佳倍德GD100耐磨带堆焊工艺研究
耐磨带焊接手册
北京佳倍德科技有限公司钻杆接头耐磨带焊接规范应用于佳倍德D100耐磨带产品2011年6月08日第一部分在新钻具和未曾敷焊的旧钻具上敷焊耐磨带 (3)1概述 (3)1.1范围 (3)1.2敷焊单位责任 (3)1.3钻具业主责任 (4)1.4翻新注意事项 (4)2背景介绍 (5)2.1耐磨带敷焊 (5)2.2佳倍德耐磨带 (5)3佳倍德耐磨带推荐敷焊类型 (5)3.1敷焊类型 (5)4敷焊工序规范（WPS） (9)4.1概述 (9)4.2焊面准备 (10)4.3敷焊参数 (10)4.4敷焊设备要求 (10)4.5敷焊工序评定（WPQ） (12)4.6敷焊参数设置 (14)4.7焊工表现评定（WPQ） (15)4.8续证资格 (16)4.9推荐的质检指南 (16)5耐磨带敷焊位置（建议） (17)5.1加重钻杆 (17)5.2钻铤 (18)6参考图片 (20)第二部分翻新工序 (21)7耐磨带翻新概览 (21)7.1概述 (21)7.2WPS，WPQ和PQR (21)7.3翻新设计 (21)7.4翻新警示 (21)7.5原有裂纹 (21)7.6历史记录 (22)7.7原有残留厚度 (22)7.8稀释效应 (22)7.9历史记录 (23)7.10敷焊参数和焊道外形 (23)8翻新步骤 (23)8.1概述 (23)8.2清洁残留耐磨带 (24)8.3对残留的耐磨带区域做检查 (24)8.4现有的耐磨带开裂现象 (24)8.5现有的耐磨带出现剥落现象 (25)8.6耐磨带上出现气孔 (25)8.7耐磨带上出现空隙 (26)8.8残留耐磨带厚度上限 (26)8.9翻新步骤/参考 (26)9翻新参考图片 (27)10佳倍德耐磨带焊丝用量估算表 (29)11温度转换图板 (30)13布氏—洛氏硬度换算表 (31)14工序质量记录（PQR） (32)第一部分在新钻具和未曾敷焊的旧钻具上敷焊耐磨带1概述1.1范围1.1.1本手册旨在向佳倍德耐磨带的敷焊单位和产品的终端用户提供技术参考。
煤化工设备耐磨层堆焊材料及工艺
专题研究煤化工设备耐磨层堆焊材料及工艺张金深1，李辉2,武爱兵1（1.中石化宁波工程有限公司，浙江宁波315207；2.中石化炼化工程集团洛阳技术研发中心，河南洛阳471003）摘要：采用3种商用堆焊合金材料和3种堆焊工艺分别在Q345R,316L基材上制备9种耐磨层"采用金相显微镜和扫描电子显微镜对堆焊合金的组织和形貌进行表征"利用图像分析软件-洛氏硬度计和摩擦磨损试验机对耐磨层的孔隙率、硬度和耐磨性进行测试"结果表明，堆焊层的孔隙率均在3.5%以下，大部分在0.5%以下°碳化物的尺寸、形状-分布和化学成分,以及基体组织决定了堆焊层的耐磨性，HF600焊接材料+GMAW工艺制备的试样具有最好的耐磨性°关键词：煤化工设备；堆焊；耐磨层；组织中图分类号：TG455Hardfacing materials and process for wear resistant layerof coal chemical equipmentZhang Jinshen1,Lt Hut2,Wu Ailing1(1.Sinopec Ningbo Engineering Co.Ltd.,Ningbo315207,Zhejiang,China;2.SEG Luoyang R&D Centea of Tehnology,Luoyang471003,Henan,China)Abstracl:Nine kinds of wear-resistane layers were prepared on Q345R and316L substrates by three dineent hardfacing processes with three commercial hardfacing alloy mateeals.Microstructure and morphology of the hard-facing alloy were characterized by opticd microscope and scmning electron microscope.The porosity,hardnes and weae resistanci of weeo layee were tested by image analysis software,rockwell hardnes testee and friction and wear testing machine.The—su IS s showed that the porosity of