堆焊
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堆焊重量计算公式
堆焊重量计算公式
堆焊重量计算公式是一种用于确定堆焊金属重量的公式。
堆焊是一种常见的焊接技术，它通过将额外的金属添加到工件表面，来修复、增强或改变其性能。
为了确保正确评估材料成本和工艺需求，计算堆焊重量是至关重要的。
为了计算堆焊重量，可以使用以下公式：
堆焊重量（kg）= 长度（cm） ×宽度（cm） ×厚度（cm） ×密度（g/cm³） ×堆焊面积系数
在这个公式中，长度、宽度和厚度代表堆焊的尺寸，单位为厘米（cm）。
密度代表堆焊金属的密度，单位为克/立方厘米（g/cm³）。
堆焊面积系数是一个可根据堆焊类型和工艺添加的修正系数。
使用该公式，可以根据堆焊的尺寸和堆焊金属的密度，计算出堆焊的重量。
这样，可以更好地评估堆焊成本，并优化焊接工艺。
需要注意的是，密度的数值可以根据所使用金属材料的种类来确定。
不同材料的密度各不相同，因此在计算堆焊重量时，应根据具体的金属材料选择正确的密度数值。
综上所述，堆焊重量计算公式是通过考虑堆焊的尺寸、堆焊金属的密度和堆焊面积系数来计算堆焊重量的公式。
这个公式能够帮助焊接工程师和制造商评估堆焊的成本，并进行工艺优化。
第四章补焊与堆焊
③、Ceq大于0.6％的钢σs588～982N/㎜²
（60～100㎏f/㎜² ）以上的中碳调质钢，属高 淬硬倾向的钢，可焊性差，补焊时需要采取 严格的工艺措施防止裂纹。这种钢一般是在 退火状态下补焊，焊时要采用高的预热温度 （200～350℃），焊接方法以手工焊为主， 焊条除强度等级与母材的相同外，还须具有 防裂性能好，焊缝金属的调质处理规范与母 材相一致等要求，焊后需进行整体调质处理 以获得需要性能的接头。
4、补焊接头的强度
对一般钢制的零件，此问题不大。但对已经热 处理强化过的材料，补焊时由于焊缝两侧母材受热 影响后要发生组织和相应的性能变化，接头与母材 等强度的要求就不容易达到。对小尺寸的零件，可 用补焊后的整体热处理来解决。大尺寸构件不可能 进行整体热处理，此时需在焊接方法、焊接材料和 工艺等采取一系列的措施，从而增加了补焊的难度。 此外，焊修后焊层的加工，特别是耐磨堆焊层的加 工，也是一个需要注意的问题。
补焊与堆焊
§4—1补焊
§4—2堆焊 §4—3硬聚氯乙烯塑料的焊接
§4—1补焊
一、碳钢件的补焊
二、合金钢件的补焊 三、铸铁件的补焊 四、有色金属件的补焊
一、碳钢件的补焊
机械零件所用的材料种类很多，其可焊性相
差很大。就碳钢而言，钢中含碳量愈高，焊 时出现裂纹的倾向就愈大，可焊性也就愈差， 对补焊技术的要求也愈严格。 （一）、低碳钢零件的补焊 （二）、中、高碳钢零件的补焊
2、选用合适的焊条 尽可能选用低氢焊条以增强焊缝的抗裂性
能，焊条应按规定烘干并置于保温筒内， 随用随取。焊条的强度等级要与母材一致。 3、加强焊接区的清理工作，彻底清除可能 进入焊缝的任何氢的来源，例如油、水、 锈以及其它杂质。 4、设法减少母材熔入焊缝的比例 例如开 “V”型坡口，第一层焊缝用小电流施焊等 都是行之有效的方法。但必须注意将母材 溶透，避免产生夹渣及未焊透等缺陷。
我国堆焊技术的发展及展望
4、机械制造行业
机械制造行业是我国的基础工业之一，也是国民经济的重要组成部分之一。 在机械制造行业中，许多设备需要进行耐磨、耐腐蚀、耐高温等处理。
感谢观看
一、我国堆焊技术的发展
我国的堆焊技术发展较晚，但发展速度较快。自20世纪80年代以来，我国开 始引进国外先进的堆焊技术，并逐步推广应用。在近几十年的发展过程中，我国 在堆焊技术方面取得了显著的进步和成就。
1、堆焊材料的进步
随着堆焊技术的不断发展，我国在堆焊材料方面也取得了较大的进步。目前 我国已可以生产多种不同用途的堆焊材料，包括耐磨、耐腐蚀、耐高温等材料。 这些材料的出现，不仅提高了堆焊技术的质量和效率，还降低了制造成本。
2、绿色环保：未来，我国堆焊技术将更加注重环保和节能。采用低毒、低 尘、低能耗的设备和材料，减少对环境的影响。同时，开展循环经济和资源综合 利用等方面的研究，提高资源的利用效率。
3、多元化应用：随着工业领域的不断拓展和创新，我国堆焊技术的应用领 域也将更加多元化。除了传统的石油、化工、电力等领域，还将逐步涉及到新能 源、新材料等领域。例如，在太阳能电池板的生产中，可以采用堆焊技术对硅片 进行连接和密封；在航空航天领域，可以利用堆焊技术制造高强度、高耐蚀性的 零部件。
二、堆焊技术在基础工业中的应 用现状
堆焊技术在基础工业中得到了广泛的应用和推广。以下是堆焊技术在基础工 业中的应用现状：
1、钢铁行业
钢铁行业是我国的基础工业之一，也是堆焊技术应用最为广泛的领域之一。 在钢铁行业中，许多设备部件因为磨损、腐蚀等问题需要进行修复和再制造。堆 焊技术作为一种有效的修复和再制造技术，被广泛应用于各种设备部件的修复和 再制造。例如，高炉炉底板、出铁口、轧机轧辊等设备部件的修复和再制造都需 要使用堆焊技术。
