其熔化和熔合到基材上的堆焊方法。
这种方法适用于高温和高速应用，并可以实现较高的精度和微观组织控制。
3.硬面割弧堆焊（OpenArcHardfacing）：硬面割弧堆焊是一种在基材上使用割弧电弧焊进行堆焊的方法。
焊丝通过电弧进行熔化，并在电弧下落到基材表面时形成涂层。
这种方法操作简单、适用范围广，常用于重型设备的维修和耐磨涂层的制备。
4.激光堆焊（LaserHardfacing）：激光堆焊是利用激光束将焊材熔化并精确熔合到基材上的堆焊方法。
激光堆焊具有高能量密度、焊接速度快和热影响区小等优点，可以实现高精度、低热输入的涂层制备。
5.电弧喷涂堆焊（ArcSprayingHardfacing）：电弧喷涂堆焊是通过电弧喷涂设备将金属线材熔化并喷射到基材表面，形成涂层。
这种方法通常用于在大面积上进行涂覆，并能提供良好的附着力和涂层均匀性。
这些是常见的堆焊操作方法，根据具体的应用需求和工艺条件，可以选择适合的堆焊方法来实现所需的涂层性能和质量。
焊接-堆焊技术
堆焊技术的分类
堆焊技术是熔焊技术的一种，因此凡是属于熔焊的方法都 可用于堆焊。
按实现堆焊的条件，常用堆焊方法的分类如图所示。
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堆焊方法
氧乙炔火焰堆焊
手工送丝 自动送丝 粉末堆焊
焊条电弧堆焊
钨极氩弧堆焊
熔化极气体保护电弧堆焊 其中：自保护电弧堆焊
埋弧堆焊
单丝 多丝 串联电弧 单带极 多带极
预热是焊接修复开始前对被堆焊部位局部进行适当加热的 工艺措施，一般只对刚性大或焊接性差、容易开裂的结构 件采用。预热可以减小修复后的冷却速度，避免产生淬硬 组织，减小焊接应力及变形，防止产生裂纹。工件堆焊前 的预热温度可视工件材料的碳当量而定。
堆焊后的缓冷一般可在石棉灰坑中进行，也可适当补充 加热，使其缓慢冷却。
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焊条电弧堆焊工艺
一、焊前准备
堆焊前工件表面进行粗车加工，并留出加工余量，以保证 堆焊层加工后有3mm以上的高度。
工件上待修复部位表面上的铁锈、水分、油污、氧化皮等， 堆焊修复时容易引起气孔、夹杂等缺陷，所以在焊接位复 前必须清理干净。
堆焊工件表面不得有气孔、夹渣、包砂、裂纹等缺陷，如 有上述缺陷须经补焊清除、再粗车后方可堆焊。
为修复与强化。
2
堆焊的特点
堆焊层与基体金属的结合是冶金结合，结合强度高， 抗冲击性能好。
堆焊层金属的成分和性能调整方便，一般常用的焊条 电弧焊堆焊焊条或药芯焊条调节配方很方便，可以设 计出各种合金体系，以适应不同的工况要求。
堆焊层厚度大，一般堆焊层厚度可在2～30mm 内调节， 更适合于严重磨损的工况。
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5. 堆焊材料的选择
满足工件的工作条件和要求； 经济性、母材的成分、工件的批量以及拟采用的堆焊方法。
堆焊工艺
堆焊工艺1.焊前准备待堆焊层母材表面处理：堆焊过渡层之前，应将表面铁锈等所有污物去除干净，确定表面处理干净；对压制好的锥体内表面进行渗透探伤，有缺陷要采取方法处理；2.焊条烘干过渡层A312（E309Mo）焊条，烘干工艺300℃，1小时。
钴基硬质合金EcoCr-A（STELLITE6）焊条，烘干工艺250℃，1小时。
焊条随用随取，焊接时焊条放在保温筒内，保温筒随时带电保温（也可以将要用的焊条放在堆焊椎体内以保持干燥度），焊条在空气中曝露不大于4小时：对于取焊条时掉出的焊条，如果没有及时发现，此根焊条将不予使用。