hardfacing layeo was below3.5%,most were unda-0.5%.The wear resistanci of hardfacing layes was determined by the size,shape,distribution and chemical composition of the corbines,as w V I as by the rmarx microstructure.The best wer resistancc was obtained in HF600 hardfacing alloys and GMAW(Gas met arc welding)process samples.Key words：coo I chemicco equipment；hardfacing；wer resistant layer;microstructure0前言磨损是机械零部件三大失效形式之一。
盾构机刀具刀盘修复堆焊焊丝和耐磨复合钢板研究
盾构机刀具刀盘修复堆焊焊丝和耐磨复合钢板研究赵学彬，孙哲峰，张发云，王建英(北京佳倍德工程技术有限公司，北京100025)摘要：北京地区地层中含有大量的砂砾和卵石，地铁盾构施工时盾构机刀具受到高应力下的磨粒磨损和冲击作用，损耗严重。
进口刀具仅能掘进250米左右，这不仅增加了地铁施工成本，影响了施工进程，还增加了因刀具更换次数过多而带来的塌方隐患。
本文从刀具的堆焊修复着手开展了盾构机刀具强化研究，开发了SHIELD系列堆焊药芯焊丝。
SHIELD系列焊丝所制堆焊层硬度在HRC51以上，堆焊时无需对刀体进行预热和焊后热处理，堆焊层无裂纹。
通过冲击实验和磨粒磨损实验，考察了堆焊层的硬度、组织及其磨粒磨损性能，实验结果表明堆焊层具有优异的耐磨耐冲击性能。
通过合理的堆焊层设计，强化的盾构机刀具达到掘进780余米的使用寿命。
关键词：盾构机刀具；堆焊；药芯焊丝；冲击；磨粒磨损Abstract: In Beijing area, there are plenty of grit and scree in soil. When shield machine works, its cutters suffer from strong impact and high stress grinding abrasion. And the import cutters’ service life is just about 250m. It increases the cost and delays the schedule of subway construction, and also takes more dangers for more times of shield cutters’replacing. Launched on repairing of the cutters, hardfacing flux-cored wire named SHIELD is devised. The hardness of deposited metal is above to 51HRC. It needs no preheating and after-heating to cutters in welding and there are no cracks in the deposited metal. The hardness, microstructure and performance of deposited metal were researched through impact testing and grinding abrasion testing. The results show that the deposited metal is good at hard-working and bearing of wear abrasion. The service distance of developed cutters is more than 780m through appropriate design of hardfacing layer with SHIELD. Key Words: shield machine; hardfacing; flux-cored wire; impact; grinding abrasion中图分类号：TG47,TG71 文献标识码：A0 引言盾构法是利用盾构机在地面以下暗挖隧道的一种施工方法，具有安全高效、对地面干扰小等优点，是当前城市隧道建设的最佳选择。