现代表面工程技术第二部分堆焊
• 铬镍奥氏体不锈钢在核容器、化工容器、管道制造中获得广 泛应用。C、Si、B等元素 含量较高的铬镍不锈钢堆焊材料 主要用于阀门密封面的堆焊；Crl9Nil9Mn6型铬镍奥氏体堆 • 焊材料和铁素体含量高的Cr29Ni型堆焊材料耐气蚀性好， 可用于水轮机过流部件耐气蚀堆 焊，由于具有好的耐热和 耐高温冲击能力，也可用于热冲压、热挤压工具的堆焊。 • 高铬马氏体不锈钢堆焊材料耐热性好，热强度高，耐腐 蚀性也较好，主要用于中温 (300℃ ～ 600℃)耐粘着磨损 面的堆焊，如中温中压阀门密封面的堆焊，含碳和钼的Crl3 型 堆焊材料具有较高的耐磨性和一定的抗冲击能力，用于 连铸机的导辊、拉矫辊的堆焊。
• 药芯焊丝MAG堆焊时，焊丝直径一般为3.2mm， C02气保护，气流量大于20L／min，焊丝焊前在 200℃-300℃烘1h-2h。一般A-450焊丝预热温度 >200℃，A-600焊丝预热温度>250℃。堆焊工艺 参数为：I=300A-500A，U=26V～30V，直流反 接。焊后冷却速度不宜过快，必要时进行350℃焊 后热处理。 • 自保护药芯焊丝堆焊时，焊丝直径一般为 3.2mm，焊丝伸出长30mm～50mm,焊丝焊前在 200℃-300℃烘1h～2h。堆焊工艺参数为： I=300A-500A，U=26V～30V，工件焊前预热 200℃～250℃。
• 这类钢常用堆焊方法是焊条电弧焊。焊前需 根据工件大小和母材成分在200℃ ～ 600℃ 范围内预热。例如，在补焊裂损或磨损的高 速钢刀具时，局部预热200℃～240℃即可。 补焊后空冷，再刃磨加工到所需尺寸。最后 进行三次540℃回火，每次保温1h，然后即 可使用。补焊大件时，焊前工件应退火。堆 焊前工件预热400℃ ～ 600℃以上，层间温 度应不低于预热温度，焊后炉中缓冷，最后 按高速钢热处理工艺进行处理。再如，在局 部堆焊修复模具时，应视模具钢不同预热 300℃～500℃，堆焊后进行回火。对于堆 焊厚度较大的裂损部位可先用Crl9Ni8Mn7 焊条堆焊一层缓冲层，以减少裂纹倾向。
堆焊工艺流程
堆焊工艺流程堆焊工艺是一种常用的金属修复方法，可以用于修复磨损、腐蚀或损坏的金属部件。
堆焊工艺的流程通常包括准备工作、焊接参数设定、堆焊执行和后续处理等步骤。
首先，准备工作是堆焊工艺流程的第一步。
准备工作包括清洁金属表面、选择适当的焊材和准备必要的设备。
对于金属表面的清洁，常见的方法包括用溶剂或砂纸清洁。
选择适当的焊材需要考虑到被修复金属的性质和所需的强度。
对于一些特殊情况，可能需要提前进行样品实验。
其次，焊接参数设定是堆焊工艺流程的关键步骤之一。
焊接参数指的是焊接电流、焊接电压、焊接速度等。
这些参数的选择对于保证焊接质量和减少变形有重要作用。
通常需要进行试焊，根据试验结果来确定最佳的焊接参数。
然后，堆焊的执行是堆焊工艺流程中的核心步骤。
堆焊可以采用不同的焊接方法，例如手工电弧焊、氩弧焊、脉冲堆焊等。
在堆焊过程中，焊工需要根据焊接参数设定来进行焊接操作。
要保证焊接质量，需要注意控制焊接过程中的温度、焊接速度和焊接位置。
最后，堆焊完成后需要进行后续处理。
后续处理包括修整焊接部位、去除多余的焊材、进行表面处理等。
修整焊接部位可以采用机械加工或其他加工方法，使其与原始金属部件相匹配。
去除多余的焊材可以使用机械工具或其他方法，以保证焊接部位的平整。
表面处理可以采用打磨、喷漆等方法，以提高焊接部位的表面质量。
总而言之，堆焊工艺流程包括准备工作、焊接参数设定、堆焊执行和后续处理等步骤。
通过合理的准备工作和焊接参数设定，以及正确的堆焊执行和后续处理，可以保证堆焊质量和修复效果。
堆焊工艺在金属修复中有着广泛的应用，对于延长金属零件的使用寿命和减少成本具有重要意义。
焊接-堆焊技术
4
堆焊技术的分类
堆焊技术是熔焊技术的一种，因此凡是属于熔焊的方法都 可用于堆焊。
按实现堆焊的条件，常用堆焊方法的分类如图所示。
5
堆焊方法
氧乙炔火焰堆焊
手工送丝 自动送丝 粉末堆焊
焊条电弧堆焊
钨极氩弧堆焊
熔化极气体保护电弧堆焊 其中：自保护电弧堆焊
埋弧堆焊
单丝 多丝 串联电弧 单带极 多带极
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，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，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。
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。
22
焊条电弧堆焊工艺
一、焊前准备
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3mm以上的高度。
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，所以在焊接位复 前必须清理干净。
