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1、会计学1材料科学堆焊材料科学堆焊(duhn)基础知识基础知识第一页，共133页。金属表面处理(chl)的意义通过表面处理大幅度提高产品质量。节约贵重材料。实现材料表面复合化，解决单一材料无法(wf)解决的问题。修复整体优势，良好的节能、节材效果。第1页/共132页第二页，共133页。金属表面处理(chl)的两种途径表面涂层(tcn)技术表面改性技术第2页/共132页第三页，共133页。金属表面处理(chl)的分类第3页/共132页第四页，共133页。金属表面处理(chl)的应用提高金属制品或零件的耐蚀性能提高金属制品或零件的表面强度(qingd)和硬度修复零件提高制品或零件的装饰性能第4页/共
2、132页第五页，共133页。第5页/共132页第六页，共133页。堆焊堆焊(du hn)技术技术第6页/共132页第七页，共133页。n n了解堆焊技术的特点、分类和应用n n熟悉堆焊合金及材料的类型、特点和选用n n掌握常用堆焊方法的原理、工艺、装置、特点和应用；n n能够根据工件的材质、服役(f y)条件和性能要求选择合理的堆焊工艺方法，并编制出工艺流程。第7页/共132页第八页，共133页。堆焊技术(jsh)概述综合综合综合综合(zngh)(zngh)知识模块一知识模块一知识模块一知识模块一第8页/共132页第九页，共133页。n n原理n n分类(fn li)n n特点能力能力(nng
3、l)知识点知识点1 堆焊技术的特堆焊技术的特点及分类点及分类第9页/共132页第十页，共133页。是采用焊接方法将具有一定(ydng)性能的材料 熔敷在工件表面的一种工艺过程。1.1 什么什么(shn me)是堆焊是堆焊第10页/共132页第十一页，共133页。1.2 堆焊堆焊(du hn)的特点的特点n n堆焊层的合金成分是决定堆焊效果的主要因素堆焊层的合金成分是决定堆焊效果的主要因素n n尽量降低稀释率是制定尽量降低稀释率是制定(zhdng)(zhdng)堆焊工艺的重要堆焊工艺的重要出发点出发点n n提高堆焊的生产效率提高堆焊的生产效率n n堆焊合金与基体金属之间的匹配要合理堆焊合金与基体
4、金属之间的匹配要合理第11页/共132页第十二页，共133页。n n为了最有效地发挥(fhu)堆焊层的作用，希望采用的堆焊方法有较小的母材稀释、较高的熔敷速度和优良的堆焊层性能，即优质、高效、低稀释率的堆焊技术。稀释率高，基体金属混入堆焊层中的量多,改变了堆焊合金的化学成分,将直接影响堆焊层的固有性能。因此，堆焊时，常希望获得较低的稀释率，以充分发挥堆焊合金性能，达到预期目的。第12页/共132页第十三页，共133页。1.3 堆焊堆焊(du hn)的优势的优势n n堆焊层与基体金属的结合是冶金结合，结合强度高，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。抗冲击性能好。n n堆焊
5、层金属的成分和性能调整方便，一般常用的焊条堆焊层金属的成分和性能调整方便，一般常用的焊条电弧焊堆焊焊条或药芯焊条调节配方电弧焊堆焊焊条或药芯焊条调节配方(pi fng)(pi fng)很方很方便，可以设计出各种合金体系，以适应不同的工况要便，可以设计出各种合金体系，以适应不同的工况要求。求。n n堆焊层厚度大，一般堆焊层厚度可在堆焊层厚度大，一般堆焊层厚度可在2 230mm 30mm 内调节，内调节，更适合于严重磨损的工况。更适合于严重磨损的工况。第13页/共132页第十四页，共133页。n n节省成本，经济性好。当工件的基体采用普通材料节省成本，经济性好。当工件的基体采用普通材料制造，表面用
6、高合金堆焊层时，不仅降低了制造成制造，表面用高合金堆焊层时，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，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补，可以大大延长工件寿命(shumng)(shumng)，延长维修，延长维修周期，降低生产成本。周期，降低生产成本。n n由于堆焊技术就是通过焊接的方法增加或恢复零部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
