堆焊讲义完整版..
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堆焊讲义完整版资料
堆
焊 合 金 钴基合金
低合金钢 钴基、镍基合金
高合金铸铁
碳化物 高合金锰钢 钴基合金 钴基合金 钴基、镍基合金
堆焊合金的选择原则
使用要求 经济性
工艺
选择堆焊合金的步骤
分析工作条件
堆焊层的要求
选择堆焊合金、堆焊方法
分析堆焊合金与基材的相容性
实验分析
确定最后方案ຫໍສະໝຸດ 堆焊金属合金化 合金的过渡形式
铜基合金
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
铜基合金缺点
铜合金耐磨粒磨损和耐高温蠕变的能力差，且受硫
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℃）
拉弗斯相
钴基合金
耐蚀性
耐热性 抗黏着磨损
经济性
镍基合金
Ni-Cr-B-Si系
Ni-Cr-Mo-W
Ni-Cr-Mo-C
Ni-Mo-F（Ni-20Mo-20Fe）
铜基合金
分类
青铜
特性
Cu-Sn Cu-Al Cu-Si
堆焊技术培训ppt课件
• ②焊条的选用 • ③电源种类和极性 • ④焊条直径及焊接电流 • ⑤堆焊层数
➢规范参数
• 包括焊条选择，焊条直径，堆焊电流，堆 焊速度，零件的预热温度等。
堆焊层 <
径/mm
》1.5 堆焊层 1 数
5~6 堆焊电 80~ 流/A 100
1~2 2以上
140~20 180~24
0
0
➢堆焊质量及常见缺陷的预防措施
• ①堆焊质量 • (a)防止焊缝层金属开裂 进行焊前预热和焊后缓冷 • (b)防止堆焊层金属的硬度不符合要求 • (c)防止堆焊件变形 • (d)提高堆焊效率
➢电弧堆焊
• ②常见缺陷及预防措施 • (a)气孔 主要是焊前处理和堆焊工艺参数的影响。 • (b)裂纹 主要受基体材料处理和工艺参数的影响。 • (c)夹渣的未焊透 主要是由工艺参数不稳定和操作不当引
➢埋弧堆焊工艺及参数
• ②电弧电压的影响 影响熔滴过渡、金属飞溅及焊道宽度的重 要参数，特别是细焊丝埋弧堆焊对工作电 压比较敏感。
➢埋弧堆焊工艺及参数
➢埋弧堆焊特点
• ①堆焊层金属质量稳定，焊缝成形好。 • ②生产率高，过程是连续的，易实现机械化和自动化。 • ③劳动条件好，消除弧光危害，减少金属飞溅和有害气体
析出。
➢埋弧堆焊工艺及参数
• ①堆焊电流 h=KI 式中，h为熔深，mm;K为比例系数，mm/A;I为堆焊电流， A。 通常K=0.01~0.02；对于自动焊的船形位置焊和开破口对接 焊，K=0.015~0.002；对于不开坡口的对接焊，取 K=0.01~0.015；对于自动焊，K=0.01.
➢ 熔渣分类： ➢ 第一类是氧化性熔渣，用来焊接低碳钢和低碳合金钢。 ➢ 第二类是盐-氧化物型渣，主要用来焊接高合金钢。 ➢ 第三类是盐类渣，主要用于焊接铝、钛等金属及合金。
➢规范参数
• 包括焊条选择，焊条直径，堆焊电流，堆 焊速度，零件的预热温度等。
堆焊层 <
径/mm
》1.5 堆焊层 1 数
5~6 堆焊电 80~ 流/A 100
1~2 2以上
140~20 180~24
0
0
➢堆焊质量及常见缺陷的预防措施
• ①堆焊质量 • (a)防止焊缝层金属开裂 进行焊前预热和焊后缓冷 • (b)防止堆焊层金属的硬度不符合要求 • (c)防止堆焊件变形 • (d)提高堆焊效率
➢电弧堆焊
• ②常见缺陷及预防措施 • (a)气孔 主要是焊前处理和堆焊工艺参数的影响。 • (b)裂纹 主要受基体材料处理和工艺参数的影响。 • (c)夹渣的未焊透 主要是由工艺参数不稳定和操作不当引
➢埋弧堆焊工艺及参数
• ②电弧电压的影响 影响熔滴过渡、金属飞溅及焊道宽度的重 要参数，特别是细焊丝埋弧堆焊对工作电 压比较敏感。
➢埋弧堆焊工艺及参数
➢埋弧堆焊特点
• ①堆焊层金属质量稳定，焊缝成形好。 • ②生产率高，过程是连续的，易实现机械化和自动化。 • ③劳动条件好，消除弧光危害，减少金属飞溅和有害气体
析出。
➢埋弧堆焊工艺及参数
• ①堆焊电流 h=KI 式中，h为熔深，mm;K为比例系数，mm/A;I为堆焊电流， A。 通常K=0.01~0.02；对于自动焊的船形位置焊和开破口对接 焊，K=0.015~0.002；对于不开坡口的对接焊，取 K=0.01~0.015；对于自动焊，K=0.01.