3.预热和堆焊时温度控制预热方法：采用履带，加保温棉保温；将履带均匀布置在锥体上并用保温棉（两层）完全包裹起来；锥内要塞上保温棉；尽可能保证加热均匀。
加热履带要电工随时检测防止出现短路！如果遇到停电或温度过低最高温度低于240℃，要塞好保温棉进行保温，但在持续通电的情况下要一次堆完。
4.堆焊采用手工电弧焊（SMAW）进行堆焊，按下列工艺执行：①堆焊过程中要保持层间和焊道温度不低于预热温度；②采用小电流短弧堆焊（弧长控制4mm左右），增加焊条熔敷速度。
4.0mm焊条电流在140A左右。
③采用多层多道堆焊，焊接过程中要严格进行焊道，层间清渣，焊缝重叠量掌握在1/2焊缝宽度左右，即第二道焊缝覆盖第一道焊缝宽度1/2左右。
④如果堆焊两层则第二层的焊接接头要超过或短于第一层焊接接头20～25mm。
⑤堆焊完一圈后要进行对堆焊层检查对有缺陷或引高处或弧坑应进行打磨去除。
5. 堆焊要领①堆焊采用直流反接（即工件接负极，焊钳接正极）②堆焊时焊条于焊件表面要尽量保持垂直状态（小端除外）③堆焊运条要快且直，焊条横向摆动宽度不超过10～15mm，焊道厚要小于2.5mm④收弧时应使熔池填充饱满，也就是在收弧时稍微停留一下将收弧处引高，然后拉向横向一侧，然后息弧；采用点击法进行引弧，引弧后将焊条提高，作‘预热’状，立即恢复短弧及横向摆动，且要将收弧段堆焊金属完全重新熔化，形成新的堆焊熔池。
常用焊接方法
1－弧焊电源 2－工件 3－焊条 4－电弧 5－焊钳 图 2 焊条电弧焊基本电路
永济新时速电机电器有限责任公司专项培训教材 哈尔滨焊接技术培训中心
工艺部分
常用焊接方法
电流值如果超过额定焊接电流值，就要考虑更换额定电流值大些的焊机或者降低焊机的负载持续率，超过额
定电流值使用时，称为过载，严重过载将使设备损坏。
3）焊接电流调节范围
焊接电流调节范围是焊条电弧焊用电源的调节性能技术参数之一，不同型号的焊接电源焊接电流调节范
围也不相同，如果电源用于焊条直径范围变化较大的工作条件，应选用焊接电流调节范围大的电源。
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焊条电弧焊用电源的基本要求
1）陡降的外特性
2）良好的动特性
3）良好的调节特性
4）适当的空载电压
5）适当的短路稳定电流
焊条电弧焊用电源的主要技术参数
1）负载持续率
负载持续率是表示焊接电源工作状态的参数。我国标准规定 500A 以下的焊机选定工作时间周期为 5 分钟，
在 5 分钟的时间内，焊条电弧焊总有一段时间用来换焊条、清理焊渣、移动焊接位置等。所以电弧燃烧的时
铝及铝合金
电流种类及极性 直流正接
交流/直流正接用 He 保护
镁及镁合金
交流
2）焊枪 3）钨极
——纯钨极 使用纯钨极起弧困难、电弧不稳定、寿命短，但价格便宜。 ——钍钨极 在很长时间里，钍钨极是最常用的一种钨极。但由于放射性，所以现在钍钨极的使用较少。 ——铈钨极 铈钨极是一种非放射性钨极。铈钨极特别适合于低电流的直流焊接。 ——镧钨极 镧钨极是一种非放射性钨极。使用镧钨极起弧容易、电极端温度低，使用寿命长。
表面堆焊技术
表面堆焊技术摘要堆焊是为了增大或恢复零部件尺寸或使焊件表面获得具有特殊性能的合金层而进行的焊接, 是一种重要的但又常常不被理解的减少磨损的方法。
堆焊的最大优点是能充分发挥材料的性能优势, 达到节约用材和延长零部件使用寿命等目的。
常用的堆焊方法有, 手工电弧堆焊、氧乙炔焰堆焊、埋弧自动堆焊、气体保护堆焊、等离子弧堆焊、振动电弧堆焊、激光堆焊等。
目前应用最为广泛的是手工电弧堆焊和氧乙炔焰堆焊。