核电厂屏蔽电动机泵轴套推力盘耐磨层堆焊工艺方法探讨
孙广齐
（ 大连 中集物 流装备 有 限公 司 ， 辽 宁 大连 ， １ １ ６ ６ ０ ０ ）
摘要 ： 本 文针 对核 电厂屏 蔽 电动机 泵轴套 、 推 力盘耐磨 耐蚀 层Ｇ Ｔ Ａ Ｗ堆 焊方法， 对 比了手动和 自动 堆焊 工艺及 焊接过 程的异 同， 评估 了影 响成 品检 测 结果 的冶金 学 因素 与工 艺 因素 ， 给 出 了关
采用 目测 的方 式 ， 对堆焊 面 进行 检测 。检测 结 果
见表４ 。
表４ 焊 接后 堆 焊 面 的外 观 检 测 （ 第一组 ）
、 ＼
接位 置 、 焊 后 热处理 、 焊 接设备 与焊接 过 程等 ５ 个
方面。 表１ 中Ｓ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｔ ｅ １ 焊 丝 的化 学 成分 见 表２ （ 焊 丝
无
焊后热处理 （ Ｐ ＷＨ Ｔ ）
６ ５ ０ ℃ 保温 １ － ２小 时
无
一
３ ７—
核 电工 程与 技术 ２ ０ １ ３年第 ３期
工 艺 手工 Ｇ Ｔ Ａ Ｗ 堆 焊 自动 Ｇ Ｔ Ａ Ｗ 堆 焊
焊 接 设 备
Ｎ Ｓ Ａ ７ — ３ ０ ０ 一 ｌ
Ｚ Ｙ Ｄ 一 １ ４ ０ Ｄ 型旋 转 自动钨 极 氩 弧 堆 焊 机
焊 前 用丙酮 将 焊件 和焊 丝表 面 的 焊 前 用 丙 酮 清洗 焊件 和焊 丝表 面 的油 污 —｝ 在转 胎 上 固定 工 焊 接 过 程 油 污 清 理 干 净 一 按 图 纸 要 求 手 工 件 并 夹 紧 调 整 焊 枪 至 工 件 的 距 离 并 调 好 转 胎 的 转 速 —
材料。
屏 蔽 电动机 泵 （ 简称屏 蔽 电机泵 、 屏 蔽泵 ） 在 核 电厂 的运行 中起 着 非 常重 要 的作用 。 必须 做 到 完全不 泄 漏 。 作 为 屏蔽 泵重 要 磨损 部件 的滑动轴
KB-100钻具耐磨带的焊接工艺
KB-100钻具耐磨带的焊接工艺（北京固本科技有限公司）1.钻杆接头耐磨带在油气田勘探开发钻井中，尤其是在深井、大位移井、水平井、大斜度井中，由于地层中页岩，石英砂的存在导致钻杆和套管的严重磨损，给钻井施工带来重大损失，因此钻井过程中钻杆和套管的磨损及防磨问题已引起钻井界的密切关注。
从我国油田分布来看，大港、大庆、江苏油田由于地层较软，含岩石量相对较低，因此钻杆磨损相对较小，对于新疆塔里木油田、四川普光油气田，由于这里地层页岩含量大，对钻杆磨损十分严重。
钻杆接头耐磨带以其一定的耐磨性和减磨性，保护钻杆接头和套管免遭强烈的磨损，故在钻井工程中获得了广泛的应用。
钻杆耐磨带主要是采用耐磨带焊丝通过CO2气体保护焊的方式堆焊到钻杆接头部位的一种高合金耐磨材料。
目前进口耐磨带焊丝以美国某公司的100XT型产品使用最广泛，最具代表性；国产耐磨带焊丝以北京固本科技KB-100具代表性。
但无论是那款耐磨带产品其设计都以保护钻杆接头，防止套管磨损为原则。
本文以KB-100耐磨带焊丝为例，详细介绍耐磨带堆焊工艺。
2.耐磨带堆焊工艺（1）耐磨带材料及设备试验采用KB-100耐磨带焊丝，φ1.6mm，耐磨带堆焊设备为ZS2000。
焊接电流285A，电弧电压28V，氩气保护。
耐磨带宽度76mm，厚度3mm，钻杆直径为168.3mm。
KB-100耐磨带焊丝熔敷金属化学成分如表1所示。
表1耐磨带合金成分（质量分数）（%）（2）耐磨带堆焊工艺钻杆接头材质为35CrMoSi，为避免堆焊后产生裂纹，造成堆焊层脱落，堆焊前要对钻杆接头部位进行预热。
高频感应加热升温到300℃，加热时间3min保证扶正器内外温度一致。
以接头φ168mm的钻杆为例，焊接速度为3min堆焊钻杆接头一周，每根钻杆接头连续堆焊三道，所以时间为约10min，每道焊缝约消耗0.25kg耐磨带焊丝。
焊接过程中，要保持钻杆接头部位温度≥250℃，用红外测温计随时监测，若低于250℃，马上停止焊接，再次感应加热至350℃，再次进行堆焊，如此反复进行。
先进的带极堆焊技术
先进的带极堆焊技术1．宽带极电渣堆焊技术（1）产生背景石油化工行业的加氢反应器、原流合成塔、煤液化反应器及核电站的厚壁压力容器等内表面均需大面积堆焊耐高温，抗氧及硫化氢等腐蚀的不锈钢衬里。
70年代，在该领域内，国内外大量采用了带极埋弧堆焊（SAW）技术。
带极的宽度也从窄带向60mm、90mom、120mm、150mm的宽带方向发展。
该技术在稀释率和熔敷速度上比丝极埋弧焊有了长足的进步，但随着压力容器日趋大型化、高参数化，促使堆焊技术向更优质更高效的方向发展。