➢ 熔渣分类： ➢ 第一类是氧化性熔渣，用来焊接低碳钢和低碳合金钢。 ➢ 第二类是盐-氧化物型渣，主要用来焊接高合金钢。 ➢ 第三类是盐类渣，主要用于焊接铝、钛等金属及合金。
材料科学堆焊基础知识PPT教案
（一）堆焊合金的选用原则
1. 满足零部件在工作条件下的使用 性能要求；
2. 具有良好的焊接性能； 3. 堆焊的经济性。
第38页/共132页
四、堆焊合金的选用
（二）堆焊合金的选择步骤
1. 分析工作条件； 2. 根据一般规律列出几种可供选择的堆焊合金； 3. 分析待选堆焊合金与基体材料的相容性，初步选定堆焊合金和拟
牌号 D00×～09× D10×～24× D25×～29× D30×～49× D50×～59× D60×～69× D70×～79× D80×～89× D90×～99×
第45页/共132页
2．堆焊焊条型号的编制 方法
根据GB/T984—2001《堆焊焊条》标准规定，堆 焊焊条型号按熔敷金属化学成分及药皮类型划分。 其编制方法如下：
能够根据工件的材质、服役条 件和性能要求第7页选/共13择2页 合理的堆焊 工艺方法，并编制出工艺流程。
综合知识模块一
堆焊技术概述
第8页/共132页
能力知识点1 堆焊技术的特点及分类
原理 分类 特点
第9页/共132页
1.1 什么是堆焊
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。
第28页/共132页
根据堆焊合金的主要成分可划 分来自：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 钴基合金
第29页/共132页
1.铁基堆焊合金
C是铁基堆焊合金中最重要的合金元素 Cr、Mo、W、Mn、V、Ni、Ti、B （1）对基体有影响 （2）Cr、Mo、W、V使堆焊层有较好的高
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，改 进产品设计，尤其对合理使用材料（特别是贵重金属）具有重要 意义。
1. 满足零部件在工作条件下的使用 性能要求；
2. 具有良好的焊接性能； 3. 堆焊的经济性。
第38页/共132页
四、堆焊合金的选用
（二）堆焊合金的选择步骤
1. 分析工作条件； 2. 根据一般规律列出几种可供选择的堆焊合金； 3. 分析待选堆焊合金与基体材料的相容性，初步选定堆焊合金和拟
牌号 D00×～09× D10×～24× D25×～29× D30×～49× D50×～59× D60×～69× D70×～79× D80×～89× D90×～99×
第45页/共132页
2．堆焊焊条型号的编制 方法
根据GB/T984—2001《堆焊焊条》标准规定，堆 焊焊条型号按熔敷金属化学成分及药皮类型划分。 其编制方法如下：
能够根据工件的材质、服役条 件和性能要求第7页选/共13择2页 合理的堆焊 工艺方法，并编制出工艺流程。
综合知识模块一
堆焊技术概述
第8页/共132页
能力知识点1 堆焊技术的特点及分类
原理 分类 特点
第9页/共132页
1.1 什么是堆焊
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。
第28页/共132页
根据堆焊合金的主要成分可划 分来自：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 钴基合金
第29页/共132页
1.铁基堆焊合金
