四种堆焊类型
压力容器表面堆焊
压力容器表面堆焊一、分类（1）按电极种类分：1、实芯焊丝自动钨极氩弧堆焊（Auto T1G ）。
2、药芯焊材CO2 气体保护堆焊（FCAW）。
3、焊条电弧堆焊（SMAW ）。
4、带极堆焊。
5、双极埋弧自动焊（SAW）。
（2）带极堆焊分类1按堆焊原理分类：分为带极埋弧堆焊（SAW）和带极电弧堆焊（ESW）2、按堆焊层数分：单层堆焊和双层堆焊。
3、按堆焊速度分：普通速度堆焊和高速带极堆焊。
（2）按堆焊材料分类1、碳钢和低合金钢堆焊。
2、不锈钢（奥氏体不锈钢和双相不锈钢）堆焊。
3、镍基合金堆焊。
4、硬质合金堆焊。
、带极堆焊1）带极堆焊的特点1、效率高、熔化速度大、一次对焊硬度可达4~6mm。
2、熔深浅、稀释率较小。
3、焊道表面平整光滑美观，一般不需加工。
4、节省焊剂，理论上焊剂与带极堆焊的熔化比率是0.4~0.5，大的是钨极堆焊的1/2。
实际上考虑到浪费的问题，焊剂与钢带的消耗比例是0.7~0.8。
5、变形小、由于输入母材的单位面积热量相对较少。
6、熔炼型焊剂比烧结型焊剂堆焊熔深大。
2）带极堆焊中的焊接工艺参数1、钢带牌号及尺寸规格、焊剂牌号。
2、焊接电流、焊接电压、焊接速度、。
其中焊接电流对稀释率的影响小，而焊接速度影响大。
3、钢带的干伸长度。
4、搭接容易。
5、堆焊厚度。
（3）电渣堆焊：1、定义：利用电流通过熔渣所产生的电阻热来熔化焊剂、焊带、母材，形成堆焊金属，这种对焊技术的方法就称之为带极电渣堆焊。
2、特点：与带极埋弧堆焊相比。
①熔深浅：由于母材是通过熔渣接受热量，而不是像埋弧自动焊那样电极与母材间产生电弧，所以母材不可能得到大的熔深。
电渣堆焊的熔深一般小于1 mm。
②稀释率小：稀释率如何计算？假定焊接过程中没有任何损耗。
X W=X B. s +X D（1- S ）%Xw——某元素在焊缝金属中的含量。
X B——某元素在母材金属中的含量。
X D——某元素在焊带金属中的含量。
S -----稀释率。
以Ni举例说明：由于Ni B=O. 得出S =（Ni D-Ni w）/ Ni D对电渣堆焊而言，最小稀释率可达5%。
堆焊
堆焊作为材料表面改性的一种经济而快速的工艺方法，越来越广泛地应用于各个工业部门零件的制造修复中。
为了最有效地发挥堆焊层的作用，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。
简介duī hàn用电焊或气焊法把金属熔化，堆在工具或机器零件上的焊接法。
通常用来修复磨损和崩裂部分。
英文： overlay welding概述应用目前，生产中采用的堆焊方法非常多，现将几种堆焊方法的稀释率和熔敷速率对比如[表] 所示。
几种堆焊方法特点比较堆焊方法稀释率（%）熔敷速度（kg/h）埋弧堆焊单丝 30～60 4.5～11.3多丝 15～25 11.3～27.2串联电弧 10～25 11.3～15.9单带极 10～20 12 ～ 36多带极 8～15 22 ～ 68等离子弧堆焊自动送粉 5～15 0.5～6.8手工送丝 5～15 0.5～3.6自动送丝 5～15 0.5～3.6双热丝 5～15 13～27熔化极气体保护电弧堆焊其中：自保护电弧堆焊 10～40 0.9～5.415～40 2.3～11.3带极电渣堆焊 10～14 15～75从表3可看出，带极堆焊有较高的熔敷速度，等离子弧堆焊有较低的稀释率。
近年来，在此基础上，研究工作者进一步开发了既高效又低稀释率的先进的带极堆焊技术和等离子弧堆焊技术。
冷焊堆焊技术冷焊堆焊技术是利用高频电火花放电原理，对工件进行无热堆焊，来修补金属工件的表面缺陷与磨损，能保证工件的完好性；也可以利用其强化功能对工件进行强化处理，实现工件的耐磨性、耐热性、耐蚀性等。
冷焊堆焊设备对金属制品工件修补后不变形、不退火、溶接强度高、抗耐磨。
可通过金相、拉伸及硬度测试，同时焊材与基体的冶金结合保证了焊接的牢固性。
常用于精密铸件的针孔、气孔、毛刺、飞边、磕碰、划伤、崩角、塌角、砂眼、裂纹、磨损、内陷、制造错误、制造缺陷、焊接缺陷的修复与机械表面强化。
堆焊
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
各种堆焊对比
1.等离子转移弧堆焊等离子转移弧堆焊硬面装置是利用电弧电离气体在压缩电弧区形成物质第四态“等离子体”作为热源（负极），合金粉末（堆焊材料）通过等离子弧区输送到工件（正极）表面建立熔池，并快速冷却形成金相组织均一与工件呈冶金结合的合金焊层的先进设备。
等离子转移弧堆焊的优点（1）弧柱区温度高，电流密度、堆焊线能量大；保证在高堆焊速度条件下，能形成与基体呈冶金结合，金相组织均一的焊层。
