一,概述
堆焊是指用焊接的办法将具有必定功能的资料堆敷在焊件表面上的一种工艺办法。其目的不是衔接焊件,而是为了在焊件表面获得具有耐磨耐热耐腐蚀等特殊功能的熔敷金属层,或是为了康复或添加焊件的尺度。堆焊办法在制造和修补中得到广泛的应用。
二,堆焊用的金属
一般来说,堆焊的金属首先应满足焊件的运用条件;其次考虑堆焊的金属焊接性要好,再后适当挑选比较经济的堆焊金属。
常见的作业环境条件下运用的堆焊金属有:高应力金属间磨损选用亚共晶钴基合金、含金属间化合物的钴基合金；低应力金属间磨损选用堆焊用低合金钢；金属间磨损＋腐蚀或氧化选用大多钴基合金或镍基合金；低应力磨料磨损、冲击浸蚀、磨料浸蚀选用高合金铸铁；低应力严峻磨料磨损、切割刃选用碳化物；气蚀浸蚀选用钴基合金；严峻冲击选用高合金锰钢；严峻冲击＋腐蚀＋氧化选用亚共晶钴基合金；高温下金属间磨损选用亚共晶钴基合金、含金属间化合物的钴基合金；凿削式磨料磨损选用奥氏体锰钢；热稳定性高温蠕变强度(540℃)选用钴基合金碳化物型钴基合金。
铁基堆焊金属,其品较多,功能变化规模广,耐性和耐磨性配合好,最大的长处是成本低,因而运用很广泛。大致有四类:
其一是沈阳等离子粉末堆焊,这种类型合金焊接性好,抗冲击才能强,硬度较低,首要用于修正象轴类的机械零件。
其二是沈阳等离子粉末堆焊,奥氏体锰钢堆焊金属具有较高的冲击韧度和加工硬化的特色,但简略产生热裂纹,一般用来修正在严峻冲击载荷下金属间磨损和磨料磨损的零件,如矿山料车、铁路道岔等。奥氏体铬锰堆焊金属比奥氏体锰钢焊接性好,还有较好的耐腐蚀性、耐热性和抗热裂纹性,首要修正受严峻冲击的金属间磨损的锰钢和碳钢零件。
其三是沈阳等离子粉末堆焊,这类堆焊金属的安排首要为马氏体,堆焊层的硬度和屈服强度高、耐磨性较高,可受中等冲击,但抗冲击才能却比珠光体钢和奥氏体钢堆焊层差。首要用于修正金属间磨损的零件,如齿轮、牵引车底盘等。
其四是沈阳等离子粉末堆焊,这类堆焊层具有很高的抗磨料磨损、耐热、耐腐蚀功能,抗氧化功能较好,能耐轻度的冲击,但堆焊时很简略出现裂纹,焊接时特别小心,首要用于堆焊农机具、矿山设备等零件。
镍基堆焊金属,其中运用最多的是镍铬硼硅系列合金,它具有优秀的抗低应力磨料磨损和抗金属间磨损的功能比较好的耐腐蚀耐热和抗高温氧化功能,但抗高应力磨料磨损和耐冲击性稍差,一般用于腐蚀介质或高温环境中受到低应力磨料磨损的场合。
含金属间化合物的镍基合金,如Ni-32Mo-15Cr-3Si高温硬度高，具有优秀的耐金属间磨损和中等的磨料磨损的才能，但抗冲击性较差；这种合金比较适用于钨极气体维护电弧堆焊或等离子弧堆焊，常用来堆焊在严峻腐蚀介质中作业的阀门密封面。
含碳化物的镍基合金的价格比钴基合金低得多，从经济视点看，成为钴基堆焊金属的替代品而得到较多应用。
钴基堆焊金属,首要指钴铬钨合金,在650℃左右能坚持较高的强度和硬度,具有必定的耐腐蚀性和优秀的抗黏着磨损功能,在各种堆焊金属中钴基合金的归纳功能最好,常用于高温作业状态的零件表面堆焊。