C是铁基堆焊合金中最重要的合金元素 Cr、Mo、W、Mn、V、Ni、Ti、B （1）对基体有影响 （2）Cr、Mo、W、V使堆焊层有较好的高
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，改 进产品设计，尤其对合理使用材料（特别是贵重金属）具有重要 意义。
第1章 堆 焊
堆焊基础知识随着科学技术的进步，各种产品、机械装备正向大型化、高效率、高参数的方向发展，对产品的可靠性和使用性能要求越来越高。
材料表面堆焊作为焊接技术的一个分支，是提高产品和设备性能、延长使用寿命的有效技术手段。
堆焊是用焊接方法在金属材料或零件表面上熔敷一层有特定性能的材料的工艺过程。
第一节堆焊的特点及应用一、堆焊的特点堆焊的物理本质、热过程、冶金过程以及堆焊金属的凝固结晶与相变过程，与一般的焊接方法相比是没有什么区别的。
然而，堆焊主要是以获得特定性能的表层、发挥表面层金属性能为目的，所以堆焊工艺应该注意以下特点：1.根据技术要求合理地选择堆焊合金类型被堆焊的金属种类繁多，所以，堆焊前首先应分析零件的工作状况，确定零件的材质。
根据具体的情况选择堆焊合金系统。
这样才能得到符合技术要求的表面堆焊层。
2.以降低稀释率为原则，选定堆焊方法由于零件的基体大多是低碳钢或低合金钢，而表面堆焊层含合金元素较多，因此，为了得到良好的堆焊层，就必须减小母材向焊缝金属的熔入量，也就是稀释率。
3.堆焊层与基体金属间应有相近的性能由于通常堆焊层与基体的化学成分差别很大，为防止堆焊层与基体间在堆焊、焊后热处理及使用过程中产生较大的热应力与组织应力，常要求堆焊层与基体的热膨胀系数和相变温度最好接近，否则容易造成堆焊层开裂及剥离。
4.提高生产率由于堆焊零件的数量繁多、堆焊金属量大，所以应该研发和应用生产率较高的堆焊工艺。
总之，只有全面考虑上述特点，才能在工程实践中正确选择堆焊合金系统与堆焊工艺，获得符合技术要求的经济性好的表面堆焊层。
二、堆焊的应用堆焊工艺是焊接领域中的一个重要分支，它在矿山、电站、冶金、车辆、农机等工业部门的零件修复和制造中都有广泛的使用。
其主要用途有以下两个方面：1.零件修复由于零件常因为磨损而失效，例如石油钻头、挖掘机齿等，可以选择合适的堆焊材料对其进行修复，使其恢复尺寸和进一步提高其性能。
而且用堆焊技术进行修复比制造新零件的费用低很多，使用寿命也较长，因此堆焊技术在零件修复中得到广泛。
焊接工艺课件-焊条电弧焊横位板堆焊
注意清渣
及时清理焊接过程中产生的熔渣，防止夹渣 等缺陷的产生。
质量检查
检查焊缝外观
进行无损检测
进行强度试验
观察焊缝表面是否平整、 光滑，有无气孔、夹渣、
咬边等缺陷。
采用X射线、超声波等方 法对焊缝进行无损检测，
确保无内部缺陷。
对焊接完成的部件进行 强度试验，检查其承载
能力和稳定性。
记录检测结果
对检测结果进行记录和 分析，以便对焊接工艺
发展
随着新材料和工业技术的不断进 步，焊条电弧焊技术也在不断创 新和改进，以提高焊接效率和焊 接质量。
应用领域
01
02
03
04
建筑行业
钢结构、钢筋等建筑材料的焊 接。
机械制造业
各种机械零件的焊接，如压力 容器、管道等。
造船业
船体结构的焊接，如船壳、甲 板等。
汽车制造业
汽车零部件的焊接，如车架、 发动机等。
夹渣
总结词
夹渣是由于焊接过程中熔渣混入熔池，在焊缝中形成固体颗粒的夹杂物。
详细描述
夹渣的存在会降低焊缝的韧性和塑性，影响焊接接头的质量。为了防止夹渣的 产生，需要在焊接过程中采取一系列措施，如选用合适的焊接电流和焊接速度， 避免过度搅拌熔池，及时清理焊缝表面的熔渣等。
