堆焊入门 |
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1、堆焊定义：
用焊接方法在零件表面堆敷一层具有一定性能的材料，以增加零件的耐磨、耐热、耐腐蚀等方面性能。在冶金、矿山、电力、农业、石油等行业被广泛应用。 |
2、堆焊须注意几点：
·根据使用要求，合理选用堆焊合金；
·尽量降低母材稀释率；（摆动、防工件变形）
·提高生产率；（明弧）
·希望堆焊金属和母材有相近的膨胀系数和相变温度。（高铬铸铁） |
3、堆焊目的：
·降低成本
·延长使用寿命
·减少维修（费用及时间）
·减少备件 |
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一、金属磨损主要形式： |
据专家早年对金属损耗的综合统计，世界每年生产的金属材料有1/3是被磨损掉；还有1/3是被腐蚀掉的。磨损是多因数相互影响的过程，受温度、速度、润滑、载荷等等影响，故耐磨性不是金属固有的性能。大两统计表明，75%机器零件是因磨损而报废。 |
1、粘着磨损（金属和金属间）：
相对移动--表面不平--局部高温焊合或转移到另一表面。如：轴、轴承、履带轮、制动轮等等。15%
堆焊材料：较小磨擦系数；硬度和与其相摩擦的金属相近。主要低碳和中 碳合金钢。耐冲击条件时也有用高锰钢。 |
2、磨料磨损（金属和非金属间）：
硬质颗粒和表面粗糙的物体（岩石、矿石、沙子、土壤、硬金属削、沙布、沙轮等）对金属表面进行显微切削。50%
·凿削磨料磨损：磨粒以很大冲击力切入金属表面形成沟漕。如挖掘机斗齿、破碎机锤头和颚板。要求高韧性耐磨材料，如奥氏体高锰钢、回火的马氏体合金钢。
·高应力（三体）磨料磨损：两金属间夹有磨料，接触点上有很高压应力，使金属被碾碎，同时引起金属显微划伤或使硬相（如碳化物）剥落。如电厂中速磨、球磨机、挖掘机脸条链轮等。冲击是次要的，需材料有高的抗压强度和硬度，可用合金白口铸铁、碳化钨、高碳钢。
·低应力（二体）磨料磨损：固态磨料以某种速度、较自由地与所接触的金属表面相对运动引起，冲击力较小。含有磨料的气体或液体冲击金属表面也可属此类。推土机铲刀、犁铧、泥浆泵叶轮、粉尘排除设备等。要求材料有高耐磨性和硬度，如白口铸铁、碳化钨、马氏体钢等。
·以上主要比较耐磨和冲击程度来找最佳平衡点。 |
3、热疲劳：
热轧辊、热锻摸、压铸摸等。要含Cr、W、Mo、V合金钢和Co基、Ni基等。 |
4、磨蚀磨损：
磨损＋付蚀。Cr-Ni钢、Co基、Ni基等 |
5、气蚀磨损：
水轮机叶片、船舶螺旋浆、水泵等 |
6、冲击、疲劳、微动……等等。
磨损往往是复合的和变化的，如：轧辊（粘着、应力疲劳、冷热疲劳、高温氧化、氧化皮磨料、气蚀）、制动、摩擦……等。 |
二、公司材料种类和用途： |
1、低合金钢： H3** H2**
耐严重磨粒磨损、交变应力----中等金属间磨损
H3**用于作过渡层或恢复被磨损零件的尺寸。如导轨、链轮、轴类、起重机轮等 H2**主要用于堆焊较低温度工作的各种轧辊。 |
3、奥氏体锰钢： H5**
优良的耐冲击性能，可冷作硬化，用于严重冲击----轻微磨粒磨损。
如破碎机锤头、颚板，破碎机辊等。 |
4、碳化钛强化钢： H6**
中等冲击----严重磨粒磨损，不裂，HRc近60，专门用于水泥厂辊压机辊的修复
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5、马氏体不锈钢： H4**
中等冲击，中等金属间磨损，中等磨粒磨损。用于较高温度工作的钢轧辊、水压机柱塞、部分轴类等。 |
6、高铬铸铁类型： H9** H1**
Fe--Cr胎体上分布着大量初生碳化物，Cr/C到5以上碳化物主要呈颗粒状分布，根据合金含量及与C的亲和力形成各种合金Ｃ化物。
________________________ 与C亲和力加强
Mn Fe Cr Mo(W) V Nb Ti
耐严重磨粒磨损和低的冲击力。用于挖土机、采矿机、破碎机、输送带零件修复_ |
三、各种堆焊方法 |
1、氧――乙炔堆焊
2、手工电焊条堆焊
3、钨极氩弧堆焊（手工或自动）
4、埋弧堆焊（自动）
配用焊剂：H101、H103、H104、H201、H204、H403----SH107
H202、H203、H401、H402、---------------------HJ260
H301、H302-------------------------------------------HJ301
5、明弧堆焊：（不用焊剂，手工或自动）
·手工明弧焊和手工电焊条堆焊比较：焊机、效率、收得率
·摆动和非摆动比较：成形、稀释率、堆厚
·手工和自动比较：劳动强度、成形、生产率、灵活性、
6、等离子粉末堆焊
7、各种堆焊方法稀释率比较：
喷焊、喷涂--0%； |
等离子、粉末堆焊、氧-乙炔--5%；
钨极氩弧焊--5-15%；
焊条堆焊--20-30%；
埋弧、明弧和熔化极氩弧--30-40%。 |
8、明弧堆焊和埋弧堆焊综合对比 |
. | 明弧自保护堆焊 | 埋弧自动焊 | 材料消耗及成本 | 所用材料 | 管状(药芯)焊丝 | 管状(药芯)焊丝 | 焊丝价格(元/公斤) | 0-50 | 40-50 | 熔剂消耗(元/公斤焊丝) | 0 | 0.804 | 堆焊成本 | 下降14～20% | 较高 | 劳动生产率 | Φ3.2焊丝适用焊接电流(安) | 400～450 | 350～400 | 堆焊速率(公斤/小时) | 7～9 | 5～6.5 | 单层堆焊厚度(mm) | 可达 | ≥2 | 劳动条件 | 脱渣性能 | 无脱渣问题 | 由于高合金成分，脱渣相当困难 | 烟雾 | 有，需抽风装置 | 无 | 弧光 | 有，需加遮护板 | 无 | 自动化程度 | 高(调好后无需看管) | 低(人工操作) | 劳动强度 | 低 | 高 | 粉尘 | 基本无 | 严重 | 焊缝性能 | 焊道稀释率 | 30～40% | 30～40% | 焊道冷却速度 | 稍高 | 稍低 | 焊缝硬度 | 同样焊盘，略高2～3度HRc | 稍低 | 对母材影响 | 层间温度 | 100℃ | 高 | 母材裂纹 | 不易产生 | 难以避免 | 工件变形 | 可做到无变形 | 有变形 |
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