7、接技术的人员而言，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。其难度不大，可操作性强。1.3 堆焊堆焊(du hn)的优势的优势第14页/共132页第十五页，共133页。n n堆焊技术是熔焊技术的一种，因此(ync)凡是属于熔焊的方法都可用于堆焊。1.4 堆焊技术堆焊技术(jsh)的分类的分类第15页/共132页第十六页，共133页。堆堆 焊焊 方方 法法稀稀 释释 率率（%）熔敷速度熔敷速度/（/h）最小堆焊厚度最小堆焊厚度/mm熔敷效率熔敷效率（%）氧乙炔火焰堆焊氧乙炔火焰堆焊手工送丝手工送丝自动送丝自动送丝粉末堆焊粉末堆焊1101101100.51.80.56.8
8、0.51.80.80.80.21001008595焊条电弧堆焊焊条电弧堆焊10200.55.43.265钨极氩弧堆焊钨极氩弧堆焊10200.54.52.498100熔化极气体保护电弧堆焊熔化极气体保护电弧堆焊其中：自保护电弧堆焊其中：自保护电弧堆焊104015400.95.42.311.33.23.290958085埋弧堆焊埋弧堆焊单单 丝丝多多 丝丝串联电弧串联电弧单单 带带 极极多多 带带 极极30601525102510208154.511.311.327.211.315.9123622683.24.84.83.04.09595959595等离子弧堆等离子弧堆焊焊自动送粉自动送粉手工送粉
9、手工送粉自动送丝自动送丝双双 热热 丝丝5155155155150.56.81.53.60.53.613270.252.42.42.48595981009810098100电渣堆焊电渣堆焊101415751595100第16页/共132页第十七页，共133页。能力知识点能力知识点2 堆焊技术堆焊技术(jsh)的应用的应用第17页/共132页第十八页，共133页。n n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的应用几乎遍及(bin j)(bin j)所有的制造业，如矿山机械、输送机械、冶金机所有的制
10、造业，如矿山机械、输送机械、冶金机械、动力机械、农业机械、汽车、石油设备、化工设备，建筑、以及工械、动力机械、农业机械、汽车、石油设备、化工设备，建筑、以及工具模具及金属结构件的制造与维修中大量应用堆焊技术。具模具及金属结构件的制造与维修中大量应用堆焊技术。n n通过堆焊可以修复外形不合格的金属零部件及产品，或制造双金属零部通过堆焊可以修复外形不合格的金属零部件及产品，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，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。尤其对合理使用材料（特别是贵重金属）具
11、有重要意义。第18页/共132页第十九页，共133页。n n由于磨损或加工失误造成工件尺寸不足，是厂矿企业经常由于磨损或加工失误造成工件尺寸不足，是厂矿企业经常(jngchng)(jngchng)遇到的遇到的问题。用堆焊方法修复上述工件是一种很常用的工艺方法，修复后的工件不问题。用堆焊方法修复上述工件是一种很常用的工艺方法，修复后的工件不仅能正常使用，很多情况下还能超过原工件的使用寿命，因为将新工艺新材仅能正常使用，很多情况下还能超过原工件的使用寿命，因为将新工艺新材料用于堆焊修复，可以大幅度提高原有零部件的性能。料用于堆焊修复，可以大幅度提高原有零部件的性能。n n如冷轧辊、热轧辊及异型轧辊
12、的表面堆焊修复，农用机械（拖拉机、农用车、如冷轧辊、热轧辊及异型轧辊的表面堆焊修复，农用机械（拖拉机、农用车、插秧机、收割机等）磨损件的堆焊修复等。据统计，用于修复旧工件的堆焊插秧机、收割机等）磨损件的堆焊修复等。据统计，用于修复旧工件的堆焊合金量占堆焊合金总量的合金量占堆焊合金总量的72.2%72.2%。2.1 恢复恢复(huf)工件尺寸堆焊工件尺寸堆焊第19页/共132页第二十页，共133页。冷轧辊(zhgn)修复堆焊第20页/共132页第二十一页，共133页。第21页/共132页第二十二页，共133页。n n磨损和腐蚀是造成金属材料失效的主要因素，为了提高金属工件表面耐磨性和耐蚀性，以满