未熔合与未焊透
总结词
未熔合是指焊缝金属与母材之间未完全熔合在一起的现象； 未焊透是指焊接接头未能完全穿透母材，导致焊缝截面减小 、接头强度降低的现象。
焊接速度与线能量选择
总结词
焊接速度和线能量是相互关联的因素， 通过调整它们可以控制焊接热输入和熔 池形态，从而影响焊接质量和效率。
VS
详细描述
焊接速度越快，线能量越小，热输入越少 ；反之，焊接速度越慢，线能量越大，热 输入越多。在横位板堆焊中，应根据母材 厚度、焊条直径和堆焊要求等因素选择合 适的焊接速度和线能量。通过调整焊接速 度和线能量，可以获得良好的堆焊效果， 同时避免出现裂纹、气孔等焊接缺陷。
及时清理焊接过程中产生的熔渣，防止夹渣 等缺陷的产生。
质量检查
检查焊缝外观
进行无损检测
进行强度试验
观察焊缝表面是否平整、 光滑，有无气孔、夹渣、
咬边等缺陷。
采用X射线、超声波等方 法对焊缝进行无损检测，
确保无内部缺陷。
对焊接完成的部件进行 强度试验，检查其承载
能力和稳定性。
记录检测结果
对检测结果进行记录和 分析，以便对焊接工艺
发展
随着新材料和工业技术的不断进 步，焊条电弧焊技术也在不断创 新和改进，以提高焊接效率和焊 接质量。
应用领域
01
02
03
04
建筑行业
钢结构、钢筋等建筑材料的焊 接。
机械制造业
各种机械零件的焊接，如压力 容器、管道等。
造船业
船体结构的焊接，如船壳、甲 板等。
汽车制造业
汽车零部件的焊接，如车架、 发动机等。
夹渣
总结词
夹渣是由于焊接过程中熔渣混入熔池，在焊缝中形成固体颗粒的夹杂物。
详细描述
夹渣的存在会降低焊缝的韧性和塑性，影响焊接接头的质量。为了防止夹渣的 产生，需要在焊接过程中采取一系列措施，如选用合适的焊接电流和焊接速度， 避免过度搅拌熔池，及时清理焊缝表面的熔渣等。
未熔合与未焊透
总结词
未熔合是指焊缝金属与母材之间未完全熔合在一起的现象； 未焊透是指焊接接头未能完全穿透母材，导致焊缝截面减小 、接头强度降低的现象。
焊接速度与线能量选择
总结词
焊接速度和线能量是相互关联的因素， 通过调整它们可以控制焊接热输入和熔 池形态，从而影响焊接质量和效率。
VS
详细描述
焊接速度越快，线能量越小，热输入越少 ；反之，焊接速度越慢，线能量越大，热 输入越多。在横位板堆焊中，应根据母材 厚度、焊条直径和堆焊要求等因素选择合 适的焊接速度和线能量。通过调整焊接速 度和线能量，可以获得良好的堆焊效果， 同时避免出现裂纹、气孔等焊接缺陷。
带极堆焊的技术ppt课件
焊接速度与稀释率的关系(ESW)
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
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
第5章 堆焊技术
高铬锰
− 镍铬奥氏体钢堆焊合金
（1）Fe基堆焊合金
奥氏体钢堆焊合金
− 高锰奥氏体钢堆焊合金 − 铬锰奥氏体钢堆焊合金 − 镍铬奥氏体钢堆焊合金
如18-8型和25-20型等不锈钢 具有很高的耐腐蚀、耐高温氧化性能、热强性也好 耐磨性较差 主要用于化工容器和阀门密封面的堆焊
（1）Fe基堆焊合金
5.1.2堆焊层的形成与控制
内应力
− 堆焊应用的成功与否有时取决于内应力的大小。 − 由于堆焊操作而产生的残余应力叠加或抵消使用过程中产 生的应力，因而加大或减少堆焊层开裂的倾向。 − 为减少残余应力，除了采取必要的预热、缓冷等工艺措施， 还可从减少堆焊金属与基材的线膨胀系数差、增设过渡层、 改进堆焊金属的塑形来控制。
