表面工程07-堆焊技術(shù)課件

堆焊技術(shù)堆焊技術(shù)1§1概述堆焊與堆焊技術(shù)堆焊是用焊接方法在零件表面堆敷一層金屬的工藝過程。一方面可以恢復(fù)零件因磨損或加工過程中的失誤而造成的尺寸不足，即恢復(fù)零件的尺寸另一方面可以對(duì)零件表面進(jìn)行改性，以獲得所需要的特殊性能，即賦予零件表面特殊的性能?！?概述堆焊與堆焊技術(shù)2堆焊的特點(diǎn)必須盡量控制稀釋率合理地選擇堆焊層的合金系統(tǒng)綜合考慮堆焊方法堆焊的特點(diǎn)3堆焊方法的分類堆焊方法的分類4常用堆焊方法的主要特點(diǎn)氧—乙炔焰堆焊溫度較低(3050～3100℃)，小的稀釋率(1％～10％)小于1mm厚的均勻薄堆焊層。該堆焊方法設(shè)備簡單、使用方便、成本低。缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低、工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大。一般適用于堆焊較小的零件，如內(nèi)燃機(jī)排氣閥閥面、農(nóng)機(jī)零件等。常用堆焊方法的主要特點(diǎn)5手工電弧堆焊設(shè)備簡單、機(jī)動(dòng)靈活、成本低應(yīng)用實(shí)心堆焊焊條和管狀焊條能獲得范圍較大的堆焊合金，應(yīng)用很廣稀釋率較高、生產(chǎn)率較低、堆焊層不太平整，堆焊后的加工量較大，通常應(yīng)用于少量零件的修復(fù)和強(qiáng)化。手工電弧堆焊6埋弧堆焊單絲、多絲和帶極埋弧堆焊等多種。單絲埋弧堆焊的熔深大、稀釋率高(30％～60％)、生產(chǎn)率中等。采用焊絲擺動(dòng)法、加入填充絲(冷絲或熱絲)等，以增加熔敷率和降低稀釋率。雙絲、三絲及多絲埋弧堆焊，電弧將周期性地從一根焊絲移向另一根焊絲，使熔敷率大大提高，而稀釋率大為降低，帶極埋弧堆焊是用金屬帶來代替焊絲作電極，其熔深淺、稀釋率低，而熔敷率很高。多絲埋弧堆焊和帶極埋弧堆焊在機(jī)車輪緣堆焊、軋輥表面堆焊、化工設(shè)備不銹鋼襯里堆焊等方面得到了廣泛的應(yīng)用。埋弧堆焊7氣體保護(hù)和自保護(hù)明弧堆焊氣體保護(hù)堆焊分熔化極氣體保護(hù)堆焊和非熔化極惰性氣體保護(hù)堆焊兩種。熔化極氣體保護(hù)推焊是用CO2、Ar或混合氣體作為保護(hù)氣體，它有較高的熔敷率，但稀釋率也較高(大約15％～25％)。非熔化極惰性氣體保護(hù)堆焊，主要是以手工送進(jìn)各種合金焊絲進(jìn)行堆焊。這種方法的保護(hù)效果好，合金元素的過渡系數(shù)高，稀釋串比熔化極氣體保護(hù)堆焊低；但生產(chǎn)率低，保護(hù)氣體昂貴。不加保護(hù)氣體的自保護(hù)藥芯焊絲的明弧堆焊的設(shè)備簡單、方便靈活，但堆焊時(shí)的飛濺較大。氣體保護(hù)和自保護(hù)明弧堆焊8電渣堆焊電渣堆焊的熔敷率最高，板極電渣堆焊的熔敷率可達(dá)：150kg/h，堆焊的厚度大，稀釋率不高。缺點(diǎn)是堆焊層嚴(yán)重過熱，堆焊后需進(jìn)行熱處理，堆焊層一般不能太薄。適用于需要較厚堆焊層、堆焊表面形狀比較簡單的大中型零件，例如熱鍛模堆焊等。電渣堆焊9等離子弧堆焊等離子弧堆焊包括冷絲、熱絲堆焊，合金粉末堆焊。由于等離子弧的溫度很高，因此能堆焊難熔材料，有高的堆焊速度和高的熔敷率，稀釋率很低(最低可達(dá)5％左右)。缺點(diǎn)是設(shè)備成本較高，堆焊時(shí)有很強(qiáng)的紫外線輻射和臭氧污染，需進(jìn)行有效的保護(hù)。如發(fā)動(dòng)機(jī)排氣閥的閥面堆焊等。等離子弧堆焊10§2堆焊材料及選擇