关键词：堆焊；轧辊；阀门；应用现状目录摘要 (I)目录 ........................................................................................................................................ I I1 绪论 (1)2 表面堆焊技术的工作原理 (2)3 表面堆焊技术的工艺流程 (4)4 表面堆焊技术的发展现状 (4)5 结语 (9)参考文献 (9)1 绪论1.1引言堆焊是指将具有一定使用性能的合金材料借助一定的热源手段熔覆在母体材料的表面，以赋予母材特殊使用性能或使零件恢复原有形状尺寸的工艺方法。
因此，堆焊既可用于修复材料因服役而导致的失效部位，亦可用于强化材料或零件的表面，其目的都在于延长零件的使用寿命、节约贵重材料、降低制造成本。
因此，国内外制造业对堆焊技术的发展十分重视，IIW 以及各工业发达国家的相关学术机构均设置了专门委员会，以协调和促进堆焊技术的发展[1]。
堆焊技术在我国起源于20 世纪50 年代末，几乎与焊接技术同步发展。
发展初期主要用于修复领域，即恢复零件的形状尺寸，60 年代已经将恢复形状尺寸与强化表面及表面改性相结合，改革开放后堆焊技术的应用领域进一步扩大，堆焊技术从修理业扩展到制造业，90 年代受先进制造技术理念的影响，堆焊方法与智能控制技术和精密磨削技术相结合的近净形技术（Near Net Shape）引起了制造业的广泛关注，这也是堆焊技术从技艺走向科学的重要标志[2]。
焊条电弧焊及堆焊工艺措施操作技能
焊条电弧焊及堆焊工艺措施操作技能1.预热焊接前对焊件全部（或局部）进行加热的工艺措施（1）预热的作用：降低焊后冷却速度，减小淬硬程度，防止焊接裂纹，减小焊接应力与变形。
对于刚性不大的低碳钢、强度等级较低的低合金钢的一般结构不必预热；焊接有淬硬倾向的焊接性不好的钢材或刚度大的结构时，需预热；焊接铬镍不锈钢时，不可进行预热，因为预热可使热影响区在危险温度区的停留时间增加，增大晶间腐蚀倾向。
（2）预热温度的选择：根据钢材的成分、厚度、结构刚性、接头形式、焊接材料、焊接方法及环境因素综合考虑，并通过焊接试验来确定。
钢材的含碳量越多、合金元素越多、母材越厚、结构刚性越大环境温度越低，预热温度应越高。
多层多到焊时，道间温度不应低于预热温度。
（3）预热方法加热范围：对接接头每侧加热宽度不得小于板厚的5倍，一般在坡口两侧各75～100mm范围内应保持一个均热区域，测温点应取在均热区域的边缘。
采用火焰加热，测温最好在加热面的反面进行。
预热方法有火焰加热、工频感应加热、红外线加热等。
2.后热焊接后立即对焊件全部（或局部）进行加热或保温，使其缓冷的工艺措施叫后热。
（不等于焊后热处理）后热的作用：避免形成淬硬组织，促使氢逸出焊缝表面，防止裂纹产生。
对于冷裂纹倾向大的低合金高强度钢，要进行专门的消氢处理，即在焊后立即将焊件加热到250～350℃温度范围，保温2～6h后空冷。
消氢的目的：使焊缝金属中的扩散氢加速逸出，大大降低焊缝和热影响区中的含氢量，防止产生冷裂纹。
3.焊后热处理焊接后为改善焊接接头的组织和性能或消除残余应力而进行的热处理，叫焊后热处理。
焊后热处理的作用：消除残余应力，软化淬硬部位，改善焊缝和热影响区的组织和性能，提高接头的塑性和韧性，稳定结构尺寸。
焊后热处理有整体热处理和局部热处理，最常用的焊后热处理是在600～650℃范围内的去应力退火和低于Ac1点温度的高温回火；还有为改善铬镍奥氏体不锈钢抗腐蚀性能的均匀化处理。
堆焊技术培训教材
