热锻模堆焊焊条及堆焊工艺

用研制的焊条在 １ ｍ ｘ ｎ ｘ ｍ ５ ｍ ５ ｕ １ ｍ的 ０ １ ｎ ５ ０ ０
很高的抗热疲劳性能， 特别是经４０ ｘ ８｀ ２ ０ ｈ回火（ 时 效） 处理后， Ｃ ｉｏ 比５ｒ Ｍ 提高５ Ｎ 倍多。
万方数据
焊接 ２０（） ０１９
． 采用币． ｍ ３２ ｍ焊条， 直流反接。焊接电流Ｉ ０ ３３ 用研制成的焊条修复两副轴瓦压铸模 ＝ １ ２ 用研制的 热锻模堆焊焊条在某汽车厂轴瓦分厂修 一４ Ａ 焊接速度为 １ 一 ２ ｎｎｍｎ焊前不预热 １ ， ０ ０ １ ｕ／ ｉ ０ ０ ， 模具材料为 ３ ｒ ８磨损失效。 Ｃ２ ， Ｗ （ 当时现场温度约为０ ） Ｃ － 。整个施焊过程一次完成， 复两副轴瓦压铸模， 堆焊修复后寿命达到 ９ 万件， ０ 比原 ２ ０万件的平均寿 没有发现气孔、 夹渣、 裂纹等焊接缺陷。 为保证加工余量， 堆焊层高出使用平面２ ， ｍ ｍ 命提高了３５ ． 倍。 堆焊完毕， 上铣床加工。加工过程顺利， 没有打
热锻模材料 ３ｒ ８ ＣＭ Ｍ ， Ｃ Ｗ 和５ｒｎ ｏ堆焊制造的热锻模 ２ 也只有原模具寿命的７％ 一 ０ 而且这两种焊条的 ０ ８％， 堆焊工艺复杂， 必须采取焊前预热３０ ０℃以上、 焊后缓 冷等工艺措施。另外， 这两种焊条堆焊金属焊态硬度 ＞ ５ Ｃ机械加工困 只能采用焊后退火 ＿ Ｈ ， ４ Ｒ 难， 一机械加
击ｅ ＿
Ｋ ｙ ｒ ｓ ｈ ｔ 币 Ｒ ， ｕｆｃ ｇ ｅ ｃ ｏ ｅ ｅ ｗ ｄ ： ｏ ｆｒ ｎ ｄｅ ｓｒ ｉ ， ｌ ｔ ｄ ｏ ｏ ｉ ａｎ ｅｒ
０ 前
言
广泛的研究。 但是目 前国家标准上只有Ｄ３ 和 Ｄ９ ３７ ３７
两种热锻模焊条， 它们的堆焊金属成份相当于传统的
热模锻是机械制造中重要零件的主要生产工序。 而热锻模是制约模锻生产和锻件成本的主要因素。提 高热锻模的寿命和失效热锻模的修复是模锻生产中需 要迫切解决的问题， 特别是大批量生产齿轮、 轴承、 汽 车等部门尤为突出。 用堆焊方法修复和制造热锻模， 在近十几年得到
Ａ ｓ ａｔ ｅｉ ｓ ｆ ｎ ｌｔ ｄ ｏ ｏ ｏ ｉ ｄ ａｄｖｌ ｅ． ａｎ ｐ ｅｕ ｓ ｌ ａｄ ｏ ｐｃｌ ａｉ ｅｃｏ ｆ ｈ ｆｇｇ ｗｓ ｅｐｄ Ｓｒｃｇ ｃｄｒｗｓ ｐ ， ｄ ｎｔ ｂｔ ｃ ｒ ｓ ａ ｕ ｃ ｇ ｒ ｅ ｔ ｎ ｉ ｒ ｅ ｒ ｒ ｅ ｅ ｏ ｕ ｉ ｒ ｅ ａｉ ｅ ｎ ｉ ｆ ｏ ｍ ｄ
８ ｍｏ ｍ
第一 ２ 层用和 ｍ ｍ焊条， 焊接电流Ｉ １ 一 ３ 二１ １ ０ ０
． 第二层以上用 科 ． ｍ ４ ， ０ ｍ焊条， 焊接电流 Ｉ １０ ＝３