堆焊合金的類型和特點(diǎn)鐵基堆焊合金性能范圍廣，韌性與抗磨性配合好，能滿足許多不同的要求；而且價(jià)格較低，品種也最多，所以應(yīng)用最廣。鎳基、鈷基堆焊合金價(jià)格較高，由于高溫性能好、耐腐蝕，主要用于要求耐高溫磨損、耐高溫腐蝕等場合。銅基材料的耐蝕性好，有時(shí)也用于堆焊材料。碳化鎢堆焊合金的耐磨料磨損性能最好，雖然其價(jià)格較貴，但在耐嚴(yán)重磨料磨損部位堆焊和工具堆焊中占重要地位?！?堆焊材料及選擇堆焊合金的類型和特點(diǎn)111．鐵基堆焊合金珠光體類的堆焊材料及特點(diǎn)碳含量<0.5％，合金元素總量<5％，以Mn、Cr、Mo、Si為主要合金元素。在堆焊后自然冷卻時(shí)，堆焊層的組織以珠光體為主(包括索氏體和托氏體)，其硬度為20～38HRC。特點(diǎn)是堆焊性能優(yōu)良，具有中等的硬度和一定的耐磨性，沖擊韌度好，易機(jī)械加工，價(jià)格便宜。1．鐵基堆焊合金12馬氏體類的堆焊材料及特點(diǎn)碳含量：0.1～1.0％，個(gè)別達(dá)1.5%，低或中等含量的合金元素。加入Mo，Mn、Ni能提高淬硬性。加入Cr、Mo、W、V可形成抗磨的碳化物。Mn、Si能改進(jìn)焊接性能。組織為馬氏體，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)少量的珠光體、貝氏體和殘余奧氏體。堆焊層的硬度為25～65HRC，主要決定于碳含量和轉(zhuǎn)變成馬氏體的數(shù)量。低碳合金的碳含量<0.30％，堆焊層的組織為低碳馬氏體，硬度為25～55HRC。特點(diǎn)是抗裂性好，不需預(yù)熱，硬度較高，有一定的耐磨性，能用碳化鎢刀具加工，能承受中度沖擊，線膨脹系數(shù)較小，變形和開裂傾向較小。中碳合金的碳含量在0.30％～0.60％之間，堆焊層的組織為片狀馬氏體，有時(shí)也有少量板條狀馬氏體、珠光體和殘余奧氏體。其硬度為38～53HRC，具有較好的耐磨性和中等抗沖擊能力。開裂傾向比低碳馬氏體堆焊合金大；因此堆焊前應(yīng)預(yù)熱到250～350℃。高碳馬氏體堆焊合金的碳含量在0.60％～1.0％之間，有時(shí)高達(dá)1.5％．堆焊層的組織是片狀馬氏體和殘余奧氏體，其硬度高達(dá)60HRC左右，具有良好的抗磨料磨損性能，但抗沖擊性能較差，堆焊時(shí)易產(chǎn)生裂紋，因此一般應(yīng)預(yù)熱到350～400℃。堆焊后只能用磨削加工。馬氏體類的堆焊材料及特點(diǎn)13高速鋼及工具鋼堆焊合金高速鋼堆焊合金的碳含量在0.70％～1.0％之間，W、Mo的含量較高。堆焊層的組織為馬氏體加碳化物，還有殘余奧氏體，其硬度高于55HRC，具有良好的紅硬性(達(dá)600℃)。熱工具鋼堆焊合金主要用于熱鍛模和熱軋輥的堆焊。這類堆焊合金除有較高的高溫硬度外，還要有較高的強(qiáng)度和沖擊韌度。因此，它的碳含量較高速鋼堆焊合金低些，這類合金還應(yīng)具有較高的抗冷熱疲勞性能以及高的抗高溫氧化性能、耐磨性能。冷加工工具鋼堆焊合金具有較高的常溫硬度和抗金屬間磨損的性能。高速鋼及工具鋼堆焊合金14奧氏體堆焊合金奧氏體錳鋼堆焊合金、鉻錳奧氏體鋼堆焊合金；奧氏體錳鋼堆焊合金：C%=1.0％～1.4％，Mn%=10%～14%。用于ZGMnl3零件的堆焊，堆焊層應(yīng)為單一的奧氏體組織，具有良好的沖擊韌性和加工硬化特點(diǎn)。為了改善其焊接性，堆焊合金中還加入少量的Cr、Ni、Mo合金元素，并嚴(yán)格控制S、P的含量。鉻錳奧氏體鋼堆焊合金又分為低鉻和高鉻兩類。低鉻的含Cr<4％，Mn=12％～15％，還有少量的Ni和Mo。高鉻的含Cr=l2％～17％，Mn=l5％。鉻錳奧氏體鋼堆焊合金的特點(diǎn)與奧氏體錳鋼堆焊合金相似，只是焊接性更為優(yōu)良。奧氏體堆焊合金15耐腐蝕堆焊合金鉻鎳奧氏體不銹鋼、高鉻馬氏體不銹鋼型堆焊合金。特點(diǎn)是具有優(yōu)良的耐腐蝕性和一定的抗高溫氧化性能。若含有Si、C、B等元素，則還兼有優(yōu)良的耐磨性、耐冷熱疲勞性、耐氣蝕性等特點(diǎn)。耐腐蝕堆焊合金16合金鑄鐵堆焊合金碳含量大于2％的鐵基堆焊合金均屬于鑄鐵類型。為了進(jìn)一步提高耐磨性，通常加入一種或幾種合金元素，如Cr、W、Mo、V、Ti，Ni、B等，從而獲得具有優(yōu)良抗磨損性能的合金鑄鐵堆焊層。種類：馬氏體合金鑄鐵、奧氏體合金鑄鐵、高鉻合金鑄鐵。