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。
为修复与强化。
2
堆焊的特点
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。
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很方便，可以设 计出各种合金体系，以适应不同的工况要求。
堆焊层厚度大，一般堆焊层厚度可在2～30mm 内调节， 更适合于严重磨损的工况。
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5. 堆焊材料的选择
满足工件的工作条件和要求； 经济性、母材的成分、工件的批量以及拟采用的堆焊方法。
堆焊技术的分类
堆焊技术是熔焊技术的一种，因此凡是属于熔焊的方法都 可用于堆焊。
按实现堆焊的条件，常用堆焊方法的分类如图所示。
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堆焊方法
氧乙炔火焰堆焊
手工送丝 自动送丝 粉末堆焊
焊条电弧堆焊
钨极氩弧堆焊
熔化极气体保护电弧堆焊 其中：自保护电弧堆焊
埋弧堆焊
单丝 多丝 串联电弧 单带极 多带极
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，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，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。
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。
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焊条电弧堆焊工艺
一、焊前准备
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3mm以上的高度。
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，所以在焊接位复 前必须清理干净。
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。
为修复与强化。
2
堆焊的特点
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。
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很方便，可以设 计出各种合金体系，以适应不同的工况要求。
堆焊层厚度大，一般堆焊层厚度可在2～30mm 内调节， 更适合于严重磨损的工况。
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5. 堆焊材料的选择
满足工件的工作条件和要求； 经济性、母材的成分、工件的批量以及拟采用的堆焊方法。
堆焊讲义完整版..
10～20
10～20 10～40 15～40 30～60 15～25 10～25 10～20 8～15 5～15 5～15 5～15 5～15 10～14
0.5～5.4
0.5～4.5 0.9～5.4 2.3～11.3 4.5～11.3 11.3～27.2 11.3～15.9 12～36 22～68 0.5～6.8 1.5～3.6 0.5～3.6 13～27 15～75
影响堆焊金属成分的因素
合金的过渡形式
合金化形式
焊丝或带极 粉芯焊丝、管状焊条
合金药皮、烧结焊剂
合金粉末
影响堆焊金属成分的因素
熔合比因素
影响合金过度的因素
堆焊方法
手工电弧焊
埋弧自动堆焊 CO2气体保护焊
等离子弧堆焊
宽带极堆焊
激光堆焊
冷焊堆焊
熔炼→浇注后破碎（呈 不规则粒状）或熔炼→ 离心法分离（呈球状）
混合→压块→烧结→破 碎（呈不规则粒状）或 混合→制球→烧结（呈 球状）
碳化物应用
石油钻井 冶金、矿山
工 作 条 件 高应力金属间磨损 低应力金属间磨损 金属间磨损+腐蚀或氧化 低应力磨料磨损、冲击浸蚀、磨料 浸蚀 低应力严重磨料磨损，切割刃 严重冲击 严重冲击+腐蚀+氧化 高温下金属间磨损 热稳定性，高温蠕变强度（540℃）
手工电弧焊
优点
设备简单、使用可靠、操作方便灵活、成本
低 适宜于现场或野外堆焊 可以在任何位置焊接 能通过堆焊焊条获得几乎所有的堆焊合金层
缺点
生产效率低、劳动条件差、稀释
率高 不易获得薄而均匀的堆焊层
应用
可达性差的工件
在多种金属中都可使用
自动埋弧堆焊焊接参数
自动埋弧堆焊焊接参数
自动埋弧焊（SAW）是一种高效的焊接方法，在堆焊领域应用广泛。
以下是一些常用的自动埋弧堆焊焊接参数：
1. 电流: 自动埋弧焊接的电流通常较大，可根据堆焊材料的厚度和类型来确定。