硬度较低，耐腐蚀性高，主要用于耐腐蚀零件堆焊
（4）Cu基堆焊金属
分为纯铜、黄铜、青铜和白铜四种。 形式有焊条、焊丝和堆焊用的带极。 有较好耐大气、耐海水和耐各种酸碱溶液的腐蚀， 耐气蚀和金属间磨损的性能 常用于铁基材料为母体的双金属零件的制备或磨损 工件的修补 主要用于轴瓦、低压阀门密封面等零件的堆焊
珠光体钢堆焊合金
− C含量0.25%以下，合金元素以Mn、Cr、Mo、Si为主， 总质量分数5%以下。 − 自然冷却条件下，得到珠光体组织，有时也会出现少量索 氏体和奥氏体 − 硬度较低，冲击韧性高、可焊性好 − 主要用来修复被磨损的零件，如轴类和辊子等 − 有时也在堆焊高耐磨材料时做打底焊，起恢复尺寸和过渡 层的作用
洛阳理工学院材料成型与控制工程
第5章 堆焊技术
教材： 《材料表面工程技术》李慕勤 化学工业出版社
5.1堆焊的基本概念 5.2堆焊材料的类型与选择 5.3堆焊方法 5.4堆焊技术的应用
核级阀门密封面堆焊讲义
EDCoCr-A
—
—
≤2.0
≤2.0
≤5.0
余量
EDCoCr-B
—
—
≤2.0
≤2.0
≤5.0
余量
EDCoCr-C
—
—
≤2.0
≤2.0
≤5.0
余量
EDCoCr-D
0.20～ 0.50
23.0～ 32.0
11.0～ 14.0
—
—
≤2.0
≤2.0
≤5.0
余量
3 钴基合金的主要性能 3.2 钴基合金的常温和高温硬度
C
Cr
W
Ni
Mo
Mn
Si
Fe
Co
21级
0.20～ 0.30 0.7～ 1.4 1.0～ 1.7
25.0～ 29.0 25.0～ 32.0 25.0～ 32.0
≤0.5
1.75～ 3.5
4.8～ 6.1
≤1.2
≤2.0
≤5.0
余量
6级
3.0～ 6.0 7.0～ 9.5
≤3.0
≤1.0
≤2.0
≤2.0
≤5.0
(RCC-M S8000)
材料等级 硬度（HRC）
6级 38～50
12 级 44～54
21 级 26～40
3 钴基合金的主要性能
表10 堆焊层金属的常温硬度 （GB 984）
焊条型号
EDCoCr-A
EDCoCr-B 44
EDCoCr-C 53
EDCoCr-D 28~35
硬 度 （ HRC ） 40
阀门在工况使用条件下，有时介质中会含有一定量泥砂、金属氧化物。 在阀门关闭时，脏物有时挤入密封面内，如脏物有一定的硬度，就会使 密封面形成压痕，产生垫伤。如两密封面相互移动，脏物就会象切刀一 样划伤密封面。
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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
焊条电弧堆焊工艺
堆焊前工件表面需要清理 焊条的选择及烘干 工艺参数的选择 预热保温和层间温度的控制
韧性和耐磨性配合好 经济性好 金相组织：珠光体、奥氏体、马氏体和合金铸 铁组织等
合金名称
成分
组织
性能
用途
珠光体合金
马氏体合金
<5%
0.1%~1 % Cr和Mn 含量高 C Mn含 量比高 Mn钢低 W Ni Mo
珠光体
马氏体
硬度低，耐蚀性差
打底层， 过渡层
硬度，耐磨性较高， 抗金属间 韧性和抗冲击性能 磨合，工 低 具钢堆焊 冲击的高应力磨粒 磨损，受冲击表层 硬度提高 中高应力磨粒磨损 破碎机颚 板，铲斗 滚柱轴承 铲斗 矿山机械 粉碎机辊