13、足工作条件的要求，延长工件使用寿命，可以在工件表面堆焊一层或几层耐磨或耐蚀层。就是将工件的基体与表面堆焊层选用具有不同(b tn)性能的材料，制造出双金属工件。由于只是工件表面层具有合乎要求的耐磨、耐蚀等方面的特殊性能，所以充分发挥了材料的作用与工作潜力，而且节约了大量的贵重金属。2.2 耐磨损、腐蚀耐磨损、腐蚀(fsh)堆焊堆焊第22页/共132页第二十三页，共133页。第23页/共132页第二十四页，共133页。堆焊(du hn)材料综合知识综合知识综合知识综合知识(zh shi)(zh shi)模块二模块二模块二模块二第24页/共132页第二十五页，共133页。堆焊材料的选择堆焊工艺(g
14、ngy)的制定第25页/共132页第二十六页，共133页。堆焊堆焊(du hn)合金的类合金的类型型第26页/共132页第二十七页，共133页。根据堆焊合金(hjn)层的使用目的划分为：耐蚀堆焊 耐磨堆焊 隔离层堆焊第27页/共132页第二十八页，共133页。根据堆焊合金的形状可划分(hu fn)为：丝状 铸条状 带状 粉粒状 块状堆焊合金第28页/共132页第二十九页，共133页。n n根据堆焊合金(hjn)的主要成分可划分为：n n铁基堆焊合金(hjn)n n碳化钨堆焊合金(hjn)n n铜基堆焊合金(hjn)n n镍基堆焊合金(hjn)n n钴基合金(hjn)第29页/共132页第三十页
15、，共133页。n nC是铁基堆焊合金(hjn)中最重要的合金(hjn)元素n nCr、Mo、W、Mn、V、Ni、Ti、Bn n （1）对基体有影响n n （2）Cr、Mo、W、V使堆焊层有较好的高温强度；Cr使堆焊层具有较好的抗氧化性。n n 1.铁基堆焊铁基堆焊(du hn)合金合金第30页/共132页第三十一页，共133页。n n铁基堆焊合金的性能(xngnng)变化范围广，韧性和耐磨性配合好，并且成本低，品种也多，所以使用十分广泛。n n铁基堆焊由于碳质量分数、合金元素的的含量和冷却速度的不同，堆焊层的金相组织可以是珠光体、奥氏体、马氏体和合金铸铁组织等几种基本类型。1.铁基堆焊铁基堆焊
16、(du hn)合金合金第31页/共132页第三十二页，共133页。n n这类堆焊合金由大量碳化钨颗粒分布于金属基体（如碳钢、低合金钢、镍基合金、钴基合金和青铜等）上构成，堆焊层中钨的质量(zhling)分数45%以上、碳的质量(zhling)分数1.5%2%。碳化钨由WC和W2C组成，有很高的硬度和熔点。n n碳质量(zhling)分数3.8%的碳化钨硬度达2500HV，熔点接近2600。2碳化钨堆焊碳化钨堆焊(du hn)合金合金第32页/共132页第三十三页，共133页。碳化钨种类组织和性能制造方法铸造碳化钨WC+W2C共晶，呈不规则粒状和球状。硬度高、耐磨性好，但脆性大，抗高温氧化性差熔
17、炼浇注后破碎（呈不规则粒状）或熔炼离心法分离（呈球状）烧结碳化钨呈不规则粒状和球状。硬度高、耐磨性好，脆性大小视粘结剂钴的多少；高钴型韧性好，低钴型脆性大，但抗高温氧化性好混合压块烧结破碎（呈不规则粒状）或混合制球烧结（呈球状）第33页/共132页第三十四页，共133页。n n堆焊用的铜基合金主要(zhyo)有青铜、纯铜、黄铜、白铜四大类。其中应用比较多的是青铜类的铝青铜和锡青铜。铝青铜强度高，耐腐蚀、耐金属间磨损，常用于堆焊轴承、齿轮、蜗轮及耐海水腐蚀工件，如水泵、阀门、船舶螺旋桨等。锡青铜有一定强度，塑性好，能承受较大的冲击载荷，减摩性优良，常用于堆焊轴承、轴瓦、蜗轮、低压阀门及船舶螺旋桨
18、等。3铜基堆焊铜基堆焊(du hn)合金合金第34页/共132页第三十五页，共133页。n n镍基堆焊合金分为含硼化物合金、含碳化物合金和含金属间化合物合金三大类。n n这类堆焊合金的抗金属间摩擦磨损性能最好，并具有很高的抗氧化性、耐蚀性和耐热性。此外，由于镍基合金易于熔化，有较好的工艺性能，所以尽管比较(bjio)贵，但应用仍广泛，常用于高温高压蒸汽阀门、化工阀门、泵柱塞的堆焊。4镍基堆焊镍基堆焊(du hn)合金合金第35页/共132页第三十六页，共133页。n n钴基堆焊合金又称司太立（钴基堆焊合金又称司太立（Stellite Stellite）合金，以）合金，以CoCo为主要成分，加入
19、为主要成分，加入CrCr、WW、C C等元素。等元素。n n主要成分为：主要成分为：WC=0.7%WC=0.7%3.3%3.3%、WW=3%WW=3%21%21%、WCr=26%WCr=26%32%32%，其余为，其余为CoCo，堆焊层的金相组织是奥氏体共晶组织。碳质量，堆焊层的金相组织是奥氏体共晶组织。碳质量分数低时，堆焊层由呈树枝状晶的分数低时，堆焊层由呈树枝状晶的Co-Cr-WCo-Cr-W固溶体固溶体(奥氏体奥氏体)和共晶和共晶体组成，随着碳质量分数的增加，奥氏体数量减少体组成，随着碳质量分数的增加，奥氏体数量减少(ji(ji nshnsh o)o)，共晶体增多，因此，改变碳和钨的含量