一般来说，电流范围在200-500安培之间。
2. 电压: 电压也是一个重要的参数，通常在30-40伏特之间。
3. 送丝速度: 这是指焊丝进给速度。
送丝速度直接影响焊接的速度和质量。
送丝速度的选择应根据焊接材料的类型和堆焊层厚度来确定。
4. 焊接速度: 焊接速度是指每分钟焊接的长度。
焊接速度的选择要根据堆焊材料的类型和厚度来确定。
5. 电极间距: 电极间距是指焊接极间的距离，影响焊接弧的形状和稳定性。
一般来说，电极间距应保持在4-8毫米之间。
6. 焊接角度: 焊接角度是指焊接枪与堆焊表面之间的夹角。
一般来说，焊接角度应保持在30-45度之间。
7. 焊接气氛: 自动埋弧焊接通常在保护气氛下进行，以防止氧化和污染。
常用的保护气体包括CO2和混合气体。
值得注意的是，以上参数只是一些常规参考值，实际的焊接参
数会根据具体的焊接要求和材料类型而有所不同。
为了获得最佳的堆焊效果，应根据具体情况进行调整和优化。
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三、埋弧堆焊 1、特点：生产率高、劳动条件好、堆焊合金成分稳定，因此得到大量 应用。 2、应用：尤其对于轧辊、车轮轮缘、曲轴、化工容器和核反应堆压力 容器衬里等中、大型零件应用较多。 3、具体工艺有四种： (1)单丝埋弧堆焊 (2)多丝埋弧堆焊 (3)带极堆焊 (4)串联电弧堆焊
对于高合金的堆焊金属，可采用各种管状焊丝气体保护堆焊 工艺获得。 我国还采用 C02 气体保护焊在自动送进 H08Mn2Si焊丝的同时， 向 熔 池 送 入 YG8(W(wc)92％、W(Co)8％) 合 金 粉 末 ， 得 到 了 WC+α固溶体的堆焊层。
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※2、非熔化极惰性气体保护堆焊，主要以手工送进 各种合金焊丝进行堆焊。 ※这种方法保护效果好，合金元素过渡系数高，稀 释率比熔化极气体保护堆焊低，但生产率低，保 护气体贵，因而使用受到限制。 ※3、不加保护气体的自保护管状焊丝明弧堆焊，在 国外应用较广。其中半自动明弧堆焊用得较多。 ※这种方法的突出优点是设备简单、方便灵活，并 可堆焊多种成分的合金。其缺点中飞溅较大。
2、分类：根据所使用的热源不同，一般将热喷涂工艺分为燃烧法和电加热法两大类。 目前常用的热喷涂技术是线材火焰喷涂、粉末火焰喷涂、电弧喷涂、等离子弧喷涂、 爆炸喷涂和超音速火焰喷涂技术。
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五、等离子弧堆焊 1、优点：等离子弧温度高，能顺利堆焊各种难熔材料和提高堆焊速度；熔深可以调 节，稀释率最低可达 5％左右。因此等离子弧堆焊是一种难得的低稀释率和高熔敷率 的堆焊方法。另外，等离子弧堆焊可采用各种渗合金方式进行堆焊。 2、缺点：设备成本较高，有强烈的弧光辐射和臭氧污染，因此必须采取防护措施。 3、等离子弧堆焊主要有以下形式： (1)冷丝等离子弧堆焊 (2)热丝等离子弧堆焊 (3)预制型等离子弧堆焊 (4)粉末等离子弧堆焊
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堆焊是用焊接工艺将填充金属熔敷在金属材料或零 件表面的技术。 通过堆焊可以获得特定的表层性能和表面尺寸。采 用堆焊多以延长设备或零件的服役寿命为目的。 堆焊被广泛地应用于耐磨损、耐腐蚀或有特殊性能 要求的零件制造和修复中。 堆焊是焊接领域中的一个重要分支，它在冶金、矿 山、农机、电站、建筑、石油化工、交通运输、航 空航天、核动力等工业部门的零件制造和修复中获 得了广泛应用。
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三、堆焊的特点 (1)堆焊层合金成分是决定堆焊效果的主要因素 (2)尽量降低稀释率是安排堆焊工艺的重要出发点
(3)堆焊生产率需要提高
(4) 要注意堆焊金属与基体金属的配合：最好有相 近的线胀系数和相变温度。
4
8.2 堆焊合金
一、堆焊合金的类型 (一)低碳低合金钢堆焊合金 ：（属于珠光体钢） 焊接性能良好，具有中等的硬度和一定的耐磨性，冲击韧度 好，易于机加工，价格便宜。焊前一般不预热，当堆焊碳当 量较大或刚性较大的零件时，可进行250℃左右预热。
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(三)高碳低合金钢堆焊合金 ：（属于马氏体钢）