合金鑄鐵堆焊合金172.鎳基堆焊合金高鎳合金用于鑄鐵堆焊時(shí)作過渡層鎳鉻硼硅合金鎳鉻鉬鎢合金。

2.鎳基堆焊合金18鎳鉻硼硅系列堆焊合金C:1％，Cr:0％～18％，B:1％～4.5％。熔點(diǎn):1040℃，潤濕性、流動(dòng)性較好主要用于等離子粉末堆焊和氧-乙炔火焰噴熔。堆焊層的組織是奧氏體+硼化物+碳化物。具有優(yōu)良的抗低應(yīng)力磨料磨損性和抗金屬間磨損性能，好的耐腐蝕、耐熱和高溫(最高可達(dá)950℃)抗氧化性能，但抗高應(yīng)力磨料磨損性和耐沖擊性都不好。這類合金堆焊層只能磨削加工，主要用于腐蝕或高溫環(huán)境中受到低應(yīng)力磨料磨損的場合，但高鎳合金易受硫和硫化氫的腐蝕，因而不適于在含硫的還原性氣氛中工作。鎳鉻硼硅系列堆焊合金19鎳鉻鉬鎢合金硬度低，機(jī)加工性好，能用碳化鎢刀具加工，主要用采抗腐蝕。同時(shí)，它還有很好的熱抗力，也可用作高溫耐磨堆焊材料。組織是奧氏體+金屬間化合物。鎳鉻鉬鎢合金203．鈷基堆焊合金CoCrW堆焊合金，即斯大立合金。Cr:25%～33%，W:3%～21%。鉻主要是提高抗氧化性，鎢主要是提高高溫（540～650℃）蠕變強(qiáng)度。在650℃左右仍能保持較高的硬度，是該合金區(qū)別于鐵基、鎳基堆焊合金的主要特點(diǎn)，也是該合金應(yīng)用較多的主要原因。此外，該合金具有一定的抗腐蝕性和良好的抗粘著磨投性能。3．鈷基堆焊合金214．銅及銅合金堆焊材料銅及銅合金堆焊材料有紫銅、黃銅、青銅和白銅5．碳化鎢堆焊材料鑄造碳化鎢含碳3.7％～4.0%，鎢95％～96％，它是WC-W2C的混合物。這類合金硬度高，耐磨性好，但脆性大，易在工作過程中碎裂并脫落。燒結(jié)碳化鎢大多是用鈷作粘結(jié)金屬的，隨著鈷含量的提高，硬度下降，韌性提高，同時(shí)碳化鎢晶粒越細(xì)，其耐磨性就越高。4．銅及銅合金堆焊材料22堆焊合金的選擇原則滿足零件堆焊的使用條件從經(jīng)濟(jì)角度選擇堆焊合金：從堆焊合金的工藝性能來選擇堆焊合金的選擇原則23§3手工電弧堆焊及應(yīng)用手工電弧焊是將焊條和工件分別接到電源的兩極，通過電弧引燃后焊條與工件表面層熔化組成熔池，冷卻后形成堆焊層的一種堆焊方法§3手工電弧堆焊及應(yīng)用手工電弧焊是將焊條和工件24手工電弧焊堆焊設(shè)備與焊條手工電弧堆焊設(shè)備，主要有手弧焊電源、焊鉗及其它輔助用具、量具等(如小鎯頭、火鉗、鋼絲刷、鋼板尺、卡鉗等)，其中最主要的為焊接電源。手工電弧堆焊電源應(yīng)滿足下列要求：具有一定的空載電壓具有下降外特性具有適當(dāng)?shù)亩搪冯娏髂芊奖愕卣{(diào)節(jié)焊接電流。具有良好的動(dòng)態(tài)品質(zhì)手工電弧焊堆焊設(shè)備與焊條25堆焊焊條一種是采用合金焊芯，以此獲得堆焊層的成分，而藥皮的作用是保護(hù)并獲得良好的堆焊工藝性能；另—種是采用H08或H08A作焊芯，由藥皮實(shí)現(xiàn)合金元素的過渡，并獲得良好的堆焊工藝性能。堆焊焊條26手工電弧堆焊的要點(diǎn)