研制的热锻模堆焊焊条经测试和生产使用证明： （） １焊条的工艺性能良好， 堆焊工艺简单， 不需预 热和缓冷等工艺措施， 能顺利在 ５ｒｉｏ３ｒ ８ Ｃ Ｍ ，Ｃ Ｗ 等 Ｎ ２ 热模具钢上堆焊； （） ２堆焊金属的焊态硬度低， 具有良 好的机械加工 性能； （） ３加工后只需４０ ８℃回火（ 时效）硬度即可达５ ， ４ Ｈ Ｃ 上， Ｒ 以 耐磨性和耐热疲劳 性亦极大提高， 能满足热 锻模的性能要求； （） ４用研制的焊条修复和制造热锻模（ 包括切边 模、 压铸模等）整个工艺简单。 ， 无需退火和加工后淬火 等工序， 周期短， 成本低； （） ５用研制的焊条修复和制造的热锻模寿命比 原
刀、 让刀等现象。 加工后经磁力探伤检查， 堆焊部位没有焊接缺陷。 检测堆焊层硬度为３ 一 ７ Ｃ ５ ３Ｈ ｏ Ｒ
４ 结 论
加工 ８Ｔ ． ｈ 火（ 后经４０ ｘ ５ ２ 回 时效） 处理， 堆焊金 属硬度上升到５ 一６ Ｃ ４ ５Ｈ ｏ Ｒ 这副模具交付使用， 锻造９ 件， ０２ 比原模具平均 １ 寿命６ ０ 件提高了５％． ００ ０ ３２ 用研制的 ． 焊条制造两副汽车连杆切边模 在修复连杆热锻模取得经验的基础上， 用调质钢 代替模具钢作基体， 进行堆焊制造模具的试验。 基体采用４ Ｃ钢调质处理。 ０ ｒ 模具刃口预先铣深
ｎ ｄ ｈ ｔ ｓｗ ｃｄ ｒ ｉ ｕｎｔ ｃｃｏ ． ｅ ｍｔ ｉｗｌｎ ｓｔｃ ｌｂ ｗｒ ｄ ｅ ａｉ ｅ ｐ ｅ ａ ｌ ｌ ｏ ａｅｗｌｎ ｓｇ ｌｔｒ Ｗ ｌ ｅｌ ｅ ｉ ｔｅ ｄ ｏ ｅ ｂｍｃ ｎｍ ｅ ｒ ａ ｎ ｏ ｙ ｆ ｅ ｇ ｈ ｅｒｈ ｅ ｄ ｌ ｔ ｄ ｉ ｅ ｄ ａ ｎ ｇ ｏ ｅ ｄ ａ ｕ ｋ ｙ ｈ ｓ ｍｔ ｄ Ｗ ｔ ｕｑｅｃ ａｄ ｐ ａｅ ｍｃａｃｌ ｉ ， ｐｒｒａｃ ｏｊｎ ｃ ｌ ｓｉｉ ｔ ｒ ｕ ｍｎ ｏ ｅ ｏ． ｈ ｔ ｎｈ ｔ ｌ ｆｒ ｈｎａｗｒｎ ｔ ｅｏ ｎｅ ｏ ｔ ｄ ｓｅ ｈ ｅ ｉ ｅｔ ｈ ｉｏ ｕ ｎ ｅ ｅ ｅ ｍ ｔ ｏ ｇ ｈ ｆｍ ｋ ｅ ｆ ｏ ａ ｆｄ ｑ ｒ ｉ ｕ ｔ ｅ ｅ ｆ ｈｔ ｉ ｄ ． ｉ ｌ ｏｈｔ ｉ ｄ ｂ ｗｌｎ ａ ｒ ａｉ ｃｕ ｄｕｌｒｅ ｏｐｒ ｗｈ ３ Ｃ２ ８ ｏｆｇ ｇ Ｓｒｃ ｉ ｆ ｆｇ ｇ ｙ ｄ ｇ ｅ ｉｎ ｏｌ ｏｂ ｉ ａｃ ａ ｄ ８ｒａｄ Ｗ ｏ ｎ ｉ ｅ ｅ ｏ ｏ ｎ ｉ ｅ ｉ ｎ ｐｒｇ ｄ ｙ ｓ ｅ ｉ Ｃ ｎ ｒ ｒ ｅ ｖ ｆ ｅ ｒ ｅ ｄ ｓ ｍ ｔ
焊条直径为郝． ｍ ２ ｍ和拟． ｍ ．焊条在 Ｈ － ０ ｍ Ｌ ２ 电焊条压涂机上压制。 ５ ２１ 堆焊金属成分与组织设计 ． 热锻模材料均为中高碳合金钢， 焊接性能很差。 要实现不预热焊接， 必须突破传统的中碳中合金范围。 经过分析研究和试验， 研制的焊条采用低碳高合金系 统来解决不预热堆焊这一难题。 因为堆焊金属含碳量很低， 要想使耐磨性很高必 须有特殊的手段。 本焊条中加人大量的合金元素， 以 期通过形成金属间化合物来提高堆焊金属的耐磨性。 虽然含碳量 很低， 但由于合金元素含量很高， 在堆 焊条件下仍能稳定地得到强度很高且韧性极好的 低碳 马氏体基体。 ２２ 堆焊金属的主要成分 ． 经测定研制的热锻模堆焊系列焊条堆焊金属的主 要成份见表 ｔ ｏ