堆焊金属硬度高达 60HRC左右，具有较好的耐磨料磨损性能， 但耐冲击性能较差。堆焊时易产生热裂纹和冷裂纹，所以一般应预 热 350-400℃。多数是在焊态下使用，如果需要机加工，则应先进 行退火处理，将硬度降低到 25-30HRC，加工后再淬火把硬度提高 到50～60HRC。 这类合金适用于堆焊不受冲击或受弱冲击的低应力磨料磨损零 件，如推土机铲刃、混凝土搅拌机叶片、螺旋推料机刃口、挖泥斗 牙等。 (四)铬-钨、铬-钼热稳定钢堆焊合金 这类合金有很好的热硬性和较高的冲击韧度。主要用于堆焊热 加工用的模具。该类合金容易产生堆焊裂纹，所以一般进行 400 ℃ 左右预热，焊后缓冷。 对于热轧辊，热剪刀刃，热顶锻等，因在反复受热和冷却，高 温磨损，高温冲击条件下工作，所以常选用 3Cr2W8类Cr-W堆焊金 属。
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（5）对于既要耐磨又要抗氧化或在热腐蚀条件下工作时，推 荐使用钴基堆焊合金或含金属间化合物、碳化物等硬化相的 镍基堆焊合金。
（6）在耐磨性和高温强度均要求的场合，则选用钴基堆焊合 金。 （7）在“磨料磨损+冲击+热应力”的场合，则选用 w(Cr)为5 ％的马氏体钢，如果要求更高的热应力和热强度则选用马氏 体不锈钢或18-8型不锈钢。 3. 堆焊成本：包括人工费用、堆焊材料的成本、设备和运输 费用等。 4. 当堆焊焊件材质和堆焊合金的相容性不良时，可用堆焊过 渡层的方法解决。
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(十三)镍基堆焊合金 用于堆焊的镍基合金，常有Ni-Cr-B-Si、Ni-Cr-Mo-W等类型。
在各类堆焊合金中，镍基合金的耐金属一金属间摩擦磨损性能 最好，并具有很高的耐热性、抗氧化性、耐腐蚀性。 另外，此类合金易于熔化，具有较好的工艺性能，所以尽管比 较贵，但应用仍较多。如常用在高温高压蒸气阀门、化工设备 的阀门、炉子元件、泵的柱塞等零件的堆焊上。 (十四)铜基堆焊合金
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(九)马氏体合金铸铁堆焊合金 ： 具有很好的抗高应力和低应力磨料磨损能力，并具有良好的抗压强度。另外，合金 元素的加入也改善了耐热、耐蚀和抗氧化性能。 该合金比较脆、抗冲击性比较差，堆焊时裂纹倾向较严重，一般应预热300～400℃ 。 常应用在混凝土搅拌机、高速混砂机、犁铧、螺旋送料机等零件的堆焊上。 (十)高铬合金铸铁堆焊合金 ： 合金铸铁堆焊合金中，高铬合金铸铁是应用最广、效果最好的一种。 高铬合金铸铁堆焊金属的裂纹倾向很大，往往难于避免。一般要预热400-500℃，焊 后缓冷。在实际应用中，有时允许一些裂纹的存在，而对耐磨性影响不明显。 这类合金常用于低应力或高应力磨料磨损条件下工作的犁铧、球磨机衬板、推土机 铲刃等零件，也用在高炉料钟料斗、柴油机气门、排气机叶片等零件的堆焊。
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(五)高铬钢堆焊合金 属于半马氏体或马氏体高铬不锈钢。 合金脆性较大，堆焊时容易产生裂纹，所以一般预热 300400℃。主要应用于耐磨和耐蚀零件堆焊，如阀座、水轮机 叶片耐气蚀等。 w(C)>1％的高铬钢堆焊金属属于莱氏体钢 ( 如 Crl2 型 ) 。耐 磨性更高，但脆性更大，容易产生裂纹，一般应预热 400550℃。主要应用于冷冲模、切边模及拉伸模等冷变形模具。 (六)奥氏体高锰钢和奥氏体铬锰钢堆焊合金 具有较高的韧性和在冲击磨料磨损条件下表面冷变形硬化 的特性。焊接性优良，适用于水轮机耐气蚀堆焊和中温高 压阀门密封面的堆焊。
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(七)奥氏体铬镍钢堆焊合金
这类钢的突出特点是耐腐蚀性强、抗氧化和热强 性好，而耐磨料磨损不高，所以主要用在化工、 石油等的耐腐蚀、耐热零件表面堆焊上。 这些堆焊合金在高中压阀门密封面上应用很广。 (八)高速钢堆焊合金 具有较高的热硬性和耐磨性；易产生裂纹；一般 预热400℃左右。这类钢主要用于堆焊各种切削刀 具、剪刀等。
（ 1 ）在要求最大耐磨料磨损能力时应选用碳化钨堆焊合金。 （ 2 ）当工作条件中伴有冲击的磨料磨损时，根据冲击载荷 递增的顺序分别选用合金铸铁、马氏体钢、奥氏体高锰钢， 而价廉的马氏体钢用得比较普遍。 （ 3 ）在腐蚀介质的条件下工作时，常选用不锈钢、铜基合 金和镍基合金。 （ 4 ）当同时存在腐蚀和磨损时，要求使用钴基合金或镍基 合金。
这类堆焊合金具有良好的耐腐蚀性和低的摩擦系数，适用于堆 焊轴承等金属一金属问摩擦磨损零件和耐腐蚀零件。常常在钢 和铸铁上堆焊制成双金属零件或修复旧件。铜基合金不宜在磨 料磨损和温度超过200℃的条件下工作。常用的堆焊合金有铝青 铜、锡青铜、硅青铜等，有时也用白铜、黄铜和纯铜进行堆焊。
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二、堆焊合金的选用原则 1. 总体而言： 满足使用条件的要求和经济的合理性是主要原则，而工件的 材料、批量以及拟采用的堆焊方法也必须考虑。 2. 堆焊金属合金成分的选用原则是什么？