特點(diǎn)設(shè)備簡單、成本低，通過實(shí)心焊條和管狀焊芯焊條能獲得幾乎所有的堆焊合金，能滿足各類零件表面強(qiáng)化和修復(fù)的需要。同時(shí)，手工電弧堆焊操作靈便，適合于現(xiàn)插和野外修復(fù)。堆焊質(zhì)量和生產(chǎn)率的影響因素堆焊焊條的選擇，焊條直徑，堆焊電流、堆焊速度，零件的預(yù)熱溫度手工電弧堆焊的要點(diǎn)27§4埋弧自動(dòng)堆焊埋弧自動(dòng)堆焊原理§4埋弧自動(dòng)堆焊埋弧自動(dòng)堆焊原理28埋弧自動(dòng)焊優(yōu)點(diǎn)：堆焊層質(zhì)量好堆焊層的抗疲勞性能高生產(chǎn)率高改善了勞動(dòng)條件埋弧焊的缺點(diǎn)對(duì)工藝要求高大電流時(shí)產(chǎn)生較大的熱影響區(qū)埋弧自動(dòng)焊優(yōu)點(diǎn)：29埋弧自動(dòng)堆焊的分類單絲埋弧堆焊多絲埋弧堆焊帶極堆焊串聯(lián)電弧堆焊埋弧自動(dòng)堆焊的分類30埋弧自動(dòng)堆焊設(shè)備堆焊電源送絲機(jī)構(gòu)堆焊機(jī)床電感器埋弧自動(dòng)堆焊設(shè)備31埋弧自動(dòng)堆焊材料主要指焊絲和焊劑低碳鋼絲:H08、H08A、H08Mn、H15、H15Mn，合金鋼絲H2Crl3、H3Crl3、H30CrMnSiA和H3Cr2W8V?；《押赣煤竸┠康模罕ＷC電弧穩(wěn)定燃燒；保護(hù)熔池不受空氣侵入，防止焊縫金屬的氧化和氮化；過渡合金元素，改善堆焊層的化學(xué)成分和組織；防止堆焊層產(chǎn)生裂紋、氣孔和疏松；減少金屬飛濺和燒損等。為了改善堆焊層性能，可在焊劑中加入其它合金元素，例如，為了補(bǔ)充燒損的碳，可在焊劑中添加碳粉。用“焊劑431”與低碳鋼焊絲配合堆焊曲軸時(shí)，應(yīng)在焊劑中加入1.2％的碳，用中碳鋼焊絲時(shí)，應(yīng)添加1％的碳，如果焊劑中碳的加入量少，補(bǔ)充不了堆焊過程中碳的燒損，就會(huì)造成堆焊層硬度降低、脫渣困難。如果加入量太多，就容易使堆焊層形成淬硬層；造成堆焊層硬度高、出現(xiàn)裂紋等缺陷。埋弧自動(dòng)堆焊材料主要指焊絲和焊劑32埋弧自動(dòng)堆焊工藝電源的性質(zhì)和極性工作電壓工作電流堆焊速度送絲速度堆焊螺距焊絲的伸出長度焊絲后移量預(yù)熱溫度埋弧自動(dòng)堆焊工藝33§5二氧化碳?xì)怏w保護(hù)自動(dòng)堆焊

二氧化碳?xì)怏w保護(hù)自動(dòng)堆焊原理§5二氧化碳?xì)怏w保護(hù)自動(dòng)堆焊二氧化碳?xì)怏w保護(hù)自動(dòng)堆焊原34二氧化碳?xì)怏w保護(hù)自動(dòng)堆焊的主要優(yōu)點(diǎn)堆焊層質(zhì)量好，抗腐蝕、抗裂能力強(qiáng)堆焊變形小堆焊層硬度均勻。生產(chǎn)率高成本低，適應(yīng)性強(qiáng)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)自動(dòng)堆焊的主要優(yōu)點(diǎn)35二氧化碳?xì)怏w保護(hù)自動(dòng)堆焊的主要缺點(diǎn)不便調(diào)整堆焊層成分稀釋率高元素易燒損設(shè)備較復(fù)雜，對(duì)焊工的技術(shù)水平要求較高二氧化碳?xì)怏w保護(hù)自動(dòng)堆焊的主要缺點(diǎn)36二氧化碳?xì)怏w保護(hù)自動(dòng)堆焊裝置堆焊電源、控制系統(tǒng)、堆焊機(jī)架、焊炬、焊炬運(yùn)行機(jī)構(gòu)、焊件運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、送絲機(jī)構(gòu)、供氣系統(tǒng)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)自動(dòng)堆焊裝置37二氧化碳?xì)怏w保護(hù)自動(dòng)堆焊材料CO2氣體的標(biāo)準(zhǔn)是：CO2>99％，O2<0.1％，H2O<1.22g/m3。