焊接技师培训教材(堆焊技术)

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1、堆焊技术堆焊技术张明录张明录一.堆焊技术概述二.堆焊技术的特点三.堆焊技术的应用四.堆焊金属的基本类型五.堆焊合金的选用六.堆焊材料七.堆焊方法 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。 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，这两方面的应用在表面工程学中称为修复与强化。二二. .堆焊技术的特点堆焊技术的特点1.1.堆焊的特点堆焊的特点 在金属零件表面熔敷一层性能特殊的合金层。 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

2、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。(1)堆焊层的成分堆焊属于异种金属焊接，难度较大。(2)堆焊层与基材的相容性1） 冶金相容性：堆焊材料与基体在液态和固态时的互溶性，是否出现金属间化合物。2.2.影响堆焊层性能的因素影响堆焊层性能的因素2） 物理相容性：两者之间的熔点、膨胀系数、热导率的差异将影响堆焊层的应力和结合强度。(3) 堆焊层的内应力 用焊前预热和焊后缓冷，或打底层的方法减少堆焊层的内应力。（4） 堆焊的熔合区避免在熔合区产生脆性相。(5) 稀释率 稀释率取决于堆焊方法和堆焊工艺参数，一般稀释率越低越好。 为了最有效地发挥堆焊层的作用，

3、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。 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、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、以及工具模具及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。 铁基堆焊合金 碳化钨堆焊合金 铜基堆焊合金 镍基堆焊合金 钴基堆焊合金根据堆焊金属的成分分为：根据堆焊金属的成分分为： 耐蚀堆焊耐蚀堆焊 防止发生腐蚀而

4、在其工作表面上熔敷一层一定厚度、有耐腐蚀性能金属层。也称为包层堆焊。 耐磨堆焊耐磨堆焊 防止工件表面被磨损并且延长使用寿命的堆焊。根据堆焊合金层的使用目的分为：根据堆焊合金层的使用目的分为： 隔离层堆焊隔离层堆焊 防止母材成分对焊缝金属化学成分的不利影响， 以保证接头性能和质量，而预先在母材表面（或接头的坡口面上）熔敷一定成分的金属层。 铁基堆焊合金的性能变化范围广，韧性和耐磨性结合好，并且成本低，品种也多，所以使用十分广泛。 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。 这类堆焊合金由大量碳化钨颗粒分布于

5、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，堆焊层中钨的质量分数45%以上、碳的质量分数1.5%2%。碳化钨由WC和W2C组成，有很高的硬度和熔点。 碳质量分数3.8%的碳化钨硬度达2500HV，熔点接近2600。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）碳化钨堆焊合金表

6、堆焊用的铜基合金主要有青铜、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等。 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。 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。 钴基合

7、金又称为司太立合金。具有一定的抗粘着磨损能力和较高的抗氧化、耐蚀和耐热性能，在650时仍能保持高的硬度。钴基堆焊材料价格昂贵，应采用低稀释率的氧一乙炔焰堆焊或粉末等离子堆焊，焊前预热200500。可用于高温腐蚀和高温磨损工况条件下工件的堆焊。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钴基堆焊合金表1.考虑满足工件的工作条件和要求；其次，还要考虑经济性、母材的成分、工件的批量以及拟采用的堆焊方法。2.一般金