• 镍基堆焊合金分为含硼化物合金、含碳化 物合金和含金属间化合物合金三大类。 • 这类堆焊合金的抗金属间摩擦磨损性能最 好，并具有很高的抗氧化性、耐蚀性和耐 热性。此外，由于镍基合金易于熔化，有 较好的工艺性能，所以尽管比较贵，但应 用仍广泛，常用于高温高压蒸汽阀门、化 工阀门、泵柱塞的堆焊。
5．钴基合金
堆焊合金的选用表
六.堆焊材料 堆焊焊条分类和牌号的表示方法
D 25 6
低氢钾型药皮，交直流两用 常温高锰钢堆焊焊条 堆焊焊条
堆焊焊条分类和牌号的表示方法
堆焊焊条型号的编制方法
• 根据GB/T984—2001《堆焊焊条》标准规定，堆焊 焊条型号按熔敷金属化学成分及药皮类型划分。 • 1）型号最前列为英文字母“E”，表示焊条。 • 2）型号第二字母“D”表示用于堆焊焊条。 • 3）字母“D”后面用一或两字母、元素符号表示 焊条熔敷金属化学成分分类代号，还可附加一些 主要成分的元素符号；在基本型号内可用数字、 字母进行细分类，细分类代号也可用短划“-”与 前面分开。
碳化钨堆焊合金表
• 堆焊用的铜基合金主要有青铜、纯铜、黄 铜、白铜四大类。其中应用比较多的是青 铜类的铝青铜和锡青铜。 • 铝青铜强度高，耐腐蚀、耐金属间磨损， 常用于堆焊轴承、齿轮、蜗轮及耐海水腐 蚀工件，如水泵、阀门、船舶螺旋桨等。 锡青铜有一定强度，塑性好，能承受较大 的冲击载荷，减摩性优良，常用于堆焊轴 承、轴瓦、蜗轮、低压阀门及船舶螺旋桨 等。
药皮类型，交直流两用
E
D
P CrMo- A1-03
细分型号 焊条内主要合金元素 型号分类（普通低中合金钢）
表示堆焊焊条 表示焊条
七.堆焊方法
选择堆焊方法的原则
1.在允许的稀释率下具有最高的熔敷速度。 2.能获得符合要求最小堆焊层厚度。 3.经济性。
堆焊焊条标准
堆焊焊条标准
堆焊焊条标准包括以下几种：
1.GB/T 984-2001《焊接用填充金属材料分类》：该标准规定了焊接用
填充金属材料的分类、代号、化学成分、金属材料的机械性质、化学成分试验方法、施焊试验方法等内容。
是国内常用的焊接标准之一。
2.GB/T 983-2001《焊接用炭钢电焊条》：该标准规定了焊接用炭钢电
焊条的分类、代号、化学成分、机械性能、试验方法、施焊性能和包装等内容。
适用于炭素钢的电弧焊、埋弧焊和氩弧焊，具有普遍适用性。
3.GB/T 5293-1999《钢铁焊接电焊条》：该标准规定了钢铁焊接电焊
条的分类、代号、化学成分、机械性质、试验方法和包装等内容。
适用于各种钢铁材料及其焊件的电弧焊和埋弧焊。
除以上之外，堆焊焊条还有一些国际标准，如AN AWS A5.1-1991 A5.5-1991 A5.4-1992等。
焊条电弧焊(焊条种类、选用及工艺规范)
焊条电弧焊焊条电弧焊是用焊条进行焊接的方法。
焊条电弧焊是利用焊条与焊件之间稳定燃烧的电弧，使焊条和焊件熔化，从而获得牢固的焊接接头。
焊接过程中，药皮不断地分解、熔化而生成气体及熔渣，保护焊条端部、电弧、熔池及其附近区域，防止大气对熔化金属的有害污染。
焊芯也在电弧热作用下不断熔化，进入熔池，成为焊缝的填充金属。
焊条电弧焊具有设备简单、应用灵活、成本低等优点，对焊接接头的装配尺寸要求不高，可在各种条件下进行各种位置的焊接，是目前生产中应用最广泛的焊接方法。
但在焊接过程中有强烈的弧光和烟尘，劳动条件差，生产效率低，对工人的技术水平要求较高，焊接质量也不稳定。
一般用于单件小批量生产中焊接碳素钢、低合金结构钢、不锈钢和铸铁的补焊等。
焊条电弧焊的电源种类常用的焊条电弧焊电源有交流弧焊机、直流弧焊机和逆变焊机。
