堆焊

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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
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堆焊是用焊接工艺将填充金属熔敷在金属材料或零 件表面的技术。 通过堆焊可以获得特定的表层性能和表面尺寸。采 用堆焊多以延长设备或零件的服役寿命为目的。 堆焊被广泛地应用于耐磨损、耐腐蚀或有特殊性能 要求的零件制造和修复中。 堆焊是焊接领域中的一个重要分支，它在冶金、矿 山、农机、电站、建筑、石油化工、交通运输、航 空航天、核动力等工业部门的零件制造和修复中获 得了广泛应用。
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三、堆焊的特点 (1)堆焊层合金成分是决定堆焊效果的主要因素 (2)尽量降低稀释率是安排堆焊工艺的重要出发点
(3)堆焊生产率需要提高
(4) 要注意堆焊金属与基体金属的配合：最好有相 近的线胀系数和相变温度。
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8.2 堆焊合金
一、堆焊合金的类型 (一)低碳低合金钢堆焊合金 ：（属于珠光体钢） 焊接性能良好，具有中等的硬度和一定的耐磨性，冲击韧度 好，易于机加工，价格便宜。焊前一般不预热，当堆焊碳当 量较大或刚性较大的零件时，可进行250℃左右预热。
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(三)高碳低合金钢堆焊合金 ：（属于马氏体钢）
堆焊金属硬度高达 60HRC左右，具有较好的耐磨料磨损性能， 但耐冲击性能较差。堆焊时易产生热裂纹和冷裂纹，所以一般应预 热 350-400℃。多数是在焊态下使用，如果需要机加工，则应先进 行退火处理，将硬度降低到 25-30HRC，加工后再淬火把硬度提高 到50～60HRC。 这类合金适用于堆焊不受冲击或受弱冲击的低应力磨料磨损零 件，如推土机铲刃、混凝土搅拌机叶片、螺旋推料机刃口、挖泥斗 牙等。 (四)铬-钨、铬-钼热稳定钢堆焊合金 这类合金有很好的热硬性和较高的冲击韧度。主要用于堆焊热 加工用的模具。该类合金容易产生堆焊裂纹，所以一般进行 400 ℃ 左右预热，焊后缓冷。 对于热轧辊，热剪刀刃，热顶锻等，因在反复受热和冷却，高 温磨损，高温冲击条件下工作，所以常选用 3Cr2W8类Cr-W堆焊金 属。
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（5）对于既要耐磨又要抗氧化或在热腐蚀条件下工作时，推 荐使用钴基堆焊合金或含金属间化合物、碳化物等硬化相的 镍基堆焊合金。
（6）在耐磨性和高温强度均要求的场合，则选用钴基堆焊合 金。 （7）在“磨料磨损+冲击+热应力”的场合，则选用 w(Cr)为5 ％的马氏体钢，如果要求更高的热应力和热强度则选用马氏 体不锈钢或18-8型不锈钢。 3. 堆焊成本：包括人工费用、堆焊材料的成本、设备和运输 费用等。 4. 当堆焊焊件材质和堆焊合金的相容性不良时，可用堆焊过 渡层的方法解决。
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(十三)镍基堆焊合金 用于堆焊的镍基合金，常有Ni-Cr-B-Si、Ni-Cr-Mo-W等类型。
在各类堆焊合金中，镍基合金的耐金属一金属间摩擦磨损性能 最好，并具有很高的耐热性、抗氧化性、耐腐蚀性。 另外，此类合金易于熔化，具有较好的工艺性能，所以尽管比 较贵，但应用仍较多。如常用在高温高压蒸气阀门、化工设备 的阀门、炉子元件、泵的柱塞等零件的堆焊上。 (十四)铜基堆焊合金
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(九)马氏体合金铸铁堆焊合金 ： 具有很好的抗高应力和低应力磨料磨损能力，并具有良好的抗压强度。另外，合金 元素的加入也改善了耐热、耐蚀和抗氧化性能。 该合金比较脆、抗冲击性比较差，堆焊时裂纹倾向较严重，一般应预热300～400℃ 。 常应用在混凝土搅拌机、高速混砂机、犁铧、螺旋送料机等零件的堆焊上。 (十)高铬合金铸铁堆焊合金 ： 合金铸铁堆焊合金中，高铬合金铸铁是应用最广、效果最好的一种。 高铬合金铸铁堆焊金属的裂纹倾向很大，往往难于避免。一般要预热400-500℃，焊 后缓冷。在实际应用中，有时允许一些裂纹的存在，而对耐磨性影响不明显。 这类合金常用于低应力或高应力磨料磨损条件下工作的犁铧、球磨机衬板、推土机 铲刃等零件，也用在高炉料钟料斗、柴油机气门、排气机叶片等零件的堆焊。