焊絲有：H10MnSi，H08MnSi，H08MnSiA，，H08Mn2SiA，H04Mn2SiTiA，H10MnSiM，H08MnSiCrMo，H08Cr3Mn2MoA等二氧化碳?xì)怏w保護(hù)自動(dòng)堆焊材料38§6等離子弧堆焊等離子弧堆焊的分類冷絲等離子弧堆焊熱絲等離子弧堆焊預(yù)制型等離子弧堆焊粉末等離子弧堆焊§6等離子弧堆焊等離子弧堆焊的分類39表面工程07-堆焊技術(shù)課件40輥壓機(jī)擠壓輥堆焊現(xiàn)場輥壓機(jī)擠壓輥堆焊現(xiàn)場41輥壓機(jī)擠壓輥堆焊鄭州機(jī)械研究所設(shè)計(jì)研制了ZD1、ZD2、ZD3和ZD310系列耐磨堆焊藥芯焊絲，分別為輥壓機(jī)耐磨堆焊系列材料中的過渡層、緩沖層、硬面層和耐磨花紋層焊接材料。通過輥體表面的耐磨堆焊保護(hù)，輥體的使用壽命超過進(jìn)口材料，達(dá)到8000h以上。輥壓機(jī)擠壓輥堆焊42立磨磨輥堆焊立磨磨輥堆焊43立磨磨輥堆焊表面立磨磨輥堆焊表面44立磨磨輥堆焊ZD901–O、ZD902–O、ZD903–O系列明弧自保護(hù)耐磨堆焊藥芯焊絲，其堆焊金屬中含有大量的、細(xì)密均布的合金碳化物硬質(zhì)點(diǎn)，這些硬質(zhì)點(diǎn)保證了堆焊金屬具有優(yōu)良的耐磨粒磨損性能。該系列焊絲堆焊時(shí)產(chǎn)生均勻密布的應(yīng)力釋放裂紋，保證了堆焊層即使在高鉻鑄鐵或鎳硬鑄鐵基體上堆焊，也能達(dá)到結(jié)合性能良好，不產(chǎn)生剝落現(xiàn)象，堆焊金屬焊態(tài)硬度在60HRC以上。立磨磨輥堆焊ZD901–O、ZD902–O、ZD903–O45破碎機(jī)錘頭堆焊破碎機(jī)錘頭堆焊46堆焊技術(shù)堆焊技術(shù)47§1概述堆焊與堆焊技術(shù)堆焊是用焊接方法在零件表面堆敷一層金屬的工藝過程。一方面可以恢復(fù)零件因磨損或加工過程中的失誤而造成的尺寸不足，即恢復(fù)零件的尺寸另一方面可以對(duì)零件表面進(jìn)行改性，以獲得所需要的特殊性能，即賦予零件表面特殊的性能。§1概述堆焊與堆焊技術(shù)48堆焊的特點(diǎn)必須盡量控制稀釋率合理地選擇堆焊層的合金系統(tǒng)綜合考慮堆焊方法堆焊的特點(diǎn)49堆焊方法的分類堆焊方法的分類50常用堆焊方法的主要特點(diǎn)氧—乙炔焰堆焊溫度較低(3050～3100℃)，小的稀釋率(1％～10％)小于1mm厚的均勻薄堆焊層。該堆焊方法設(shè)備簡單、使用方便、成本低。缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低、工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大。一般適用于堆焊較小的零件，如內(nèi)燃機(jī)排氣閥閥面、農(nóng)機(jī)零件等。常用堆焊方法的主要特點(diǎn)51手工電弧堆焊設(shè)備簡單、機(jī)動(dòng)靈活、成本低應(yīng)用實(shí)心堆焊焊條和管狀焊條能獲得范圍較大的堆焊合金，應(yīng)用很廣稀釋率較高、生產(chǎn)率較低、堆焊層不太平整，堆焊后的加工量較大，通常應(yīng)用于少量零件的修復(fù)和強(qiáng)化。手工電弧堆焊52埋弧堆焊單絲、多絲和帶極埋弧堆焊等多種。單絲埋弧堆焊的熔深大、稀釋率高(30％～60％)、生產(chǎn)率中等。采用焊絲擺動(dòng)法、加入填充絲(冷絲或熱絲)等，以增加熔敷率和降低稀釋率。