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8.3 堆焊方法的特点
选择堆焊方法时，应着重考虑哪些内容？ 1)保证较低的稀释率。 2)具有较高的熔敷率。 3)焊件尺寸、形状复杂程度和批量大小。 4)力求降低成本。
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一、氧乙炔焰堆焊 操作简便、灵活，成本低，得到广泛采用；缺点是生产率低，劳动强度 大，故适宜于堆焊较小的零件，如内燃机阀门、油井钻头牙轮、农机零 件等。 堆焊时一般填充合金铸铁、钴基合金、铜基合金等类型的实芯焊丝或 WC(碳化钨）管状焊丝。 二、焊条电弧堆焊 1、特点：设备简单、机动灵活、成本低，目前仍是一种主要的堆焊工 艺。它的缺点是生产率低、稀释率较高、不易获得薄而均匀的堆焊层， 劳动条件较差。 2、焊条电弧堆焊要注意哪些问题？ 1)正确选择堆焊焊条； 2)防止堆焊层和热影响区的裂纹； 3)防止堆焊层硬度不符合要求； 4)防止堆焊零件变形； 5)提高堆焊效率。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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六、电渣堆焊
1、特点：电渣堆焊的熔敷率最高，堆焊后需进行热处理。 2、主要用于：需要较厚的堆焊层，堆焊表面形状比较简单的大、中型零件。 电渣堆焊可采用实芯焊丝、管状焊丝、板极或带极等进行堆焊。
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七、热喷涂 1、热喷涂：是采用各种热源使涂层材料加热至熔化或半熔化状态，然后用调整气体 使涂层材料分散细化并调整撞击到基体表面形成涂层的工艺过程。
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(十一)碳化钨（WC）堆焊合金 ：
最适合于带有轻度或中等冲击的强烈磨料磨损条件下工作。如在石油钻井设 备、推土机刀刃、犁铧等零件上获得广泛的应用。需要注意的是，合金脆性 较大，容易产生裂纹，因此对结构复杂零件应进行预热。
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(十二)钴基堆焊合金： 在各种堆焊合金中，钴基合金的综合性能最好，有很高的热硬性、抗腐 蚀、抗冲击、抗热疲劳、抗氧化和耐金属一金属间磨损等优良性能。 含碳、钨较低的钴基合金，主要用于受冲击、高温、腐蚀、磨料磨损零 件上堆焊。如高温高压阀门、热剪切刀刃、热锻模、热轧孔型等。 含碳、钨较高的钴基合金，主要用于受冲击较小，受强烈磨料磨损、受 热、受腐蚀的零件堆焊。如牙轮钻头轴承、锅炉的旋转叶片、螺旋送料机、 燃汽轮机的叶片等。 这类合金容易形成冷裂纹或结晶裂纹，因此在堆焊时应进行200-500℃ 预热，对含碳较高的合金需要选择较高的预热温度。等离子弧堆焊时不用预 热。
三、埋弧堆焊 1、特点：生产率高、劳动条件好、堆焊合金成分稳定，因此得到大量 应用。 2、应用：尤其对于轧辊、车轮轮缘、曲轴、化工容器和核反应堆压力 容器衬里等中、大型零件应用较多。 3、具体工艺有四种： (1)单丝埋弧堆焊 (2)多丝埋弧堆焊 (3)带极堆焊 (4)串联电弧堆焊
对于高合金的堆焊金属，可采用各种管状焊丝气体保护堆焊 工艺获得。 我国还采用 C02 气体保护焊在自动送进 H08Mn2Si焊丝的同时， 向 熔 池 送 入 YG8(W(wc)92％、W(Co)8％) 合 金 粉 末 ， 得 到 了 WC+α固溶体的堆焊层。
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※2、非熔化极惰性气体保护堆焊，主要以手工送进 各种合金焊丝进行堆焊。 ※这种方法保护效果好，合金元素过渡系数高，稀 释率比熔化极气体保护堆焊低，但生产率低，保 护气体贵，因而使用受到限制。 ※3、不加保护气体的自保护管状焊丝明弧堆焊，在 国外应用较广。其中半自动明弧堆焊用得较多。 ※这种方法的突出优点是设备简单、方便灵活，并 可堆焊多种成分的合金。其缺点中飞溅较大。
2、分类：根据所使用的热源不同，一般将热喷涂工艺分为燃烧法和电加热法两大类。 目前常用的热喷涂技术是线材火焰喷涂、粉末火焰喷涂、电弧喷涂、等离子弧喷涂、 爆炸喷涂和超音速火焰喷涂技术。
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五、等离子弧堆焊 1、优点：等离子弧温度高，能顺利堆焊各种难熔材料和提高堆焊速度；熔深可以调 节，稀释率最低可达 5％左右。因此等离子弧堆焊是一种难得的低稀释率和高熔敷率 的堆焊方法。另外，等离子弧堆焊可采用各种渗合金方式进行堆焊。 2、缺点：设备成本较高，有强烈的弧光辐射和臭氧污染，因此必须采取防护措施。 3、等离子弧堆焊主要有以下形式： (1)冷丝等离子弧堆焊 (2)热丝等离子弧堆焊 (3)预制型等离子弧堆焊 (4)粉末等离子弧堆焊