铜基堆焊金属,一般有青铜、黄铜、白铜、纯铜四类,铜基堆焊合金耐腐蚀、耐气蚀和耐金属间磨损的功能较好,可在铁基资料上堆焊制造成双金属件,也可用来修补磨损的零件;但铜基堆焊金属的耐硫化物腐蚀、耐磨料磨损和抗高温蠕变的才能较差,硬度低,也不简略施焊,只适用于200℃以下的环境中,这类堆焊金属首要用于轴瓦、低压阀门密封面等的堆焊。
碳化物堆焊金属,首要用于受严峻磨损的工况,如油井钻头、筑路机械零件的堆焊。
三,堆焊的焊接工艺办法
氧-乙炔堆焊
其首要用于表面光洁、质量要求较高的零件的堆焊,以中、小型焊件小批量为主。如阀门、油井钻头、
犁铧等零件的堆焊。
氧-乙炔的设备简略操作便利成本低,可与气焊设备通用,只是焊炬的焊嘴孔径比气焊大些;几乎所有形状的堆焊资料都能用(包括边角料);能见度大,能在很小的面积上进行堆焊,并且能得到薄而润滑的堆焊层;此法稀释率低,熔化层深度可控制在0.1mm以内，较简略保作证的堆焊层的质量；还原焰碳化焰的渗碳作用会下降堆焊层的韧度，但可提高以碳化物为在首要抗磨相的堆焊层的耐磨性；该种办法手工操作劳动强度大，出产效率低，对焊工有必定的技术要求。
氧-乙炔堆焊一般运用碳化焰堆焊,火焰性质与堆焊金属的种类有关:镍基合金一般选用中性焰,但为了提高金属流动性,偶尔也用碳化焰;铁基合金堆焊时选用两倍的乙炔过剩焰(内焰与焰心长度比为2:1);用含碳量高的低熔点堆焊合金(如高铬铸铁或钴基合金)进行堆焊时,选用3倍的乙炔过剩焰。
绝大多数钢件不必熔剂即可堆焊,堆焊铸铁时必须运用熔剂,同时要采纳措施,以防出现白口安排和裂纹。预热和缓冷可很大程度减少堆焊层开裂的或许,也有利于下降稀释率;小工件可用焊炬直接加热,而大工件一般在炉中加热,并确保有满足的时间使温度均匀,每堆焊一层的最大厚度约1.6mm为宜，可多层堆焊。
选用自熔性合金粉末进行氧-乙炔喷焊（喷熔），依据喷粉和重熔的先后次序不同，喷焊工艺分为“一步法”和“二步法”；“一步法”喷焊的特色是喷粉和重熔同时进行，即边喷边熔的办法，一般喷粉很细，它的步骤是预热、预喷粉、喷作业粉并熔化；“二步法”喷焊的特色是喷粉和重熔分两步进行，运用重熔枪进行重熔，它的步骤是预热、喷粉和重熔。
氧-乙炔堆焊常见的缺陷是气孔未熔合等，这是因为操作不妥或堆焊资料质量不好而造成的。
焊条电弧堆焊
焊条电弧焊设备低价，通用性强，合适现场堆焊,电源常用的有:弧焊变压器、弧焊整流器、弧焊发电机和弧焊逆变器等;特别合适堆焊形状不规则的零件及可达性差的部位;电弧热量会集,变形小,出产率高,但其熔深大,稀释率高,堆焊层硬度和耐磨性下降,一般焊2～3层,多层焊简略开裂。焊条电弧堆焊首要用于小批量出产和修正已磨损的零件,我国堆焊焊条有:D10×～24×;D25×～29×;D30×～49×;D50×～59×;D60×～69×;D70×～79×;D80×～89×等。
钛钙型、钛铁矿型、低氢型药皮的焊条最好选用直流反接进行堆焊,石墨型药皮的焊条堆焊以直流正接为宜,也可选用交流电源。堆焊前焊条应参考焊条说明书的规定温度进行烘干,一般酸性焊条150℃烘0.5～1h,碱性焊条250～350℃烘1～2h。堆焊的预热温度首要依据碳当量确定，如碳当量(%)是0.4、0.5、0.6、0.7、0.8,预热温度（℃）分别为：100、150、200、250、300。堆焊后的缓冷可在炉中或石棉中进行，也可适当加热来使其缓慢冷却。