20、可改变堆焊合金的硬度和共晶体增多，因此，改变碳和钨的含量可改变堆焊合金的硬度和韧性。韧性。5钴基合金钴基合金第36页/共132页第三十七页，共133页。堆焊合金种类碳质量分数组织钴基1号较低由树枝状结晶的Co-Cr-W合金固溶体（奥氏体）初晶+该固溶体与Cr-W复合碳化物的共晶体组成钴基2号钴基4号钴基3号较高过共晶组织，即由粗大的一次Cr-W复合碳化物+该碳化物与固溶体的共晶体组成第37页/共132页第三十八页，共133页。四、堆焊合金四、堆焊合金(hjn)的选用的选用（一）堆焊合金的选用原则满足零部件在工作条件下的使用性能要求；具有良好(lingho)的焊接性能；堆焊的经济性。第38页/共
21、132页第三十九页，共133页。四、堆焊合金四、堆焊合金(hjn)的选用的选用（二）堆焊合金的选择步骤分析工作条件；根据一般规律列出几种可供选择的堆焊合金；分析待选堆焊合金与基体材料的相容性，初步选定堆焊合金和拟定堆焊工艺；进行样品(yngpn)堆焊，对焊后的工件在模拟工作运行实验，并进行实验评定；综合考虑使用寿命和成本，最后选定堆焊合金；第39页/共132页第四十页，共133页。工 作 条 件堆 焊 合 金高应力金属间磨损钴基合金低应力金属间磨损低合金钢金属间磨损+腐蚀或氧化钴基、镍基合金低应力磨料磨损、冲击浸蚀、磨料浸蚀高合金铸铁低应力严重磨料磨损，切割刃碳化钨严重冲击高合金锰钢严重冲击+
22、腐蚀+氧化钴基合金高温下金属间磨损钴基合金热稳定性，高温蠕变强度（540）钴基、镍基合金第40页/共132页第四十一页，共133页。常用的堆焊常用的堆焊(du hn)材料材料能力能力能力能力(nngl)(nngl)(nngl)(nngl)知识知识知识知识点点点点2 2 2 2第41页/共132页第四十二页，共133页。一、堆焊一、堆焊(du hn)焊条焊条第42页/共132页第四十三页，共133页。n n堆焊堆焊(du hn)(du hn)焊条大部分采用焊条大部分采用H08AH08A冷拔焊芯，药皮填加合金的形式，也冷拔焊芯，药皮填加合金的形式，也有采用管状芯、铸芯或合金冷拔焊芯的。有采用管状芯
23、、铸芯或合金冷拔焊芯的。n n我国堆焊我国堆焊(du hn)(du hn)焊条的牌号由字母焊条的牌号由字母D+D+三位数字组成，其中三位数字组成，其中“D”“D”为为“堆堆”字汉语拼音第一个字母，表示堆焊字汉语拼音第一个字母，表示堆焊(du hn)(du hn)焊条；牌号中的第一位数焊条；牌号中的第一位数字，表示该焊条的用途、组织或熔敷金属主要成分；牌号中的第二个数字，表示该焊条的用途、组织或熔敷金属主要成分；牌号中的第二个数字，表示同一用途、组织或熔敷金属主要成分中的不同编号，按字，表示同一用途、组织或熔敷金属主要成分中的不同编号，按0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、9 9顺序编号；牌
24、号中的第三位数字，表示药皮类型和焊接电顺序编号；牌号中的第三位数字，表示药皮类型和焊接电流种类，例如流种类，例如2 2为钛钙型，为钛钙型，6 6为低氢型，为低氢型，7 7为低氢型、直流反接，为低氢型、直流反接，8 8为石墨为石墨型。型。1 1堆焊焊条堆焊焊条堆焊焊条堆焊焊条(hntio)(hntio)分类和牌号的表示方法分类和牌号的表示方法分类和牌号的表示方法分类和牌号的表示方法第43页/共132页第四十四页，共133页。D 25 6低氢钾型药皮，交直流两用低氢钾型药皮，交直流两用 常温高锰钢堆焊常温高锰钢堆焊(du hn)焊条焊条堆焊焊条堆焊焊条第44页/共132页第四十五页，共133页。序
25、号用 途牌号1不规定用途的堆焊焊条D00092不同硬度常温堆焊焊条D10243常温高锰钢堆焊焊条D25294刀具工具堆焊焊条D30495阀门堆焊焊条D50596合金铸铁堆焊焊条D60697碳化钨堆焊焊条D70798钴基合金堆焊焊条D80899尚待发展的堆焊焊条D9099第45页/共132页第四十六页，共133页。n n根据根据GB/T9842001GB/T9842001堆焊焊条标准规定，堆堆焊焊条标准规定，堆焊焊条型号按熔敷金属化学成分及药皮类型划分。焊焊条型号按熔敷金属化学成分及药皮类型划分。其编制其编制(binzh)(binzh)方法如下：方法如下：n n1 1）型号最前列为英文字母）型号
