如何切削加工堆焊材料

如何切削加工堆焊材料

随着现代科学技术的发展，各种机械设备正向大型化、高效率、高质量的方向发展，对机械产品的可靠性和使用经济性要求越来越高。堆焊作为材料表面改变性能的一种经济又快速的工艺方法，可以提高产品性能、延长使用寿命、降低加工成本，因此越来越多地应用于各个工业部门零件的制造和修复中。

工具/原料

∙

硬质合金刀具，陶瓷刀具，立方氮化硼刀具BN-S20

∙

∙

车床，工具及量具

∙

∙

焊条，焊丝，焊剂，堆焊的零部件

∙

方法/步骤一、堆焊的特点及应用

堆焊是采用焊接方法将具有一定性能的材料熔覆在工件表面的一种工艺过程。和焊接的区别在于堆焊不是为了连接工件，而是为了改变工件表面性能，以获得耐磨，耐热，耐蚀等特殊性能的熔覆层，或者恢复工件磨损严重和加工失误造成的尺寸不足。

.

堆焊的特点：（1）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；（2）堆焊层金属的成分与性能的调节方便；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。（3）堆焊层厚度大，一般堆焊层都在2-30mm之内调节，更适合严重磨损的工况。（4）节省成本，经济性好；（5）由于堆焊技术就是通过焊接的方法增加或恢复零部件尺寸，或使零部件表面获得具有特殊性能的合金层，所以对于能够熟练掌握焊接技术的人员而言，其难度不大，可操作性强。广泛应用于冶金、矿山、电力、农业、石油等行业的零件修复与制造中。

.

堆焊的方法有很多，以下就具体介绍一下堆焊技术的分类及其适合的行业产品。

.

.

二、堆焊技术的分类

.

（1）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。

.

（2）按实现堆焊的条件，常用堆焊方法的分类如图所示：

.

.

.

三、下面就针对以上表格具体介绍常见的几种堆焊方法及其特点：

.

（1）氧乙炔火焰堆焊：由于它的火焰温度较低（3100℃左右），而且可以调整火焰的能率，可以得到低的稀释率（1%~10%）和薄的堆焊层，一般采用碳化焰焊接，乙炔的用量和堆焊金属有关。该焊接方法有设备简单、操作灵活成本较低等优点，所以得到广泛使用。但也有如劳动强度大、生产率低等缺点。所以该堆焊方法主要用于小零件的制造和修复工作，如油井钻头牙轮、蒸汽阀门、内燃机阀门及农机具零件的堆焊。氧乙炔火焰堆焊除了用于堆焊外，还应用到喷涂、喷熔等工艺中。

.

（2）焊条电弧堆焊（如下图）：用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法称之为焊条电弧堆焊，也可称为手工电弧堆焊，焊条电弧堆焊是目前主要的堆焊方法之一，焊条电弧堆焊的特点：①设备简单，轻便，通用性强，适合现场焊接；②焊接过程是在焊工的直接观察和操纵下进行的，焊接灵活性大，特别是对一些形状不规则和零件的可达性不好的部位进行堆焊尤为合适；③生产效率低、劳动条

件差、稀释率高，会导致堆焊层硬度和耐磨性下降。目前主要用于小批量生产或修复已磨损的零件。如磨盘，泥浆泵，电铲，水泥生料磨辊等零件的堆焊。

.

采用焊条电弧堆焊的堆焊层硬度：不同的焊条型号对应的堆焊层硬度不同，D638高铬铸铁堆焊焊条堆焊硬度HRC≥56；D707碳化钨堆焊焊条型号：EDW-A-15堆焊硬度HRC≥60等。

.

.

.

（3）自保护明弧堆焊：是不使用焊剂保护，为了遮蔽弧光和保护操作人员眼睛而在焊嘴周围安装遮光罩。也称为明弧自保护焊，是可以看见弧光的，常用的焊接材料为药芯焊丝，明弧堆焊的优势：①高效率，能够适应高质量、高效率的堆焊再制造要求。②自保护明弧堆焊比较容易实现温控，从而使工件能获得更好的耐磨性能。③自保护明弧堆焊可以将变形控制到很小范围内，因此不易引起母材的变形开裂。④自保护明弧堆焊对焊机的工艺性能要求较严格，否则焊接电弧动特性不理想，使焊接飞溅增加。这种方式主要用于对耐磨损要求质量高的器械等，如煤矿，各类轧辊，核电阀门等零件的堆焊。

.

采用自保护明弧堆焊的堆焊层硬度：不同的药芯焊丝型号，堆焊层的硬度也不同，如HB-YD115型号用于高锰钢堆焊层的硬度为HRC50-55，HB-YD351型号用于连铸辊堆焊层的硬度为HRC38-42。

.

（4）埋弧堆焊（如下图）：是指分别连接焊接电源正、负两极的堆焊材料和母材之间发生的电弧被埋在置于电弧前方预先铺好的颗粒状焊剂下面的一种堆焊方式。埋弧堆焊有以下特点：①生产效率高；②堆焊层质量好；③劳动条件好；④传入工件的热量比其它电弧堆焊方法来得多，因而稀释率较高，常须堆焊2—3层，才能保证所需要的性能；⑤由于依靠颗粒焊剂堆积形成保护条件，只适用于水平位置堆焊。对圆柱形和大平面工件的堆焊最适用。埋弧堆焊主要用于大、中型零件表面的强化和修复，如轧辊、车轮轮缘、曲轴、化工容器和核反应堆容器衬里等。

.

采用埋弧堆焊的堆焊层的硬度：不同的埋弧焊丝型号具有不同的硬度，如HB-YD327A(Q)型号的堆焊层硬度HRC≥55。

.

.

.

（5）等离子弧堆焊：等离子弧的温度很高，所以能堆焊难熔材料，并能提高堆焊速度，稀释率最低可达5%，堆焊层厚度在0.5-8mm，宽度约3-40mm，这种方法低稀释率、高熔敷率的堆焊，但设备成本较高，堆焊时有强烈的紫外线辐射及臭氧污染空间，所以要做好防护措施。常用于质量要求高的批量生产上。

.

（6）电渣堆焊：电渣堆焊的熔敷率最高。板极电渣堆焊的熔敷率可达150kg/h，而且一次可以堆焊很大的厚度，因而稀释率并不高。由十接头严重过热，所以堆焊后需进行热处理。另外，堆焊层不能太薄（一般应大于14-16mm），否则不能建立稳定的电渣过程。因此，电渣堆焊主要用于需要较厚的堆焊层零件，堆焊表面形状比较简单的大中型零件。

.

通过以上的堆焊方法使工件表面获得耐磨，耐热，耐蚀的特殊性能，从而得到高硬度，高耐磨性和抗冲击性能。故在加工堆焊件时就出现了难加工的问题。

.