机械加工性能。
表 １ 堆焊金月主要成份和硬度
焊条牌号
Ｋ Ｄ一 ， Ｔ 叨
堆焊金属硬度 （ Ｒ ＨＣ
其它
＜０ ２ ． ８－１ ０
Байду номын сангаас
Ｋ Ｄ 一４ ７ Ｔ １
Ｋ Ｔ 一４ ７ Ｉ】 ２
＜０ ２ １ ． ０－１ ２
＜０ ２ １ ． ０－１ ６－９ ４
： 毅司 一 ：
川
焊态
２ ８－３ ２
４０ ｘ ｈ ８７ ． 时效 ２５
４ ８－５ ２
＜２ １ 一２ ＜１
３ －３ ０ ５ ＜１５ １５－２ ＜１ ． ．
犯 ￣５ ５ ５ ６－５ ８
＜１ １ ５－２ ５ ． ．
石１
３ ４－３ ８
堆焊金属经４００ ５ ８９ ｘ ． ｈ回火（ ２ 时效） 硬度均 后， 比 焊态升高约 ２ Ｈ Ｃ 时效硬度效果显著， ０ ， Ｒ 可满足热 锻模的 性能要求。 ２４ 焊条的 ． 工艺性能 在厚度为 ２ １ ｍ ｍ的６Ｍ 钢板上堆焊， ５ｎ 评定焊条 的工艺性能。 施焊表明， 焊条引弧和再引弧容易， 电弧稳定， 飞 溅较小， 良好， 成形 脱渣一般， 无气孔、 夹渣等焊接缺 陷， 基本满足堆焊工艺性能要求。
得两个值（， 的平均值。只有这样， ｈ， ｈ） ， 余高的测量值
才会考虑错边量的影响， 侧量的结果才比较合理。
对存在错边对接接头进行分析可 得出以下结论： （） １焊缝的真实余高为超出 表面焊趾连线（ 此处为 斜线） 上面的部分焊缝金属高度； （） ２ 对于一般情况下， 最高点位于焊缝中心的正常 焊缝， 余高的测量应去除错边的影响， 取两侧测量的平
５ ｒｉｏ １０ ｘ ｍ ＣＮＭ 和中４ ｍ １ ｍ的 ８ｒ 试块上不预热 ｍ ５ ０ Ｃ３ 堆焊， 均未发现焊接裂纹， 把堆焊层加工平整后经磁力 探伤亦未发现裂纹， 证明焊条具有极高的抗裂纹能力。 ２５ 堆焊金属的耐热疲劳性能 ． 热疲劳性能测试是在 Ｇ ｅｌ一 ５ 热模拟试验机 ｌｂ １ ｅ ｅ ０ 上进行的， 同时对 ５ ｉｏ８ｒ， Ｗ 热模具钢作 ＣＮＭ ， ３ ８ ｒ Ｃ３ ｒ Ｃ ２ 了对比 测试， 结果见表 ２ ａ 从测试结果可以看出， 研制的焊条堆焊金属具有
２３ 堆焊金属的硬度和机械加工性能 ．
硬度＜ ０ Ｃ ４Ｈ ｏ Ｒ （） ４模具加工完后不用淬火（ 调质） 而满足热锻模
使用性能要求。
２ 焊条研制
研究的 焊条按堆焊焊条国家标准 Ｇ ９４ ５ Ｂ８－８ 测定 堆焊金属的 硬度， 结果见表ｔ ｏ
为测定堆焊金属的机械加工性能， 用研制的焊条
工一调质的复杂工序。所以堆焊修复和制造热锻模这
万方数据
・２ ２