26、最前列为英文字母“E”“E”，表示焊条。，表示焊条。n n2 2）型号第二字母）型号第二字母“D”“D”表示用于堆焊焊条。表示用于堆焊焊条。n n3 3）字母）字母“D”“D”后面用一或两字母、元素符号表示后面用一或两字母、元素符号表示焊条熔敷金属化学成分分类代号，还可附加一些焊条熔敷金属化学成分分类代号，还可附加一些主要成分的元素符号；在基本型号内可用数字、主要成分的元素符号；在基本型号内可用数字、字母进行细分类，细分类代号也可用短划字母进行细分类，细分类代号也可用短划“-”“-”与前面分开。与前面分开。2堆焊堆焊(du hn)焊条型焊条型号的编制方法号的编制方法第46页/共132页第四十七
27、页，共133页。E D P CrMo-A1-03焊条内主要焊条内主要(zhyo)合金元素合金元素型号分类（普通低中合金钢）型号分类（普通低中合金钢）表示表示(biosh)堆焊焊条堆焊焊条表示表示(biosh)焊条焊条细分型号细分型号药皮类型，交直流两用药皮类型，交直流两用第47页/共132页第四十八页，共133页。堆焊焊丝、焊剂(hnj)自学第48页/共132页第四十九页，共133页。焊条(hntio)电弧堆焊综合综合(zngh)知识模知识模块三块三第49页/共132页第五十页，共133页。n n焊条电弧堆焊是目前应用最广泛的堆焊方法焊条电弧堆焊是目前应用最广泛的堆焊方法(fngf(fngf)
28、，它使用的，它使用的设备简单，成本低，对形状不规则的工件表面及狭窄部位进行堆设备简单，成本低，对形状不规则的工件表面及狭窄部位进行堆焊的适应性好，方便灵活。焊的适应性好，方便灵活。n n焊条电弧堆焊在我国有一定的应用基础，我国生产的堆焊焊条有焊条电弧堆焊在我国有一定的应用基础，我国生产的堆焊焊条有完整的产品系列，仅标准定型产品就有近百个品种，还有很多专完整的产品系列，仅标准定型产品就有近百个品种，还有很多专用及非标准的堆焊焊条产品。用及非标准的堆焊焊条产品。n n焊条电弧堆焊在冶金机械、矿山机械、石油化工、交通运输、模焊条电弧堆焊在冶金机械、矿山机械、石油化工、交通运输、模具及金属构件的制造和
29、维修中得到了广泛应用。具及金属构件的制造和维修中得到了广泛应用。概概 述述第50页/共132页第五十一页，共133页。焊条焊条(hntio)电弧堆焊的电弧堆焊的特点和应用特点和应用能力能力能力能力(nngl)(nngl)知识点知识点知识点知识点1 1第51页/共132页第五十二页，共133页。n n焊条电弧堆焊与一般焊条电弧焊的特点基本相同，设备简单、使用可靠、操作方便灵活、成本低、适宜于现场(xinchng)或野外堆焊，可以在任何位置焊接，特别是能通过堆焊焊条获得几乎所有的堆焊合金层。因此，焊条电弧堆焊是目前主要的堆焊方法之一。1.特点特点(tdin)第52页/共132页第五十三页，共133
30、页。第53页/共132页第五十四页，共133页。n n焊条电弧堆焊的缺点是生产效率低、劳动条件差、稀释率高。当工艺参数不稳定时，易造成堆焊层合金的化学成分和性能发生波动，同时不易获得薄而均匀(jnyn)的堆焊层。焊条电弧堆焊主要用于堆焊形状不规则或机械化堆焊可达性差的工件。1.特点特点(tdin)第54页/共132页第五十五页，共133页。n n由于焊条电弧堆焊成本低、灵活性强，就其堆焊基体(j t)的材料种类而言，焊条电弧堆焊既可以在碳素钢工件上进行，又可以在低合金钢、不锈钢、铸铁、镍及镍合金、铜及铜合金等工件上进行。2.应应 用用第55页/共132页第五十六页，共133页。n n防止堆焊金
31、属开裂(ki li)n n防止堆焊层金属的硬度不符合要求n n防止堆焊焊件变形堆焊质量堆焊质量(zhling)及常见的预及常见的预防措施防措施第56页/共132页第五十七页，共133页。焊条电弧(dinh)堆焊工艺能力能力(nngl)知知识点识点2第57页/共132页第五十八页，共133页。焊条电弧堆焊的堆焊规范对堆焊质量和生产率有重要影响(yngxing)，其中包括：堆焊前工件表面是否需要清理及清理程度；焊条的选择及烘干堆焊工艺参数的选择预热保温和层间温度的控制第58页/共132页第五十九页，共133页。n n堆焊前工件表面进行粗车加工，并留出加工余量，以保证堆焊层加工后有堆焊前工件表面进行