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堆焊是用焊接工艺将填充金属熔敷在金属材料或零 件表面的技术。 通过堆焊可以获得特定的表层性能和表面尺寸。采 用堆焊多以延长设备或零件的服役寿命为目的。 堆焊被广泛地应用于耐磨损、耐腐蚀或有特殊性能 要求的零件制造和修复中。 堆焊是焊接领域中的一个重要分支，它在冶金、矿 山、农机、电站、建筑、石油化工、交通运输、航 空航天、核动力等工业部门的零件制造和修复中获 得了广泛应用。
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三、堆焊的特点 (1)堆焊层合金成分是决定堆焊效果的主要因素 (2)尽量降低稀释率是安排堆焊工艺的重要出发点
(3)堆焊生产率需要提高
(4) 要注意堆焊金属与基体金属的配合：最好有相 近的线胀系数和相变温度。
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8.2 堆焊合金
一、堆焊合金的类型 (一)低碳低合金钢堆焊合金 ：（属于珠光体钢） 焊接性能良好，具有中等的硬度和一定的耐磨性，冲击韧度 好，易于机加工，价格便宜。焊前一般不预热，当堆焊碳当 量较大或刚性较大的零件时，可进行250℃左右预热。
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(三)高碳低合金钢堆焊合金 ：（属于马氏体钢）
堆焊金属硬度高达 60HRC左右，具有较好的耐磨料磨损性能， 但耐冲击性能较差。堆焊时易产生热裂纹和冷裂纹，所以一般应预 热 350-400℃。多数是在焊态下使用，如果需要机加工，则应先进 行退火处理，将硬度降低到 25-30HRC，加工后再淬火把硬度提高 到50～60HRC。 这类合金适用于堆焊不受冲击或受弱冲击的低应力磨料磨损零 件，如推土机铲刃、混凝土搅拌机叶片、螺旋推料机刃口、挖泥斗 牙等。 (四)铬-钨、铬-钼热稳定钢堆焊合金 这类合金有很好的热硬性和较高的冲击韧度。主要用于堆焊热 加工用的模具。该类合金容易产生堆焊裂纹，所以一般进行 400 ℃ 左右预热，焊后缓冷。 对于热轧辊，热剪刀刃，热顶锻等，因在反复受热和冷却，高 温磨损，高温冲击条件下工作，所以常选用 3Cr2W8类Cr-W堆焊金 属。
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（5）对于既要耐磨又要抗氧化或在热腐蚀条件下工作时，推 荐使用钴基堆焊合金或含金属间化合物、碳化物等硬化相的 镍基堆焊合金。
（6）在耐磨性和高温强度均要求的场合，则选用钴基堆焊合 金。 （7）在“磨料磨损+冲击+热应力”的场合，则选用 w(Cr)为5 ％的马氏体钢，如果要求更高的热应力和热强度则选用马氏 体不锈钢或18-8型不锈钢。 3. 堆焊成本：包括人工费用、堆焊材料的成本、设备和运输 费用等。 4. 当堆焊焊件材质和堆焊合金的相容性不良时，可用堆焊过 渡层的方法解决。
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(十三)镍基堆焊合金 用于堆焊的镍基合金，常有Ni-Cr-B-Si、Ni-Cr-Mo-W等类型。
在各类堆焊合金中，镍基合金的耐金属一金属间摩擦磨损性能 最好，并具有很高的耐热性、抗氧化性、耐腐蚀性。 另外，此类合金易于熔化，具有较好的工艺性能，所以尽管比 较贵，但应用仍较多。如常用在高温高压蒸气阀门、化工设备 的阀门、炉子元件、泵的柱塞等零件的堆焊上。 (十四)铜基堆焊合金
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(九)马氏体合金铸铁堆焊合金 ： 具有很好的抗高应力和低应力磨料磨损能力，并具有良好的抗压强度。另外，合金 元素的加入也改善了耐热、耐蚀和抗氧化性能。 该合金比较脆、抗冲击性比较差，堆焊时裂纹倾向较严重，一般应预热300～400℃ 。 常应用在混凝土搅拌机、高速混砂机、犁铧、螺旋送料机等零件的堆焊上。 (十)高铬合金铸铁堆焊合金 ： 合金铸铁堆焊合金中，高铬合金铸铁是应用最广、效果最好的一种。 高铬合金铸铁堆焊金属的裂纹倾向很大，往往难于避免。一般要预热400-500℃，焊 后缓冷。在实际应用中，有时允许一些裂纹的存在，而对耐磨性影响不明显。 这类合金常用于低应力或高应力磨料磨损条件下工作的犁铧、球磨机衬板、推土机 铲刃等零件，也用在高炉料钟料斗、柴油机气门、排气机叶片等零件的堆焊。