（1）交流弧焊机交流弧焊机是一种特殊的降压变压器，具有结构简单、噪声小、成本低等优点，但电弧稳定性差。
该焊机即使用于酸性焊条焊接，有适用于碱性焊条焊接。
（2）直流弧焊机直流弧焊机分为焊接发电机（旋转式）与弧焊整流器（整流式）两种。
（3）逆变焊机逆变焊机是近几年发展起来的新一代焊接电源，它从电网吸取三相380V交流电，经整流波成直流，然后经逆变器变成频率为2000～30000HZ的交流电，再单相全波整流和滤波输出。
它具有体积小、重量轻、节约材料、高效节能、适应性强等优点，现已逐渐取代目前的整流弧焊机。
2焊条（1）焊条的组成和作用焊条电弧焊使用的焊接材料，是由心部的金属焊芯和表面皮涂层构成。
焊芯在焊接过程中既是导电的电极，同时本身也融化作为填充金属，与熔化的母材共同形成焊缝金属。
焊芯的质量直接影响焊缝的质量。
焊丝中硫、磷等杂质的质量分数很低。
药皮是压涂在焊芯表面的涂料层，主要作用是在焊接过程中造气造渣，起保护作用，防止空气进入焊缝，防止焊缝高温金属被氧化、脱氧、脱硫、脱磷、和渗合金等，并具有稳弧、脱渣的作用以保证焊条具有良好的工艺性能，形成美观的焊缝。
耐磨焊条的堆焊方法
耐磨焊条的堆焊方法
耐磨堆焊方法是一种常用的修复和保护金属表面的方法。
耐磨焊条是一种专门用于耐磨修复的焊条，具有较高的硬度和耐磨性。
耐磨堆焊方法一般分为以下几个步骤：
1. 清洁表面：首先需要将金属表面清洁干净，去除任何杂质和污垢。
可以使用机械方法如打磨、刷洗以及溶剂清洗等。
2. 预热：对于一些大型和厚度较大的金属工件，可能需要进行预热以减少热应力。
预热温度根据具体的材料和厚度而有所不同。
3. 调节焊接电流和电压：根据焊接材料和要求，调节焊接电流和电压以确保焊接质量。
一般建议根据焊接材料生产商提供的焊接参数进行调整。
4. 焊接：将焊条按照一定的角度和速度在金属表面进行移动焊接，形成堆焊层。
焊接过程中要注意保持良好的焊接电弧稳定和焊条与金属表面的接触。
5. 冷却和后处理：焊接完成后，需要进行冷却和后处理。
可以使用水冷或者自然冷却的方法，避免过快冷却引起应力集中。
之后可以对焊接区域进行研磨、打磨和涂覆等处理，以进一步提高表面质量和耐磨性。
需要注意的是，耐磨堆焊方法的具体操作步骤可能因焊接材料、工艺要求和设备条件等而有所不同。
在进行耐磨堆焊前，建议仔细阅读焊接材料生产商提供的使用说明书，并遵循相关的安全操作规程。
焊条电弧焊的优缺点
焊条电弧焊
（2）应用范围广 焊条电弧焊的焊条能够与多数的焊件金属性能相匹配，因
而，接头的性能可以达到被焊金属的性能。焊条电弧焊不但能 焊接碳钢、低合金钢、不锈钢及耐热钢，对于铸铁、高合金钢 及有色金属也可以用焊条电弧焊焊接。另外，还可以进行异种 钢焊接和各种金属材料的堆焊等。
焊条电弧焊
（3）易于分散焊接应力和控制焊接变形 由于焊接是局部的不均匀的加热，所以焊件在焊接过程中
焊条电弧焊
（2）焊缝质量依以，焊缝质量在很大程度上依赖于焊工 的操作技术及现场发挥，甚至焊工的精神状态也会影响焊 缝质量。
谢 谢！
单，维修保养也比较方便；设备轻便，易于移动，且焊接中不 需要辅助气体保护，并且有较强的抗风能力；投资少，成本相 对较低。
焊条电弧焊
2.焊条电弧焊的缺点 （1）焊接生产率低、劳动强度大
由于焊条的长度是一定的，因此，每焊完一根后必须 停止焊接更换焊条，而且每焊完一焊道后要求清渣，焊接 过程不能连续进行，所以生产率低、劳动强度大。
焊条电弧焊
焊条电弧焊 焊条电弧焊的工艺特点
1、焊条电弧焊的优点 （1）工艺灵活、适应性强
对于不同的焊接位置、接头形式、焊件厚度的焊缝，只要焊 条所能达到的任何位置，都可以进行方便的焊接。对于一些单 件、小件、短的、不规则的空间任意位置的焊缝以及不易实现 机械化焊接的焊缝，更显得机动灵活，操作方便。