32、粗车加工，并留出加工余量，以保证堆焊层加工后有3mm3mm以上的高以上的高度。度。n n工件上待修复部位表面上的铁锈、水分、油污、氧化皮等，堆焊修复时容易引起气孔、工件上待修复部位表面上的铁锈、水分、油污、氧化皮等，堆焊修复时容易引起气孔、夹杂等缺陷，所以夹杂等缺陷，所以(suy)(suy)在焊接位复前必须清理干净。在焊接位复前必须清理干净。n n堆焊工件表面不得有气孔、夹渣、包砂、裂纹等缺陷，如有上述缺陷须经补焊清除、堆焊工件表面不得有气孔、夹渣、包砂、裂纹等缺陷，如有上述缺陷须经补焊清除、再粗车后方可堆焊。再粗车后方可堆焊。n n多层焊接修复时，必须使用钢丝刷等工具把每一层修复熔敷金属的焊
33、渣清理干净。如多层焊接修复时，必须使用钢丝刷等工具把每一层修复熔敷金属的焊渣清理干净。如果待修复部位表面有油和水分，可用气焊焊炬进行烘烤，并用钢丝刷清除。果待修复部位表面有油和水分，可用气焊焊炬进行烘烤，并用钢丝刷清除。一、焊前准备一、焊前准备(zhnbi)第59页/共132页第六十页，共133页。n n根据对工件的技术要求，如工作温度、压力等级、根据对工件的技术要求，如工作温度、压力等级、工件介质以及对堆焊层的使用要求，选择合适工件介质以及对堆焊层的使用要求，选择合适(hsh)(hsh)的焊条。有些焊条虽不属于堆焊焊条，但的焊条。有些焊条虽不属于堆焊焊条，但有时也可用作堆焊焊条，如碳钢焊条、
34、低合金焊条、有时也可用作堆焊焊条，如碳钢焊条、低合金焊条、不锈钢焊条和铜合金焊条等。不锈钢焊条和铜合金焊条等。n n为确保焊条电弧堆焊的质量，所用焊条在堆焊前应为确保焊条电弧堆焊的质量，所用焊条在堆焊前应进行烘干，去除焊条药皮的吸附水分。焊条烘干一进行烘干，去除焊条药皮的吸附水分。焊条烘干一般不能超过般不能超过3 3次，以免药皮变质或开裂以致影响堆次，以免药皮变质或开裂以致影响堆焊质量。滚压工艺的缺点是只能适合一些形状简单焊质量。滚压工艺的缺点是只能适合一些形状简单的平板类零件、轴类零件和沟槽类零件等，对于形的平板类零件、轴类零件和沟槽类零件等，对于形状复杂的零件表面就无法使用。状复杂的零件表
35、面就无法使用。二、焊条二、焊条(hntio)选择选择及烘干及烘干第60页/共132页第六十一页，共133页。n n为提高生产效率，总希望采用较大直径的焊条和焊接电流。但是由于堆焊层厚度和堆焊质量的限制，必须(bx)把焊条直径和焊接电流控制在一定范围内。n n堆焊焊条的直径主要取决于工件的尺寸和堆焊层的厚度。三、焊条三、焊条(hntio)直径和焊接直径和焊接电流电流第61页/共132页第六十二页，共133页。n n增大焊接(hnji)电流可提高生产率，但电流过大，稀释率增大，易造成堆焊合金成分偏析和堆焊过程中液态金属流失等缺陷。而焊接(hnji)电流过小，容易产生未焊透、夹渣等缺陷，且电弧的稳定
36、性差、生产率低。n n一般来说，在保证堆焊合金成分合格的条件下，尽量选用大的焊接(hnji)电流；但不应在焊接(hnji)过程中由于电流过大而使焊条发红、药皮开裂、脱落。三、焊条直径和焊接三、焊条直径和焊接(hnji)电电流流第62页/共132页第六十三页，共133页。堆焊层厚度/mm1.52堆焊电流/A80100140200180240第63页/共132页第六十四页，共133页。n n堆焊中最常碰到的问题是开裂，为了防止(fngzh)堆焊层和热影响区产生裂纹，减少零件变形，通常要对堆焊区域进行预热和焊后缓冷。四、堆焊四、堆焊(du hn)预热和缓冷预热和缓冷第64页/共132页第六十五页，共
37、133页。n n预热是焊接修复开始前对被堆焊部位局部进行适当加热的工艺措施预热是焊接修复开始前对被堆焊部位局部进行适当加热的工艺措施(cush)(cush)，一般只对刚性大或焊接性差、容易开裂的结构件采用。预热，一般只对刚性大或焊接性差、容易开裂的结构件采用。预热可以减小修复后的冷却速度，避免产生淬硬组织，减小焊接应力及变形，可以减小修复后的冷却速度，避免产生淬硬组织，减小焊接应力及变形，防止产生裂纹。工件堆焊前的预热温度可视工件材料的碳当量而定防止产生裂纹。工件堆焊前的预热温度可视工件材料的碳当量而定,如表如表6-136-13所示。当某些大型工件不便在设备中预热时，可用氧乙炔火焰在修复所示。