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(五)高铬钢堆焊合金 属于半马氏体或马氏体高铬不锈钢。 合金脆性较大，堆焊时容易产生裂纹，所以一般预热 300400℃。主要应用于耐磨和耐蚀零件堆焊，如阀座、水轮机 叶片耐气蚀等。 w(C)>1％的高铬钢堆焊金属属于莱氏体钢 ( 如 Crl2 型 ) 。耐 磨性更高，但脆性更大，容易产生裂纹，一般应预热 400550℃。主要应用于冷冲模、切边模及拉伸模等冷变形模具。 (六)奥氏体高锰钢和奥氏体铬锰钢堆焊合金 具有较高的韧性和在冲击磨料磨损条件下表面冷变形硬化 的特性。焊接性优良，适用于水轮机耐气蚀堆焊和中温高 压阀门密封面的堆焊。
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(七)奥氏体铬镍钢堆焊合金
这类钢的突出特点是耐腐蚀性强、抗氧化和热强 性好，而耐磨料磨损不高，所以主要用在化工、 石油等的耐腐蚀、耐热零件表面堆焊上。 这些堆焊合金在高中压阀门密封面上应用很广。 (八)高速钢堆焊合金 具有较高的热硬性和耐磨性；易产生裂纹；一般 预热400℃左右。这类钢主要用于堆焊各种切削刀 具、剪刀等。
（ 1 ）在要求最大耐磨料磨损能力时应选用碳化钨堆焊合金。 （ 2 ）当工作条件中伴有冲击的磨料磨损时，根据冲击载荷 递增的顺序分别选用合金铸铁、马氏体钢、奥氏体高锰钢， 而价廉的马氏体钢用得比较普遍。 （ 3 ）在腐蚀介质的条件下工作时，常选用不锈钢、铜基合 金和镍基合金。 （ 4 ）当同时存在腐蚀和磨损时，要求使用钴基合金或镍基 合金。
这类堆焊合金具有良好的耐腐蚀性和低的摩擦系数，适用于堆 焊轴承等金属一金属问摩擦磨损零件和耐腐蚀零件。常常在钢 和铸铁上堆焊制成双金属零件或修复旧件。铜基合金不宜在磨 料磨损和温度超过200℃的条件下工作。常用的堆焊合金有铝青 铜、锡青铜、硅青铜等，有时也用白铜、黄铜和纯铜进行堆焊。
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二、堆焊合金的选用原则 1. 总体而言： 满足使用条件的要求和经济的合理性是主要原则，而工件的 材料、批量以及拟采用的堆焊方法也必须考虑。 2. 堆焊金属合金成分的选用原则是什么？
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8.3 堆焊方法的特点
选择堆焊方法时，应着重考虑哪些内容？ 1)保证较低的稀释率。 2)具有较高的熔敷率。 3)焊件尺寸、形状复杂程度和批量大小。 4)力求降低成本。
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一、氧乙炔焰堆焊 操作简便、灵活，成本低，得到广泛采用；缺点是生产率低，劳动强度 大，故适宜于堆焊较小的零件，如内燃机阀门、油井钻头牙轮、农机零 件等。 堆焊时一般填充合金铸铁、钴基合金、铜基合金等类型的实芯焊丝或 WC(碳化钨）管状焊丝。 二、焊条电弧堆焊 1、特点：设备简单、机动灵活、成本低，目前仍是一种主要的堆焊工 艺。它的缺点是生产率低、稀释率较高、不易获得薄而均匀的堆焊层， 劳动条件较差。 2、焊条电弧堆焊要注意哪些问题？ 1)正确选择堆焊焊条； 2)防止堆焊层和热影响区的裂纹； 3)防止堆焊层硬度不符合要求； 4)防止堆焊零件变形； 5)提高堆焊效率。
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六、电渣堆焊
1、特点：电渣堆焊的熔敷率最高，堆焊后需进行热处理。 2、主要用于：需要较厚的堆焊层，堆焊表面形状比较简单的大、中型零件。 电渣堆焊可采用实芯焊丝、管状焊丝、板极或带极等进行堆焊。
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七、热喷涂 1、热喷涂：是采用各种热源使涂层材料加热至熔化或半熔化状态，然后用调整气体 使涂层材料分散细化并调整撞击到基体表面形成涂层的工艺过程。
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(十一)碳化钨（WC）堆焊合金 ：
最适合于带有轻度或中等冲击的强烈磨料磨损条件下工作。如在石油钻井设 备、推土机刀刃、犁铧等零件上获得广泛的应用。需要注意的是，合金脆性 较大，容易产生裂纹，因此对结构复杂零件应进行预热。
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(十二)钴基堆焊合金： 在各种堆焊合金中，钴基合金的综合性能最好，有很高的热硬性、抗腐 蚀、抗冲击、抗热疲劳、抗氧化和耐金属一金属间磨损等优良性能。 含碳、钨较低的钴基合金，主要用于受冲击、高温、腐蚀、磨料磨损零 件上堆焊。如高温高压阀门、热剪切刀刃、热锻模、热轧孔型等。 含碳、钨较高的钴基合金，主要用于受冲击较小，受强烈磨料磨损、受 热、受腐蚀的零件堆焊。如牙轮钻头轴承、锅炉的旋转叶片、螺旋送料机、 燃汽轮机的叶片等。 这类合金容易形成冷裂纹或结晶裂纹，因此在堆焊时应进行200-500℃ 预热，对含碳较高的合金需要选择较高的预热温度。等离子弧堆焊时不用预 热。