堆焊修复法

姓名：李华阳学号：20112058 班级：11级农机教育1班
堆焊修复法
焊接修复法修复零件是借助于电弧或气体火焰产生的热量，将集体金属及焊丝金属熔化和熔合，使焊丝金属填补在零件上，以填补零件的磨损和恢复零件的完整。

焊接根据使用的热源不同分为气焊和电焊。

电焊根据熔剂层的不同又可分为手工电弧焊和振动堆焊。

1、振动堆焊修复法。

振动堆焊是焊丝以一定的频率和振幅振动的脉冲电弧焊，是机械零件修复方法中广泛应用的一种自动堆焊方法。

其实质是在焊丝送进的同时，按一定频率振动，造成焊丝与工件周围地起弧和断弧，电弧使焊丝在较低电压（12V——20V）下熔化，并稳定均匀地堆焊到工件表面。

起主要特点是堆焊层厚，结合强度高，工件受热小，常用于修复一些轴类零件。

堆焊的过程。

可分为三个阶段：短路期、电弧期和空程期。

(1)、短路期：焊丝前进，尖端与工作部门接触，正负极短路，电流由零急剧上升到最大值，而电压几乎为零。

此时，电流使焊丝加热熔化并使焊丝尖端与零件表面焊接，此阶段产生的热量的10%——20%。

（2）、电弧期：焊丝振动离开零件表面时，离焊丝尖端一定处的截面开始缩小，焊丝截面缩小导致电流密度增大，从而加剧焊丝脱离零件，焊丝脱离后，在零件上留下一小块熔接金属。

焊丝脱离零件瞬间，电压上升到26V——32V，并产生电弧放电，在电弧放电期间，高达80%—的热能使焊丝熔化在工件表面上。

（3）、空程期：随着焊丝远离零件，放电结束，从电弧熄灭到焊丝与工件表面再次基础期间，此期间不产生热量。

正确选择堆焊参数，是获得稳定堆焊过程和良好堆焊质量的基本条件，其选用原则如下：
A、电源和极性：振动堆焊应采用具有平硬外特性的直流电源，反极性接法，即工件接负极，焊丝接正极。

若极性接错，堆焊过程将不稳定，金属飞溅大，基体金属熔化不良，气孔多，表面质量差；
B、电压：电弧电压是堆焊规范中关键的一个参数。

电压高低决定电弧长短和熔滴的过渡形式。

它对焊缝形成、飞溅、焊接缺陷以及焊缝机械性能都用很大的影响。

工作电压选择的一句是：应根据焊丝和工件材料来选择，高碳钢焊丝熔点低，工作电压可偏低；低碳钢焊丝熔点高，工作电压可偏高些。

例如70钢、65钢、65Mn等高碳钢焊丝的工作电压可选用17V——17V；45钢及08钢等可选用电压为17V——22V。

直径小于25mm的零件和铸铁，工作电压为14V——16V；曲轴堆焊电压可采用16V——18V。

电压偏低，启动困难，堆焊过程不稳定，易产生焊不透等缺陷。

电压偏高，起焊容易，但金属飞溅增大，气孔增多；
C、堆焊电流：堆焊电流不是一个独立的参数，他取决于工作电压、送丝速度、焊丝直径与成分、电路中电阻等，焊丝直径为 1.2mm——1.6mm，送丝速度在1r/min——3.5r/min范围内变动时，电流应在100A——200A范围内变动，且稳定，摆差应控制在10A内，如摆动过大，表面堆焊过程将不稳定；
D、电感：振动堆焊是脉冲放电过程，实现这种过程要求电源有良好的动力特性，为此在焊接回路中串接一个可调的附加电感，期数值为0.2mH——0.7mH（串接附加电感的作用是：一方面调节电流增长速度，当电感大时，短路电流上升速度小，空程期长，飞溅大；当电感小时，短路电流上升快，堆焊过程不稳定，熔化
不良，不同直径的焊丝对电源动特性要求不一样，细焊丝熔化快，熔滴过渡期短，要求带你溜增长速度快，故焊丝取小值，粗焊丝则相反；另一方面，节约电弧燃烧时间，控制基材熔深。

加入电感，电弧燃烧时间短，熔深浅，反之熔深增加）；
E、堆焊速度：堆焊速度是指工件回转的线速度，一般取0.2m/min——0.6m/min。

（堆焊速度过快回出现焊层太薄，甚至不连续等缺陷；堆焊速度过慢，回使焊层太厚甚至焊不透）；
F、送丝速度:送丝要求稳，速度适中。

送丝速度过高，飞溅大，起焊困难，堆焊金属熔化不良，焊波上出现凹坑。

送丝速度过低，堆焊过程不稳，焊道不连续。

（送丝速度选用时，应考虑焊丝直径和堆焊厚度，焊丝直径细，应提高焊丝速度；反之，应降低送丝速度，对于丝直径为0.8——1mm，送丝速度应选 1.5——2.0m/min。