热循环
热应力
基材
堆焊技术的应用特性
适用于高应力交变载荷的工况条件
堆焊技术的应用特性
可获得多种性能的堆焊层
堆焊层厚度2~30mm 熔敷率高
设备简单
堆焊材料及其应用
铁基合金
钴基合金 镍基合金
铜基合金
碳化物
选择堆焊合金的原则
铁基合金
特点：性能变化范围广
堆
焊 合 金 钴基合金
低合金钢 钴基、镍基合金
高合金铸铁
碳化物 高合金锰钢 钴基合金 钴基合金 钴基、镍基合金
堆焊合金的选择原则
使用要求 经济性
工艺
选择堆焊合金的步骤
分析工作条件
堆焊层的要求
选择堆焊合金、堆焊方法
分析堆焊合金与基材的相容性
实验分析
确定最后方案
堆焊金属合金化
合金的过渡形式
埋弧自动堆焊
特点
性能好提高修复零件
的疲劳强度 劳动条件好 埋弧堆焊都是机械化、自动化生产，生产率 高
化物和铵盐的腐蚀
铜基合金焊接工艺
TIG
MIG 手工电弧焊
碳化物
成分：碳化钨颗粒分布于金属基体
使用：不能够直接堆焊（电流作用分解）
碳化钨种 类
组织和性能
制造方法
WC+W2C共晶，呈不 规则粒状和球状。硬 铸造碳化 度高、耐磨性好，但 钨 脆性大，抗高温氧化 性差 呈不规则粒状和球状。 硬度高、耐磨性好， 烧结碳化 脆性大小视粘结剂钴 钨 的多少；高钴型韧性 好，低钴型脆性大， 但抗高温氧化性好
铜基合金
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
铜基合金缺点
铜合金耐磨粒磨损和耐高温蠕变的能力差，且受硫
表面工程技术
目录
堆焊 热浸镀
堆焊
概述
堆焊材料及其应用 堆焊金属合金化
堆焊方法
概述
基本概念
堆焊技术的应用特性
基本概念
堆焊
表面处理 焊接技术
基本概念
堆焊层
稀释率
W B
基材
稀释率=[B/(W+B)]X100%
堆 焊 方 法 手工送丝 自动送丝 粉末堆焊
稀释率 （%） 1～10 1～10 1～10
拉弗斯相
钴基合金
耐蚀性
耐热性 抗黏着磨损
经济性
镍基合金
Ni-Cr-B-Si系
Ni-Cr-Mo-W
Ni-Cr-Mo-C
Ni-Mo-F（Ni-20Mo-20Fe）
铜基合金
分类
青铜
特性
Cu-Sn Cu-Al Cu-Si
铜基合 紫铜 金 黄铜
白铜
纯铜
Cu-Zn Cu-Ni
熔敷速度 /（㎏/h） 0.5～1.8 0.5～6.8 0.5～1.8
最小堆焊厚 度 /mm 0.8 0.8 0.2
熔敷效率 （%） 100 100 85～95
氧乙炔火焰堆焊
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 单 丝 多 丝 串联电弧 单带极 多带极 自动送粉 手工送粉 自动送丝 双热丝
3.2
2.4 3.2 3.2 3.2 4.8 4.8 3.0 4.0 0.25 2.4 2.4 2.4 15
65
98～100 90～95 80～85 95 95 95 95 95 85～95 98～100 98～100 98～100 95～100
埋弧堆焊
等离子弧堆 焊
电渣堆焊
基本概念
堆焊层
W B
熔合区
耐磨奥氏体 合金 耐磨双相中 锰合金 高合金铸铁
奥氏体
A+M10 % M A+Le+ M
耐磨，耐蚀性好， 不耐冲击
钴基合金
钴基堆焊合金又称司太立（ Stellite）合
金，以Co为主要成分，加入Cr、W、C 等元素
堆焊层金相组织：奥氏体＋共晶组织
分类
强化相
Co-Cr-W-C系
M7C3相
Co-Mo-Cr-Si系