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堆焊知识


堆焊知识

 

一、堆焊的基本概念

堆焊的目的与一般焊接方法不同,不是为了连接工件,而是对工件表面进行改性,以获得所需的耐磨、耐热、耐蚀等特殊性能的熔敷层,或恢复工件因磨损或加工失误造成的尺寸不足,堆焊是采用焊接方法将具有一定性能的材料熔敷在工件表面的一种工艺过程。这两方面的应用在表面工程学中称为修复与强化。

二、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.堆焊层金属的成分和性能调整方便,一般常用的堆焊焊条或药芯焊丝调节配方很方便,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,一般堆焊层厚度可在2~30mm内调节,更适合于严重磨损的工况。

4.节省成本,经济性好。当工件的基体采用普通材料制造,表面用高合金堆焊时,不仅降低了制造成本,而且节约大量贵重金属。在工件维修过程中,合理选用堆焊合金,对受损工件的表面加以堆焊修补,可以大大延长工件寿命和维修周期,降低生产成本。

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。

三、低合金钢堆焊材料选择

1.珠光体钢:堆焊层为珠光体组织,硬度20~38HRC,焊接性能好,有一定的耐磨性、韧性和切削加工性能,价格便宜,可用于零件表面的堆焊和过渡层堆焊。用手工电弧堆焊和熔化极自动堆焊时焊前不预热。

2.马氏体钢:堆焊层组织为马氏体,硬度25~65HRC。堆焊层韧性、强度和耐磨性都好,是最经济的堆焊材料。堆焊方法有手工电弧堆焊和熔化极自动堆焊,预热温度150~350℃。

四、中、高合金钢堆焊材料选择

1.工、模具钢堆焊时需预热200~600℃。可用手工电弧焊、气保焊和埋弧焊。母材碳当量较高时可先堆焊过渡层,用珠光

体钢堆焊一、二层,然后再堆焊耐磨层,焊后应缓冷。

2.高锰钢(奥氏体锰钢),硬度约200HB,受强烈冲击后转变成马氏体,硬度提高到450~500HB。高锰钢用铬锰钢和高锰钢堆焊材料堆焊,主要用于高锰钢铸件缺陷的补焊和修复,一般用手工电弧焊。为减少裂纹,应采取以下措施:

a)焊前不预热,用小电流、断续焊、焊后快冷,使碳化物来不及析出。

b)采用短道焊、分散焊、焊后捶击等方法,以减少焊接应力。

c)旧件堆焊时,应先磨去表面冷作硬化部分后再焊。

3.奥氏体铬镍钢:有优良的耐蚀性和抗高温氧化性,主要用于石化企业中需要耐蚀、耐热零件的堆焊。常用手工电弧焊,气保焊和带极埋弧堆焊堆焊。基材是低碳(合金)钢时,先用高铬不锈钢堆焊过渡层。多数情况下不预热,堆焊电流尽可能小。

4.高铬合金铸铁:堆焊组织中含有大量六边型柱状高硬度的Cr7C3相,有很高的抗磨粒磨损、耐热、耐蚀性能,用于铲斗齿、高炉料钟等设备的堆焊。堆焊方法有手工电弧堆焊和氧一乙炔焰堆焊,堆焊层允许有一些裂纹。

五、堆焊技术的应用

   作为焊接领域中的一个分支,堆焊技术的应用范围非常广泛,堆焊技术的应用几乎遍及所有的制造业,如矿山机械、冶金机械、农业机械、汽车、石化工设备,建筑、以及工具钢、模具钢等金属结构件的制造与维修中大量应用堆焊技术。

   通过堆焊可以修复外形不合格的金属零部件,或制造双金属零部件。采用堆焊可以延长零部件的使用寿命,降低成本,改进产品设计,尤其对合理使用材料(特别是贵重金属)具有重要意义。