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(五)高铬钢堆焊合金 属于半马氏体或马氏体高铬不锈钢。 合金脆性较大，堆焊时容易产生裂纹，所以一般预热 300400℃。主要应用于耐磨和耐蚀零件堆焊，如阀座、水轮机 叶片耐气蚀等。 w(C)>1％的高铬钢堆焊金属属于莱氏体钢 ( 如 Crl2 型 ) 。耐 磨性更高，但脆性更大，容易产生裂纹，一般应预热 400550℃。主要应用于冷冲模、切边模及拉伸模等冷变形模具。 (六)奥氏体高锰钢和奥氏体铬锰钢堆焊合金 具有较高的韧性和在冲击磨料磨损条件下表面冷变形硬化 的特性。焊接性优良，适用于水轮机耐气蚀堆焊和中温高 压阀门密封面的堆焊。
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(七)奥氏体铬镍钢堆焊合金
这类钢的突出特点是耐腐蚀性强、抗氧化和热强 性好，而耐磨料磨损不高，所以主要用在化工、 石油等的耐腐蚀、耐热零件表面堆焊上。 这些堆焊合金在高中压阀门密封面上应用很广。 (八)高速钢堆焊合金 具有较高的热硬性和耐磨性；易产生裂纹；一般 预热400℃左右。这类钢主要用于堆焊各种切削刀 具、剪刀等。
（ 1 ）在要求最大耐磨料磨损能力时应选用碳化钨堆焊合金。 （ 2 ）当工作条件中伴有冲击的磨料磨损时，根据冲击载荷 递增的顺序分别选用合金铸铁、马氏体钢、奥氏体高锰钢， 而价廉的马氏体钢用得比较普遍。 （ 3 ）在腐蚀介质的条件下工作时，常选用不锈钢、铜基合 金和镍基合金。 （ 4 ）当同时存在腐蚀和磨损时，要求使用钴基合金或镍基 合金。
这类堆焊合金具有良好的耐腐蚀性和低的摩擦系数，适用于堆 焊轴承等金属一金属问摩擦磨损零件和耐腐蚀零件。常常在钢 和铸铁上堆焊制成双金属零件或修复旧件。铜基合金不宜在磨 料磨损和温度超过200℃的条件下工作。常用的堆焊合金有铝青 铜、锡青铜、硅青铜等，有时也用白铜、黄铜和纯铜进行堆焊。
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二、堆焊合金的选用原则 1. 总体而言： 满足使用条件的要求和经济的合理性是主要原则，而工件的 材料、批量以及拟采用的堆焊方法也必须考虑。 2. 堆焊金属合金成分的选用原则是什么？
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8.3 堆焊方法的特点
选择堆焊方法时，应着重考虑哪些内容？ 1)保证较低的稀释率。 2)具有较高的熔敷率。 3)焊件尺寸、形状复杂程度和批量大小。 4)力求降低成本。
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一、氧乙炔焰堆焊 操作简便、灵活，成本低，得到广泛采用；缺点是生产率低，劳动强度 大，故适宜于堆焊较小的零件，如内燃机阀门、油井钻头牙轮、农机零 件等。 堆焊时一般填充合金铸铁、钴基合金、铜基合金等类型的实芯焊丝或 WC(碳化钨）管状焊丝。 二、焊条电弧堆焊 1、特点：设备简单、机动灵活、成本低，目前仍是一种主要的堆焊工 艺。它的缺点是生产率低、稀释率较高、不易获得薄而均匀的堆焊层， 劳动条件较差。 2、焊条电弧堆焊要注意哪些问题？ 1)正确选择堆焊焊条； 2)防止堆焊层和热影响区的裂纹； 3)防止堆焊层硬度不符合要求； 4)防止堆焊零件变形； 5)提高堆焊效率。
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六、电渣堆焊
1、特点：电渣堆焊的熔敷率最高，堆焊后需进行热处理。 2、主要用于：需要较厚的堆焊层，堆焊表面形状比较简单的大、中型零件。 电渣堆焊可采用实芯焊丝、管状焊丝、板极或带极等进行堆焊。
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七、热喷涂 1、热喷涂：是采用各种热源使涂层材料加热至熔化或半熔化状态，然后用调整气体 使涂层材料分散细化并调整撞击到基体表面形成涂层的工艺过程。
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(十一)碳化钨（WC）堆焊合金 ：
最适合于带有轻度或中等冲击的强烈磨料磨损条件下工作。如在石油钻井设 备、推土机刀刃、犁铧等零件上获得广泛的应用。需要注意的是，合金脆性 较大，容易产生裂纹，因此对结构复杂零件应进行预热。
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(十二)钴基堆焊合金： 在各种堆焊合金中，钴基合金的综合性能最好，有很高的热硬性、抗腐 蚀、抗冲击、抗热疲劳、抗氧化和耐金属一金属间磨损等优良性能。 含碳、钨较低的钴基合金，主要用于受冲击、高温、腐蚀、磨料磨损零 件上堆焊。如高温高压阀门、热剪切刀刃、热锻模、热轧孔型等。 含碳、钨较高的钴基合金，主要用于受冲击较小，受强烈磨料磨损、受 热、受腐蚀的零件堆焊。如牙轮钻头轴承、锅炉的旋转叶片、螺旋送料机、 燃汽轮机的叶片等。 这类合金容易形成冷裂纹或结晶裂纹，因此在堆焊时应进行200-500℃ 预热，对含碳较高的合金需要选择较高的预热温度。等离子弧堆焊时不用预 热。