雙絲、三絲及多絲埋弧堆焊，電弧將周期性地從一根焊絲移向另一根焊絲，使熔敷率大大提高，而稀釋率大為降低，帶極埋弧堆焊是用金屬帶來代替焊絲作電極，其熔深淺、稀釋率低，而熔敷率很高。多絲埋弧堆焊和帶極埋弧堆焊在機(jī)車輪緣堆焊、軋輥表面堆焊、化工設(shè)備不銹鋼襯里堆焊等方面得到了廣泛的應(yīng)用。埋弧堆焊53氣體保護(hù)和自保護(hù)明弧堆焊氣體保護(hù)堆焊分熔化極氣體保護(hù)堆焊和非熔化極惰性氣體保護(hù)堆焊兩種。熔化極氣體保護(hù)推焊是用CO2、Ar或混合氣體作為保護(hù)氣體，它有較高的熔敷率，但稀釋率也較高(大約15％～25％)。非熔化極惰性氣體保護(hù)堆焊，主要是以手工送進(jìn)各種合金焊絲進(jìn)行堆焊。這種方法的保護(hù)效果好，合金元素的過渡系數(shù)高，稀釋串比熔化極氣體保護(hù)堆焊低；但生產(chǎn)率低，保護(hù)氣體昂貴。不加保護(hù)氣體的自保護(hù)藥芯焊絲的明弧堆焊的設(shè)備簡單、方便靈活，但堆焊時(shí)的飛濺較大。氣體保護(hù)和自保護(hù)明弧堆焊54電渣堆焊電渣堆焊的熔敷率最高，板極電渣堆焊的熔敷率可達(dá)：150kg/h，堆焊的厚度大，稀釋率不高。缺點(diǎn)是堆焊層嚴(yán)重過熱，堆焊后需進(jìn)行熱處理，堆焊層一般不能太薄。適用于需要較厚堆焊層、堆焊表面形狀比較簡單的大中型零件，例如熱鍛模堆焊等。電渣堆焊55等離子弧堆焊等離子弧堆焊包括冷絲、熱絲堆焊，合金粉末堆焊。由于等離子弧的溫度很高，因此能堆焊難熔材料，有高的堆焊速度和高的熔敷率，稀釋率很低(最低可達(dá)5％左右)。缺點(diǎn)是設(shè)備成本較高，堆焊時(shí)有很強(qiáng)的紫外線輻射和臭氧污染，需進(jìn)行有效的保護(hù)。如發(fā)動(dòng)機(jī)排氣閥的閥面堆焊等。等離子弧堆焊56§2堆焊材料及選擇

堆焊合金的類型和特點(diǎn)鐵基堆焊合金性能范圍廣，韌性與抗磨性配合好，能滿足許多不同的要求；而且價(jià)格較低，品種也最多，所以應(yīng)用最廣。鎳基、鈷基堆焊合金價(jià)格較高，由于高溫性能好、耐腐蝕，主要用于要求耐高溫磨損、耐高溫腐蝕等場合。銅基材料的耐蝕性好，有時(shí)也用于堆焊材料。碳化鎢堆焊合金的耐磨料磨損性能最好，雖然其價(jià)格較貴，但在耐嚴(yán)重磨料磨損部位堆焊和工具堆焊中占重要地位?！?堆焊材料及選擇堆焊合金的類型和特點(diǎn)571．鐵基堆焊合金珠光體類的堆焊材料及特點(diǎn)碳含量<0.5％，合金元素總量<5％，以Mn、Cr、Mo、Si為主要合金元素。在堆焊后自然冷卻時(shí)，堆焊層的組織以珠光體為主(包括索氏體和托氏體)，其硬度為20～38HRC。特點(diǎn)是堆焊性能優(yōu)良，具有中等的硬度和一定的耐磨性，沖擊韌度好，易機(jī)械加工，價(jià)格便宜。1．鐵基堆焊合金58馬氏體類的堆焊材料及特點(diǎn)碳含量：0.1～1.0％，個(gè)別達(dá)1.5%，低或中等含量的合金元素。加入Mo，Mn、Ni能提高淬硬性。加入Cr、Mo、W、V可形成抗磨的碳化物。Mn、Si能改進(jìn)焊接性能。組織為馬氏體，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)少量的珠光體、貝氏體和殘余奧氏體。堆焊層的硬度為25～65HRC，主要決定于碳含量和轉(zhuǎn)變成馬氏體的數(shù)量。低碳合金的碳含量<0.30％，堆焊層的組織為低碳馬氏體，硬度為25～55HRC。特點(diǎn)是抗裂性好，不需預(yù)熱，硬度較高，有一定的耐磨性，能用碳化鎢刀具加工，能承受中度沖擊，線膨脹系數(shù)較小，變形和開裂傾向較小。中碳合金的碳含量在0.30％～0.60％之間，堆焊層的組織為片狀馬氏體，有時(shí)也有少量板條狀馬氏體、珠光體和殘余奧氏體。