实践证明，当Vs/V=2——4时，焊层细密，质量好，式中V为堆焊速度。

）；
G、堆焊螺距s：堆焊螺距取决于焊丝直径大小，它的选取可按s=（1.5——2.0）d的经验公式选定，式中s——螺距，mm；d——焊丝直径。

（螺距过小，后一道焊对前一道焊道有较大的退火作用，焊层硬度降低，甚至焊不透，螺距过大，焊层不平整，内应力较大，零件疲劳强度降低较多。

）；
H、焊丝的振动频率与振幅：焊丝的振动频率一般为50——100次/s，振幅一般可按经验公式[A=（1.2——1.3）d]选取，公式中：A——焊丝振,mm；d——焊丝直径，慢慢。

（频率太低，飞溅大，放电次数少，基体金属熔化差。

振幅不足，电弧期短，短路期长，焊丝熔化不良，堆焊连续性差；振幅过大，空程期长，金属飞溅大，堆焊过程不稳定。

）；
I、焊丝伸出长度L:焊丝伸出长度可根据焊丝直径按经验公式计算：L=（5——8）d，（焊丝伸出过长，堆焊过程不稳，飞溅严重，焊缝性能下降：伸出过短，焊嘴易结瘤堵塞焊嘴，发生粘接烧毁焊嘴；
J、焊丝与工件位置：焊丝与工件位置有水平角a和接触角b（水平角a影响结合强度，一般取75°——90°；接触角b影响堆焊过程稳定性，一般取40°——50°。

）；
K、焊丝牌号和直径：焊丝牌号的确定，应根据工件技术要求，如硬度、耐磨性、切削加工性等方面的要求来决定。

如要求耐磨性好、硬度高的焊层应选用幼稚高碳钢丝，如70钢、65Mn等。

焊丝直径大小应根据堆焊层厚度计堆焊过程稳定性来确定，厚度为1.2mm——2.0mm范围内，常用焊丝直径为1.2mm——1.6mm；L、焊嘴冷却：堆焊过程为防止焊嘴过热，应用冷却液冷却，当冷却不足时，焊丝易粘在嘴上；当冷却液过多时，易冲灭电弧，一般以50——100滴/min为宜，冷却液通常为5%碳酸钠水溶液。

2、曲轴的振动堆焊工艺（当曲轴的轴颈磨损已超极限，不能按它最后后一级修理尺寸磨削修理时，可采用堆焊方法增补磨损表面后磨削到名义尺寸二延长曲轴寿命。

）
（1）、焊前准备：
a、清洗：曲轴在堆焊前必须用煤油等进行清洗，然后用砂布打磨各道轴颈除去全部油污和锈迹；
b、检查：用磁力探伤或其它方法检查曲轴，若有环形裂纹或擦很难过度超过20mm的纵向裂纹，应用凿子剔开或用气割枪吹掉，经电弧补焊、锉光后再进行堆焊；检查曲轴是否弯曲、扭曲，如变形超限，应矫正后再堆焊；
c、磨削：曲轴轴颈表面金属在使用过程中会因疲劳而产生一些细小裂纹，
同时因受到有害气体和酸类作用，使金属变质，也必须将原喷涂层磨掉后才能堆焊；
d、堵油孔：油孔和油道里的油脂是造成油孔附近焊层气孔多的主要原因，因此，在堵油孔前应仔细清洗油孔和油道，然后用铜棒、碳精棒或石墨膏堵塞油孔；
e、预热：曲轴或者直径大于60mm的其它工件，焊前必须预热，这样可防止跨焊道的纵向裂纹并减少焊层里的气孔，改善堆焊时焊层与基体金属的熔合，一般的预热温度为150——350度。

预热时应垂直吊放，一防止变形。

（2）曲轴的堆焊：曲轴堆焊时应先选好合理的工艺参数，然后再进行堆焊，为了防止圆角处应力集中，在距曲柄2mm——2.5mm处不应堆焊；且在堆焊靠近圆角处开始或终了两圈焊道是不浇冷却液；为了防止开始堆焊的地方有焊不透等缺陷，曲轴堆焊时最好从曲柄臂的前侧方向起焊且圆角处不焊，堆焊时先堆焊连杆轴颈，后堆焊主轴颈，且从中间想两边堆焊，可以有效的防止工件变形。

（3）、焊后处理：为了减少曲轴变形和消除内应力的影响。

曲轴堆焊后最好在100℃——200℃的保温箱内保温一段时间，然后钻通各轴颈油孔，并检查有无缺陷，必要时进行焊接修复。

3、堆焊层的性质
A、硬度及耐磨性。

振动堆焊层的硬度是不均匀的，这是由于后一焊滴对前一焊滴，或后一圈焊波对前一圈焊波都有回火作用。

焊波峰部位回火马氏体及屈氏体，硬度为HRC40——60，焊缝搭接凹处为索氏体及珠光体，硬度为HRC20——40.大量振动堆焊修复的曲轴装车使用表明，这种软硬相间的组织并不影响其耐磨性，与新曲轴差不多；
B、结合强度。

堆焊层与基体的结合强度高达5MPa；这是由于堆焊层与基体的结合是冶金结合，比喷涂修复的结合强度高的多，使用中很少分析有脱落、掉=块现象；
C、疲劳强度。

由于振动堆焊层与基体金属间有很大的内应力，因此，堆焊修复后疲劳强度降低较多，一般可高达40%，因此，受大冲击负荷的柴油机曲轴、合金钢及铸铁曲轴不应采用振动堆焊。

姓名：李华阳
学号：20112058
班级：11级农机教育1班。