都存在着焊接应力和变形。对结构复杂的而焊缝又比较集中 的焊件、长焊缝和大厚度焊件，其应力和变形问题更为突出。 采用焊条电弧焊，可以通过改变焊接工艺，如采用跳焊、分 段退焊、对称焊等方法，来减少变形和改善焊接应力的分布。
焊条电弧焊
（4）设备简单、成本较低 焊条电弧焊使用的交流焊机和直流焊机，其结构都比较简
焊条电弧焊操作实训
任务1 平敷堆焊
1.3 相关专业知识
一、焊机结构特征 以ZX7一400 (PESO一400)为例，其前后面板结构及说
明如图1一2所示。 二、主要功能单元及其工作原理 ZX7 - 400弧焊电源主要由功率主电路，控制、保护及显
示电路，电源及驱动电路，遥控电路等几部分构成，其工作 原理简要说明如下。 1.功率主电路 开机后，电网输入的三相交流电经整流电路整流、滤波，成 为纹波较小的直流，然后由逆变电路逆变为高频交流电，最 后再经主变压器降压，后经整流电路整流、滤波，实现直流 输出。
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任务1 平敷堆焊
1.2 安全文明生产要求
焊前，焊工必须穿戴好劳动防护用品，包括工作帽、工作服、 护脚和焊工手套，选用合适的护目玻璃色号。牢记焊工操作 时应遵循的安全操作规程，在作业中贯彻始终。
1.预防电弧光伤害 焊接电弧产生的强烈弧光，主要是可见光和不可见的紫外线
与红外线，对焊工的眼睛和皮肤有较大的刺激性，它能引起 电光性眼炎和皮肤的灼伤。焊工必须佩戴具有合乎要求的遮 光镜片的面罩，穿戴好个人防护用品和用具，并采取适当的 保护措施以防周围人群受弧光伤害。
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任务1 平敷堆焊
3.焊件 准备Q235-A低碳钢板一块，规格为250mmx 80mmx
10mm(长/宽/厚)。用钢丝刷清理待焊处边缘15 mm范 围内的污物和锈迹，每隔20mm间距用石笔画直线或打样冲 眼作为标记。 4.辅助工具和量具的准备 操作者应准备好工作服、工作帽、绝缘鞋、电焊手套、面罩、 防光眼镜等劳保用品;焊接操作作业区附近应备好焊钳、髦子、 钢丝刷、样冲、划针、手锤、敲渣锤、焊缝万能量规等辅助 工具和量具。
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第16教学单元堆焊技术3-焊条电弧堆焊
2.焊条选择及烘干
根据对工件的技术要求，如工作温度、压力等级、工件介质以及对堆焊层的使用要求，选择合适的焊条。有些焊条虽不属于堆焊焊条，但有时也可用作堆焊焊条，如碳钢焊条、低合金焊条、不锈钢焊条和铜合金焊条等。
•用D502、D507等1 Cr13型焊条，焊前一般不需将工件预热。而用D512、D517等2Crl3型焊条时，堆焊前对工件一般要预热300℃左右。
•采用D507、D517焊条需要采用直流弧焊机或硅整流弧焊机，并采用反接法，使用D502、D512焊条可采用交流或直流弧焊机。
2.操作要点
堆焊应尽量采用小电流、短弧焊，以减少熔深和合金元素的烧损。堆焊工件应保持在水平位置，尽量做到堆焊过程不中断，连续堆焊3～5层。
焊条电弧堆焊是目前应用最广泛的堆焊方法，它使用的设备简单，成本低，对形状不规则的工件表面及狭窄部位进行堆焊的适应性好，方便灵活。
焊条电弧堆焊在我国有一定的应用基础，我国生产的堆焊焊条有完整的产品系列，仅标准定型产品就有近百个品种，还有很多专用及非标准的堆焊焊条产品。