其硬度為38～53HRC，具有較好的耐磨性和中等抗沖擊能力。開裂傾向比低碳馬氏體堆焊合金大；因此堆焊前應(yīng)預(yù)熱到250～350℃。高碳馬氏體堆焊合金的碳含量在0.60％～1.0％之間，有時(shí)高達(dá)1.5％．堆焊層的組織是片狀馬氏體和殘余奧氏體，其硬度高達(dá)60HRC左右，具有良好的抗磨料磨損性能，但抗沖擊性能較差，堆焊時(shí)易產(chǎn)生裂紋，因此一般應(yīng)預(yù)熱到350～400℃。堆焊后只能用磨削加工。馬氏體類的堆焊材料及特點(diǎn)59高速鋼及工具鋼堆焊合金高速鋼堆焊合金的碳含量在0.70％～1.0％之間，W、Mo的含量較高。堆焊層的組織為馬氏體加碳化物，還有殘余奧氏體，其硬度高于55HRC，具有良好的紅硬性(達(dá)600℃)。熱工具鋼堆焊合金主要用于熱鍛模和熱軋輥的堆焊。這類堆焊合金除有較高的高溫硬度外，還要有較高的強(qiáng)度和沖擊韌度。因此，它的碳含量較高速鋼堆焊合金低些，這類合金還應(yīng)具有較高的抗冷熱疲勞性能以及高的抗高溫氧化性能、耐磨性能。冷加工工具鋼堆焊合金具有較高的常溫硬度和抗金屬間磨損的性能。高速鋼及工具鋼堆焊合金60奧氏體堆焊合金奧氏體錳鋼堆焊合金、鉻錳奧氏體鋼堆焊合金；奧氏體錳鋼堆焊合金：C%=1.0％～1.4％，Mn%=10%～14%。用于ZGMnl3零件的堆焊，堆焊層應(yīng)為單一的奧氏體組織，具有良好的沖擊韌性和加工硬化特點(diǎn)。為了改善其焊接性，堆焊合金中還加入少量的Cr、Ni、Mo合金元素，并嚴(yán)格控制S、P的含量。鉻錳奧氏體鋼堆焊合金又分為低鉻和高鉻兩類。低鉻的含Cr<4％，Mn=12％～15％，還有少量的Ni和Mo。高鉻的含Cr=l2％～17％，Mn=l5％。鉻錳奧氏體鋼堆焊合金的特點(diǎn)與奧氏體錳鋼堆焊合金相似，只是焊接性更為優(yōu)良。奧氏體堆焊合金61耐腐蝕堆焊合金鉻鎳奧氏體不銹鋼、高鉻馬氏體不銹鋼型堆焊合金。特點(diǎn)是具有優(yōu)良的耐腐蝕性和一定的抗高溫氧化性能。若含有Si、C、B等元素，則還兼有優(yōu)良的耐磨性、耐冷熱疲勞性、耐氣蝕性等特點(diǎn)。耐腐蝕堆焊合金62合金鑄鐵堆焊合金碳含量大于2％的鐵基堆焊合金均屬于鑄鐵類型。為了進(jìn)一步提高耐磨性，通常加入一種或幾種合金元素，如Cr、W、Mo、V、Ti，Ni、B等，從而獲得具有優(yōu)良抗磨損性能的合金鑄鐵堆焊層。種類：馬氏體合金鑄鐵、奧氏體合金鑄鐵、高鉻合金鑄鐵。

合金鑄鐵堆焊合金632.鎳基堆焊合金高鎳合金用于鑄鐵堆焊時(shí)作過渡層鎳鉻硼硅合金鎳鉻鉬鎢合金。

2.鎳基堆焊合金64鎳鉻硼硅系列堆焊合金C:1％，Cr:0％～18％，B:1％～4.5％。熔點(diǎn):1040℃，潤濕性、流動(dòng)性較好主要用于等離子粉末堆焊和氧-乙炔火焰噴熔。堆焊層的組織是奧氏體+硼化物+碳化物。具有優(yōu)良的抗低應(yīng)力磨料磨損性和抗金屬間磨損性能，好的耐腐蝕、耐熱和高溫(最高可達(dá)950℃)抗氧化性能，但抗高應(yīng)力磨料磨損性和耐沖擊性都不好。這類合金堆焊層只能磨削加工，主要用于腐蝕或高溫環(huán)境中受到低應(yīng)力磨料磨損的場合，但高鎳合金易受硫和硫化氫的腐蝕，因而不適于在含硫的還原性氣氛中工作。鎳鉻硼硅系列堆焊合金65鎳鉻鉬鎢合金硬度低，機(jī)加工性好，能用碳化鎢刀具加工，主要用采抗腐蝕。同時(shí)，它還有很好的熱抗力，也可用作高溫耐磨堆焊材料。組織是奧氏體+金屬間化合物。鎳鉻鉬鎢合金663．鈷基堆焊合金CoCrW堆焊合金，即斯大立合金。Cr:25%～33%，W:3%～21%。鉻主要是提高抗氧化性，鎢主要是提高高溫（540～650℃）蠕變強(qiáng)度。