38、当某些大型工件不便在设备中预热时，可用氧乙炔火焰在修复部位预热；高锰钢及奥氏体不锈钢，可不预热；高合金钢预热温度大于部位预热；高锰钢及奥氏体不锈钢，可不预热；高合金钢预热温度大于400400。n n 堆焊后的缓冷一般可在石棉灰坑中进行，也可适当补充加热，使其缓慢堆焊后的缓冷一般可在石棉灰坑中进行，也可适当补充加热，使其缓慢冷却。冷却。四、堆焊预热四、堆焊预热(y r)和缓冷和缓冷第65页/共132页第六十六页，共133页。碳当量Cep/（%）0.40.50.60.70.8最低预热温度/100150200250300第66页/共132页第六十七页，共133页。阀门密封面电弧堆焊阀门密封面电弧堆焊
39、(du hn)(du hn)生产实生产实例例能力能力(nngl)知知识点识点3第67页/共132页第六十八页，共133页。n n阀门经常处于高温高压条件下工作，基体一般为阀门经常处于高温高压条件下工作，基体一般为ZG230-450ZG230-450、ZG270-500ZG270-500、20CrMo20CrMo和和15CrMoV15CrMoV材料。密封面是阀门的关键部位，工作条件差，极易材料。密封面是阀门的关键部位，工作条件差，极易损坏。损坏。n n阀门密封面焊条电弧阀门密封面焊条电弧(dinh)(dinh)堆焊主要采用的焊条有马氏体高铬钢堆焊堆焊主要采用的焊条有马氏体高铬钢堆焊焊条焊条(如如
40、D502D502、D507D507、D512D512、D517)D517)、高铬镍钢堆焊焊条、高铬镍钢堆焊焊条(如如D547Mo)D547Mo)和钴和钴基合金堆焊焊条基合金堆焊焊条(如如D802D802、D812)D812)等。常温低压阀门密封面也可堆焊铜基等。常温低压阀门密封面也可堆焊铜基合金，中温低压阀门密封面可堆焊高铬不锈钢，低于合金，中温低压阀门密封面可堆焊高铬不锈钢，低于650650高温高压阀门高温高压阀门多堆焊钴基司太立合金。多堆焊钴基司太立合金。一、概述一、概述(i sh)第68页/共132页第六十九页，共133页。n n焊前工件表面进行粗车或喷砂清除氧化皮，工件表面不允许有任何
41、缺陷焊前工件表面进行粗车或喷砂清除氧化皮，工件表面不允许有任何缺陷(裂纹、气裂纹、气孔、砂眼、疏松孔、砂眼、疏松)及油污、铁锈等。及油污、铁锈等。n n焊条使用前必须烘干。焊条使用前必须烘干。D502D502、D512D512等钛钙型药皮焊条，需经等钛钙型药皮焊条，需经1 5 01 5 0200200预热，预热，保温保温1h1h烘焙烘焙(hngbi)(hngbi)；D507D507、D517D517等低氢型药皮焊条，需经等低氢型药皮焊条，需经300300350350预热，预热，保温保温1 h1 h烘焙烘焙(hngbi)(hngbi)。n n用用D502D502、D507D507等等1 Cr13
42、1 Cr13型焊条，焊前一般不需将工件预热。而用型焊条，焊前一般不需将工件预热。而用D512D512、D517 D517 等等2Crl32Crl3型焊条时，堆焊前对工件一般要预热型焊条时，堆焊前对工件一般要预热300300左右。左右。n n采用采用D507D507、D517D517焊条需要采用直流弧焊机或硅整流弧焊机，并采用反接法，使用焊条需要采用直流弧焊机或硅整流弧焊机，并采用反接法，使用D502D502、D512D512焊条可采用交流或直流弧焊机。焊条可采用交流或直流弧焊机。1焊前准备焊前准备(zhnbi)第69页/共132页第七十页，共133页。n n堆焊应尽量采用小电流、短弧焊，以减少
43、熔深和合金元素的烧损。堆焊工件应保持在水平(shupng)位置，尽量做到堆焊过程不中断，连续堆焊35层。n n根据工件的材质、大小和不同的要求尽可采用油冷、空冷或缓冷来获得不同的硬度。2操作操作(cozu)要点要点第70页/共132页第七十一页，共133页。n n焊后一般都需要进行焊后一般都需要进行680680750750高温回火或高温回火或750750800800退火处理，以使淬火退火处理，以使淬火组织得到改善、降低热影响区硬度。组织得到改善、降低热影响区硬度。n n工件工件(gngjin)(gngjin)堆焊后如发现焊层有气孔、裂纹等缺陷或堆焊层高度不够加堆焊后如发现焊层有气孔、裂纹等缺陷
44、或堆焊层高度不够加工，而此时工件工，而此时工件(gngjin)(gngjin)已冷却到室温，在这种情况下不能进行局部补焊。已冷却到室温，在这种情况下不能进行局部补焊。因为马氏体高铬钢淬透性较高，局部补焊后会发生堆焊层硬度不均匀的现象，因为马氏体高铬钢淬透性较高，局部补焊后会发生堆焊层硬度不均匀的现象，不能满足技术条件要求，而应采用重新堆焊的方法进行返修。不能满足技术条件要求，而应采用重新堆焊的方法进行返修。3.焊后处理焊后处理第71页/共132页第七十二页，共133页。氧乙炔火焰(huyn)堆焊综合综合(zngh)知识模知识模块四块四第72页/共132页第七十三页，共133页。氧乙炔火焰氧乙炔