焊条电弧堆焊在冶金机械、矿山机械、石油化工、 Nhomakorabea通运输、模具
准备教学目标、准备学生情况、准备教学材料、准备教学心理、准备教学过程、准备教学评价
授课班级
授课日期
月日
月日
月日
月日
月日
教学进程
教学方法及时间分配
复习提问：堆焊合金的类型？
以一种堆焊技术为载体，采用任务教学法、案例教学法、引导文教学法、现场教学法，通过教师讲解、示范，引导学生学习。
2学时
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式中：
v
200
25
v — 冷却速度，。C / h; — 板材厚度， mm.
对于厚壁容器，加热和冷却速度为50～150。C /h,整体 处理时炉内最大温差不得超过50 。C 。如果焊件太长需 分成二次处理时，重叠加热部分应在1.5m以上。
➢局部热处理：对于尺寸较长不便整体处理，但形状比较 规则的简单筒形容器、管件，可以进行局部处理。局部处 理，应保证焊缝两侧有足够的加热宽度。对于筒体的加热 宽度与筒体半径、壁厚有关，按下式计算。
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加热范围：一般在坡口两侧各75～100㎜范围内应保持 一个均热区域。测温点应取在热区域的边缘。对于对接接 头每侧加热宽度不得小于板厚的5倍。
二）后热（焊后将焊件保温缓冷，可以减缓焊缝和热影响
区的冷却速度，起到与预热相同的作用） 。
消H处理：焊后立即将焊件加热到250～350。C范围，保温
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⑥通常将焊件的堆焊面放成垂直位置，如下图，用横焊方法进 行堆焊。 ⑦堆焊时，应选择低电弧电压， 小电流小工艺参数的焊接。
⑧为防止堆焊层和热影响区 产生裂纹，减小工件的变形 ，须在焊前对工件进行预热 和焊后缓冷T =100～300。C
预
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三、铸钢缺陷和裂纹的焊补技术
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B 5 R
式中：
B — 筒体加热宽度，mm. R — 筒体半径，mm.
— 筒体壁厚，mm.
例如，对于直径为1200mm，壁厚为24mm的筒体环焊缝局部 热处理时，以焊缝为中心的600mm范围内，都要加热到规定 的处理温度。
一般在下列情况要考虑焊后热处理：
母材金属强度等级较高，产生延迟裂纹倾向较大的普通 低合金钢。
焊条电弧堆焊
目的与要求 ①掌握焊条电弧堆焊的含义、目的及特点。 ②掌握堆焊的工艺方法方法。 ③掌握铸钢件缺陷和裂纹的焊补技术。 ④掌握预热、后热及焊后热处理的目的与处理方法。
重点： ①铸钢件缺陷和裂纹的焊补技术。 ②预热、后热及焊后热处理的目的与处理方法。
难点： ①铸钢件缺陷和裂纹的焊补技术。 ②预热、后热及焊后热处理的目的与处理方法。
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一、堆焊及基本特点
含义：将具有一定性能的材料堆敷在焊件表面上的一 种工艺过程。
目的：获得特殊性能的堆焊层； 修复磨损或增加焊件的尺寸。
特点： ① 显著提高焊件的使用寿命。 ②节省制造及维修费用外，还可缩短修理或更换部件的时间。 ③减少停机、停产的损失，提高生产率降低成本。 ④方便灵活，设备简单，劳动条件差。 ⑤只适于小批量的中小型部件的堆焊。
⑥焊后锤击焊缝处.