焊接 ２０ （ ） ０ １９
一先进工艺方法因为没有理想的专用焊条而没有推广
和普及。
１ ７ 月， 我们与 ９ 年３ ８ 某汽车厂锻造分厂合作， 开展 了热锻模堆焊焊条及堆焊工艺研究。经过十多年的探 索， 研制成功了热锻模堆焊系列专用焊条并成功地应
用于生产 。
１ 热锻模堆焊对焊条的墓本要求
在综合分析研究热锻模的使用条件和热锻模堆焊 所面临的主要问题基础上， 对要研制的热锻模堆焊专 用焊条从堆焊金属性能、 堆焊工艺性能、 焊后加工性能
等方面提出如下要求 ： （） １焊条应具有良好的焊接工艺性能， 焊接工艺简 单， 特别是焊前不预热。 （） ２ 堆焊金属的耐磨性能和耐热疲劳性能不低于 常用的热模具钢。 （） ３ 堆焊层焊态应具有良好的加工性能， 要求焊态
焊接 ２０ （ ） ０１９
从图 ４可以看出： 或 或
的影响。 ３ 结束语
“ＦＦＥ Ａ ｈ＿ 一 ＝一＝ Ｇ： ｂ “ＥＣＥ２ 一 Ｆ －２ 一 ｌ “Ｆ： 。，一。， 。 一 ＝一 二十告 ｈ合 Ｃ“告 ｈ。 一十
， （＋） ＝ ，ｈ 合 ，，
由此可见， 当焊接接头存在错边时， 焊缝余高为测
均值。
对于盖面焊为多道焊时， 焊缝最高点偏离焊缝中
心较大， 焊缝余高最大值不在焊缝中心处， 用上述公式 测得的结果误差会较大， 可参照此法合理考虑错边量
（ 日 收稿 期 ２０ ０ ２ ） ０ １ ６ ０
作者简介： 李为卫， ６ 年生， １５ ９ 学士， 工程师。
关键 词 ： 热锻模 堆焊 焊条
Ｓ ＵＲＦ Ｎ Ｇ ＥＣＴＲＯＤＥ ＡＣＩ ＥＬ ＡＮＤ ＲＯＣＥ Ｐ ＤＵＲＥ ＯＲ Ｆ ＨＯＴ ＯＲＧＩ Ｇ Ｅ Ｆ Ｎ ＤＩ
Ｗｅ ａ Ｋ ｉｏ ｅｉ Ｗｅ ｉ Ｍ ｔ ｉ Ｆｃ ｒ， ｘ ｉ ｎ ｔ Ｓ ｃ ｌ ｌｎ ａ ｒｌ ｔ ｙＳａ ｉ Ｌ Ｃ ｕ ｎ ｊ ｎ ａｕ ｐ ａ ｄ ｇ ｅ ａ ａ ｏ ｈｎ ｈ ａｇ ｉ ｉ
焊条采用 ０Ａ焊芯， Ｈ８ 合金元素由药皮过渡。因 而 焊条药皮采用氧化性很小的 Ｃｃ ， Ｍ ｃ 一 ａ ａｏ 一 ｇ仇 ＣＦ ，
一 ｉｉ Ｔ０ 渣系。
主要元素成分（ ％）
Ｃ ＮＮ Ｍｏ
对两块 １ ｍ ｘ０ ｍ ｘ２ ５ ｍ ０ １ ｍ ０ １ ｍ ｍ的６Ｍ 弹簧钢板进 ５ｎ 行对接焊， 焊后测量焊接接头的硬度， 结果均为 ３ ６ ＨＣ Ｒ 左右。 然后直接在铣床上铣削试验， 结果堆焊金 属和接头均加工顺利， 证明堆焊金属焊态具有良好的
热锻模堆焊焊 条及堆焊工艺
侠西省渭南高新区开拓特种焊接材料厂（１ ０ ） ７４ ０ ０ 李创基
摘要 研制了热锻模堆焊系列专用焊条。该焊条堆焊工艺简单， 不需预热和缓冷， 堆焊金属焊态能顺利进行
机械加工， 后不需淬火， 加工 回火（ 时效） 即能满足热锻模性能要求。用研制的焊条修复和制造的热锻模比 Ｃ 原Ｓｒ ３ 和３ｒＷ 模具的使用寿命成倍提高。 Ｃ２ ８