70年代初，德国首先发明，后被日、美、前苏联等国进一步完善的带极电渣堆焊技术由于它具有比带极埋弧难焊更高的生产效率、更低的稀释率和良好的焊缝成形等优点，近年来在国内外得到迅速发展和较普遍的应用。
（2）技术内容和技术关键带极电渣夫焊是利用导电熔渣的电阻热熔化堆焊材料和母材的，除引现阶段外，整个堆焊过程应设有电弧产生。
为了获得稳定的电渣堆焊过程，有以下几个技术关键：1）焊接电源。
在电渣堆焊过程中，渣池的稳定性对堆焊质量影响极大，而电压的波动又是影响渣池稳定性的最关键因素，故希望堆焊过程电压波动最小，因此要求选用恒压特性的直流电源。
此外，电源应具有低电压，大电流输出、控制精度高、较强的补偿网路电压波动的能力和可靠的保护性能。
电源的额定电流视所用带宽而异，一般对60mm×0.5mm带极，额定电流为1500A，90mm×0.5mm为2000A，120mm×0.5mm为25O0A。
2）焊剂。
获得稳定电渣过程的另一个必要条件是焊剂必须具有良好的导电性。
一般电渣堆焊焊剂的电导率需达2～3Ω-1cm-1，为普通埋弧焊焊剂的4～5倍。
目前国内外采用的电渣焊剂多为烧结型。
焊剂电导率的大小，取决于焊剂组分中氯化物（NaF、CaF2、Na3AIF6等）的多少，当氯化物（质量分数）少于40％，堆焊过程为电弧过程，在40％～50％范围大致是电弧、电渣联合过程；当氯化物大于50％后，可形成全电渣过程。
带极堆焊的技术ppt课件
稀释率
速度
焊接速度与熔深的关系(ESW)
溶深
速度
可以看出，速度越快，焊道的厚度越薄，稀释率也越高。采用过高的焊接速度得到薄的焊道，可能会使焊缝的化学成分不合格。
14.带极堆焊的重要焊接参数——干伸长
干伸长度： 干伸长度表示导电嘴与焊带端部之间的长度。埋弧带极堆焊的干伸长度一般介于20mm 到35 mm 之间，同时电渣带极堆焊的干伸长度介于 25 mm 到 40 mm 之间。 一般这个因素的影响比较小：即增加干伸长度时，稀释率会轻微下降，同时熔敷效率会轻微增加。 在工业应用中，为避免虚焊及未熔合建议保证最低5~6%的稀释率。
25~30%
SAW
25~35%
带极SAW
18~25%
带极ESW
8~12%
金属熔焊或堆焊时，熔敷金属被稀释的程度，用母材或预先堆焊层金属在焊缝金属中所占的百分比(即熔合比)来表示 。
带极堆焊的焊缝一般高度为3~5mm，可以从焊缝的厚度快速地推断出稀释率 。 如带极埋弧堆焊的焊缝高度为4mm时，其稀释率为(1~1.5)/(4+1~1.5)≈20%。
17.磁控装置的正确使用
南极
电流
北极
磁场
运动
18.磁控装置的正确安装
焊接方向
19.不正确的磁控装置电流设置
此边有咬边
此时，应增加出现咬边侧的磁控装置电流或减少另一侧的磁控装置电流。
不正确的焊缝凝固纹理
后凝固
先凝固
若后凝固侧的焊缝高，说明后凝固侧的高度低(筒体是倾斜的)。
20.正确的磁控装置电流设置
解决对策： 使用正确的焊接参数(降低电压，降低焊接速度)。
26.常见的焊接缺陷——沟槽
柔性条带堆焊材料的研制
中图 分 类 号 ： Ｔ ４ ２ Ｇ ２
０ 前
言
种 类及加 入量 。
表 １ 试 验 中采 用 的 粘 合 剂 加入 量
％
在 工程 中 ， 经常会 有一 些 细长 内孔 的部 件 ， 内壁 其
有时需 要采 用堆 焊方 法 强 化 … 。采 用 特 制 的 ＴＧ焊 ， Ｉ
将条带 剪成各 种 形 状 ， 布 并 制备 出各 种 不 同分 布形 排
态 的硬 化 区域 。 目前 ， 国内 在 这方 面 的研 究 还 开 展 得
较少 。 文 中对柔 性 堆焊 材 料 的制 备 进 行 了研 究 ， 验 了 试
有机 硅 密 封 胶 ＋环 氧 树 脂 ｌ １ ： 聚 乙烯 醇 ＋环 氧 树 脂 １ １ ：
材料 ， Ｎ６ 与 ｉ ０及 ＷＣ粉末等硬质材料混合 ， 成形并干燥处理后制备出堆焊条带 ， 分析了不同粘合剂对条带成形性能
的影 响 。采用 ＴＧ焊 方 法 进 行 了施 焊 ， 对 堆 焊 组织 进 行 了金 相 分 析 和 硬度 测 定 。通 过 对 条 带 成 形 性 能 及 工 艺 性 Ｉ 并 能 比较 ， 定 了其 材 料组 成及 制 备 工 艺 。 确
粘合剂种类
有 机 硅 胶
粘合剂加入量
ＭＩ 和 内孔 等离子 堆焊 枪体 通 常 只能解 决 内径 大 于 Ｇ焊 １０ｍ 管 内壁 的堆 焊 ０ ｍ 。但 是 ， 随着 管 径 变小 和 管
环 氧 树 脂
聚 乙烯 醇 正 硅 酸 乙脂 羧 甲基 纤 维 素 水 玻璃
长度 的增 加 ， 粉 、 丝和 枪体 进 入 的难度 都 将不 断增 送 送