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四、预热、后热及焊后热处理
（一）预热 1）预热的目的 ➢降低焊后的冷却速度。 ➢减少淬硬倾向，防止裂纹产生。 ➢减少热影响区的温度差别，有利于减少焊接应力。 2）预热应用的范围 对淬硬倾向较大的钢材进行焊接时，需焊前预热；对于 铬镍奥氏体不锈钢进行焊接时不能进行预热。 的选择应根据钢材的成分、厚度、结构刚性、接头形 式、焊接材料、焊接方法以及环境因素等综合考虑，并 通过可焊性实验来确定。
➢软化淬硬部位。
➢改善焊缝和热影响的组织和性能。
➢提高接头的塑性和韧性。
➢稳定结构的尺寸。 常用焊后热处理的方法
➢整体加热处理：将焊件置于加热炉中整体加热处理，
可以得到满意的处理效果。焊件进行进炉和出炉时的 温度应在300。C以下， 300。C以下的加热和冷却速度
与板厚有关。应符合以下要求：
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处在低温下工作的压力容器及其它焊接结构，特别是在 脆性转变温度以下使用的压力容器。
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母材金属强度等级较高，产生延迟裂纹倾向较大的普通 低合金钢。
处在低温下工作的压力容器及其它焊接结构，特别是在 脆性转变温度以下使用的压力容器。
承受交变载荷工作，要求疲劳强度的构件。 大型受压容器。 有应力腐蚀和焊后要求几何尺寸较稳定的焊接结构。
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2）裂纹的焊补 ①焊补前应彻底检查，分析裂纹部分，并修成一定的坡 口，坡口底部不要呈尖角状 ②为防止裂纹蔓延，凿削前应在裂纹的两端钻直径为 10～15㎜的小孔。--止裂孔 ③选抗裂性好的E5015焊条 ④焊前进行局部热,T =300。C～350。C. 预 ⑤采用合理的焊接顺序.
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五、提高手弧焊生产率的途径
高效专用焊条： a、高效铁粉焊条 E4323(J422铁)、E5018(J506铁) b、立向下焊专用焊条E5018(铁粉低H 型) 高效率重力焊法：它是高效率铁粉焊条和重力焊装置相 结合的一种半机械化焊法。 单面焊双面成形：是一种强制反面成形的焊接方法。它 借助于在接缝处反面衬上一块紫铜板达到反面成形的目的。
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小结
1、掌握焊条电弧堆焊的含义、目的及特点。 2、掌握堆焊的工艺方法方法。 3、掌握铸钢件缺陷和裂纹的焊补技术。 4、掌握预热、后热及焊后热处理的目的与处理方法。
1）铸钢件缺陷的焊补 铸钢件的缺陷一般有明缺陷和暗缺陷两种。 明缺陷：焊接时电弧能直接作用到整个缺陷表面。 焊补方法：
① 将确陷表面清楚干净。 ② 用E5015焊条按照堆焊的方法把缺陷填满即可.
③若铸钢件太大为防止产生裂纹,可在焊补处进行局部预热.
T =300～350。C
.
预
暗缺陷:必须认真的修正缺陷.除去妨碍电弧进入的金属。待 缺陷完全暴露且清除干净后进行.焊补方法与名缺陷相同。
2～6小时,后空冷
。
目的：加速焊缝金属中H的逸出，大大降低焊缝和热影 响区中的含H 量，防止冷裂纹的产生。
应用范围：焊件若不能立即热处理而焊件又必须及时 除H时，则需即使作消H处理。
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(三)焊后热处理
含义：将焊件整体或局部加热保温，然后炉冷或空冷的
一种处理方法
。
作用：
➢降低焊接残余应力。
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二、堆焊工艺
①堆焊时应根据不同要求选用不同的焊条。 ②堆焊前应严格清理焊件表面的杂质。 ③堆焊第二条焊道时，应该熔化第一条焊道的1/3～1/2。
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④进行多层堆焊时，第二层焊道的堆焊方向应与第一层 互成90。还应注意堆焊顺序。
⑤轴堆焊时，应采用纵向对 称堆焊，横向螺旋堆焊。另 外还应注意轴的变形量，要 留有加工余量。