在650℃左右仍能保持較高的硬度，是該合金區(qū)別于鐵基、鎳基堆焊合金的主要特點(diǎn)，也是該合金應(yīng)用較多的主要原因。此外，該合金具有一定的抗腐蝕性和良好的抗粘著磨投性能。3．鈷基堆焊合金674．銅及銅合金堆焊材料銅及銅合金堆焊材料有紫銅、黃銅、青銅和白銅5．碳化鎢堆焊材料鑄造碳化鎢含碳3.7％～4.0%，鎢95％～96％，它是WC-W2C的混合物。這類合金硬度高，耐磨性好，但脆性大，易在工作過程中碎裂并脫落。燒結(jié)碳化鎢大多是用鈷作粘結(jié)金屬的，隨著鈷含量的提高，硬度下降，韌性提高，同時(shí)碳化鎢晶粒越細(xì)，其耐磨性就越高。4．銅及銅合金堆焊材料68堆焊合金的選擇原則滿足零件堆焊的使用條件從經(jīng)濟(jì)角度選擇堆焊合金：從堆焊合金的工藝性能來選擇堆焊合金的選擇原則69§3手工電弧堆焊及應(yīng)用手工電弧焊是將焊條和工件分別接到電源的兩極，通過電弧引燃后焊條與工件表面層熔化組成熔池，冷卻后形成堆焊層的一種堆焊方法§3手工電弧堆焊及應(yīng)用手工電弧焊是將焊條和工件70手工電弧焊堆焊設(shè)備與焊條手工電弧堆焊設(shè)備，主要有手弧焊電源、焊鉗及其它輔助用具、量具等(如小鎯頭、火鉗、鋼絲刷、鋼板尺、卡鉗等)，其中最主要的為焊接電源。手工電弧堆焊電源應(yīng)滿足下列要求：具有一定的空載電壓具有下降外特性具有適當(dāng)?shù)亩搪冯娏髂芊奖愕卣{(diào)節(jié)焊接電流。具有良好的動(dòng)態(tài)品質(zhì)手工電弧焊堆焊設(shè)備與焊條71堆焊焊條一種是采用合金焊芯，以此獲得堆焊層的成分，而藥皮的作用是保護(hù)并獲得良好的堆焊工藝性能；另—種是采用H08或H08A作焊芯，由藥皮實(shí)現(xiàn)合金元素的過渡，并獲得良好的堆焊工藝性能。堆焊焊條72手工電弧堆焊的要點(diǎn)

特點(diǎn)設(shè)備簡單、成本低，通過實(shí)心焊條和管狀焊芯焊條能獲得幾乎所有的堆焊合金，能滿足各類零件表面強(qiáng)化和修復(fù)的需要。同時(shí)，手工電弧堆焊操作靈便，適合于現(xiàn)插和野外修復(fù)。堆焊質(zhì)量和生產(chǎn)率的影響因素堆焊焊條的選擇，焊條直徑，堆焊電流、堆焊速度，零件的預(yù)熱溫度手工電弧堆焊的要點(diǎn)73§4埋弧自動(dòng)堆焊埋弧自動(dòng)堆焊原理§4埋弧自動(dòng)堆焊埋弧自動(dòng)堆焊原理74埋弧自動(dòng)焊優(yōu)點(diǎn)：堆焊層質(zhì)量好堆焊層的抗疲勞性能高生產(chǎn)率高改善了勞動(dòng)條件埋弧焊的缺點(diǎn)對(duì)工藝要求高大電流時(shí)產(chǎn)生較大的熱影響區(qū)埋弧自動(dòng)焊優(yōu)點(diǎn)：75埋弧自動(dòng)堆焊的分類單絲埋弧堆焊多絲埋弧堆焊帶極堆焊串聯(lián)電弧堆焊埋弧自動(dòng)堆焊的分類76埋弧自動(dòng)堆焊設(shè)備堆焊電源送絲機(jī)構(gòu)堆焊機(jī)床電感器埋弧自動(dòng)堆焊設(shè)備77埋弧自動(dòng)堆焊材料主要指焊絲和焊劑低碳鋼絲:H08、H08A、H08Mn、H15、H15Mn，合金鋼絲H2Crl3、H3Crl3、H30CrMnSiA和H3Cr2W8V?；《押赣煤竸┠康模罕ＷC電弧穩(wěn)定燃燒；保護(hù)熔池不受空氣侵入，防止焊縫金屬的氧化和氮化；過渡合金元素，改善堆焊層的化學(xué)成分和組織；防止堆焊層產(chǎn)生裂紋、氣孔和疏松；減少金屬飛濺和燒損等。為了改善堆焊層性能，可在焊劑中加入其它合金元素，例如，為了補(bǔ)充燒損的碳，可在焊劑中添加碳粉。用“焊劑431”與低碳鋼焊絲配合堆焊曲軸時(shí)，應(yīng)在焊劑中加入1.2％的碳，用中碳鋼焊絲時(shí)，應(yīng)添加1％的碳，