45、火焰(huyn)(huyn)堆堆焊是用氧气和乙炔混合燃烧焊是用氧气和乙炔混合燃烧产生的火焰产生的火焰(huyn)(huyn)作热源作热源的堆焊方法的堆焊方法第73页/共132页第七十四页，共133页。氧乙炔火焰堆焊(du hn)与氧乙炔火焰钎焊 比较第74页/共132页第七十五页，共133页。氧乙炔火焰堆焊氧乙炔火焰堆焊(du hn)的的特点特点能力能力(nngl)知识点知识点1第75页/共132页第七十六页，共133页。特点稀释率小（110）堆焊(du hn)层薄，表面平滑美观、质量良好设备简单焊工的操作技能要求高第76页/共132页第七十七页，共133页。氧乙炔火焰氧乙炔火焰氧乙炔火焰氧乙
46、炔火焰(hu(hu yn)yn)堆焊的设备堆焊的设备堆焊的设备堆焊的设备和材料和材料和材料和材料能力能力能力能力(nngl)(nngl)知识点知识点知识点知识点2 2第77页/共132页第七十八页，共133页。设备设备(shbi)(shbi)装置装置氧乙炔火焰堆焊所用氧乙炔火焰堆焊所用的装置主要有焊的装置主要有焊炬、氧气瓶、乙炬、氧气瓶、乙炔气瓶或乙炔发炔气瓶或乙炔发生器、减压器、生器、减压器、回火防止器、胶回火防止器、胶管等，与普通氧管等，与普通氧乙炔火焰焊接基乙炔火焰焊接基本相同本相同 。第78页/共132页第七十九页，共133页。堆焊材料堆焊材料实芯焊丝实芯焊丝(hn s)(hn s)合
47、金粉末合金粉末第79页/共132页第八十页，共133页。氧乙炔火焰堆焊氧乙炔火焰堆焊(du hn)工艺工艺能力能力(nngl)知识点知识点3第80页/共132页第八十一页，共133页。n n清理n n 为保证堆焊层质量，堆焊前应将焊丝及工件表面的氧化物、铁锈、油污等脏物清除干净，以免堆焊层产生夹杂渣、气孔等缺陷。n n机加工去除缺陷n n预热n n 为防止堆焊合金或基体金属(jnsh)产生裂纹和减小变形，工件焊前还需要预热，具体的预热温度根据被焊基体材料和工件大小而定。一、焊前准备一、焊前准备(zhnbi)第81页/共132页第八十二页，共133页。n n火焰性质n n焊丝(hn s)直径n
48、n火焰能率n n焊接速度n n焊嘴与工件间的倾斜角度二、氧乙炔火焰二、氧乙炔火焰(huyn)堆焊的堆焊的工艺参数工艺参数第82页/共132页第八十三页，共133页。n n火焰的性质(xngzh)n n中性焰（O2:C2H2=1:11.1）n n碳化焰（O2:C2H21.1 n n一般在1.21.7之间）第83页/共132页第八十四页，共133页。氧乙炔火焰堆焊应用氧乙炔火焰堆焊应用(yngyng)实例实例能力能力能力能力(nngl)(nngl)知识知识知识知识点点点点3 3第84页/共132页第八十五页，共133页。一、一、氧乙炔火焰氧乙炔火焰(huyn)堆焊滑动轴承合金堆焊滑动轴承合金第85
49、页/共132页第八十六页，共133页。n n清理工件，用汽油及丙酮洗去轴瓦表面的油污，并用砂清理工件，用汽油及丙酮洗去轴瓦表面的油污，并用砂布轻檫表面，使之露出金属光泽。布轻檫表面，使之露出金属光泽。n n制作焊丝，将合金锭熔铸成三角形金属细条，厚度以制作焊丝，将合金锭熔铸成三角形金属细条，厚度以5mm5mm为宜。为宜。n n采用三号焊炬和焊嘴，氧气压力为采用三号焊炬和焊嘴，氧气压力为0.050.050.15MPa0.15MPa，乙炔，乙炔压力压力0.030.030.05MPa0.05MPa。由于轴承合金大多是锡基和铅基的。由于轴承合金大多是锡基和铅基的低熔点合金，所以必须严格控制火焰能率的强
50、弱。外焰低熔点合金，所以必须严格控制火焰能率的强弱。外焰不可过大，不可使用不可过大，不可使用(sh(sh yng)yng)过剩的碳化焰，以免大面过剩的碳化焰，以免大面积地增加砂眼。积地增加砂眼。1焊前准备焊前准备(zhnbi)第86页/共132页第八十七页，共133页。n n水平位置堆焊，才能获得外观整齐的焊波和质量良好的堆焊层。水平位置堆焊，才能获得外观整齐的焊波和质量良好的堆焊层。n n为避免原合金层过热与轴瓦体脱离，宜将轴瓦背放在水中，露出合金层进行堆焊。为避免原合金层过热与轴瓦体脱离，宜将轴瓦背放在水中，露出合金层进行堆焊。n n焊炬焰心以距底层合金面焊炬焰心以距底层合金面5 56mm