（2）热影响区小：基体材料机械强度损失少，对高合金基材，焊后残余应力和焊后开裂倾向小。
（3）焊层晶粒细化，呈树枝状：相同堆焊材料，PTA 工艺焊层耐磨性高。
（4）焊层稀释率低：焊层稀释率与氧－乙炔工艺相当，比惰性气体钨极焊TIG （GTA）要低，稀释率的高低对常温硬度、高温硬度和耐磨性都有显著影响。
（5）焊层平整，加工量小（省料、省工）（6）便于自动控制，适于大批量、多品种流水作业。
粉末等离子弧堆焊主要工艺指标（1）熔敷率：熔敷率是指单位试件内熔焊在工件上的合金粉末重量。
计量单位是：kg/h 或g/min 。
熔敷率越高则生产效率越高。
（2）粉末利用率：粉末利用率是指单位时间内，从焊枪送出的合金粉末量和熔敷金属重量之比，用百分数表示。
堆焊时，不可能使焊枪送出的合金粉末全部熔敷在工件上，部分粉末由于飞溅而未落入熔池，或以熔珠的形式而流失，并有少量粉末在堆焊过程中氧化，所以粉末利用率很难达到100％。
（3）冲淡率：冲淡率是指工件（基体金属）熔化后混入堆焊层，对堆焊合金的冲淡程度，即：冲淡率=焊层中基体金属总量/焊层合金总量，由于堆焊层成形较平整，熔深基本一致，因此，冲淡率还可以按下式表示：冲淡率~工件熔深/堆焊层厚度。
（4）堆焊层质量：堆焊层质量包括外观质量和内部质量。
外观质量指成形好坏，宏观上有无明显弧坑、缩孔、裂纹、缺肉等缺陷。
内部质量是指堆焊层内部有无气孔、夹渣、裂纹、未焊透等缺陷，微观组织结构的均匀性。
在冲淡率和堆焊质量符合要求的情况下，堆焊层的物理化学性能，如：硬度、耐磨性、耐蚀性、金相组织等主要取决于粉末合金材料的性能，而工艺规范的控制也会对焊层性能产生一定的影响。
常用堆焊工艺方法及特点
常用堆焊工艺方法及特点堆焊是一种材料表面改性的经济而又快速的工艺方法，为了有效发挥堆焊层的作用，希望堆焊方法有较小的母材稀释率，较高的熔敷速率和优良的堆焊层性能，即优质、高效、低稀释率的堆焊技术。
几乎任何一种焊接方法都可以用于堆焊，从最早使用的气焊堆焊、焊条电弧焊堆焊，到目前已发展了各种半自动、自动化的堆焊方法。
每种堆焊方法都各有其优缺点，常用堆焊方法特点如下：1. 焊条电弧焊堆焊具有设备简单、操作灵活、可达性好的优点，但是工件温度梯度大，易出现裂纹，且稀释率高，适用于小批量和不规则工件堆焊以及现场修复。
2. 钨极氩弧焊堆焊具有可见度好，堆焊层形状容易控制、电弧稳定、无飞溅、堆焊层质量优良，手工钨极氩弧焊堆焊工件吸热少，变形小等优点，自动钨极氩弧焊堆焊可获得更高质量的堆焊层，堆焊材料可以是实芯焊丝、药芯焊丝，但是堆焊效率低，适用于堆焊小的和形状复杂的工件。
3. 熔化极气体保护电弧堆焊可见度好，可半自动或全自动堆焊。
工艺规范直接影响稀释率，短路过渡熔深较浅，稀释率仅10%；喷射过渡时稀释率达40%，向熔池送入辅助填充金属，可以减少熔深，稀释率可降至3%-5%，且提高熔敷效率。
自保护药芯焊丝堆焊，焊丝伸出长度可加大，焊丝直径可用2.4mm，有利于提高熔敷效率。
4. 埋弧焊堆焊无飞溅、无电弧辐射，劳动条件好，外观成形光滑，易实现机械化、自动化。
可分为单丝、多丝、单带极、多带极埋弧堆焊。
大面积耐蚀堆焊中用得最多的是带极埋弧堆焊，比丝极埋弧堆焊具有更低的稀释率和更高的熔敷速率，带宽已从30mm发展至60mm、75mm甚至120mm的宽带极。
随着带宽的增加，设备必须有磁控装置，以防止由于磁偏吹引起的咬肉缺陷。
5. 电渣堆焊是利用导电熔渣的电阻热来熔化堆焊材料和母材的堆焊过程。
目前用得较多的是带极电渣堆焊，具有比带极埋弧堆焊高50%的生产效率和更低的稀释率（可控制在10%以下）及良好的焊缝成型，不易有夹渣等缺陷。
常用的堆焊操作方法
常用的堆焊操作方法
堆焊（Hardfacing）是一种在金属表面上添加耐磨、耐腐蚀或其他特殊性能的涂层或填充材料的焊接过程。
下面列举了几种常用的堆焊操作方法：
1.熔敷堆焊（FuseWelding）：这是最常见的堆焊方法之一。
在熔敷堆焊中，焊材以焊丝或焊条的形式添加到基材上，然后通过熔化焊材和基材来形成涂层。
这种方法可以使用多种焊接工艺，如手工电弧焊、气体保护焊等。
2.粉末堆焊（PowderWelding）：粉末堆焊是一种将金属粉末喷射到基材表面，并通过热源（如等离子弧或激光）将其熔化和熔合到基材上的堆焊方法。
这种方法适用于高温和高速应用，并可以实现较高的精度和微观组织控制。
3.硬面割弧堆焊（OpenArcHardfacing）：硬面割弧堆焊是一种在基材上使用割弧电弧焊进行堆焊的方法。
焊丝通过电弧进行熔化，并在电弧下落到基材表面时形成涂层。
这种方法操作简单、适用范围广，常用于重型设备的维修和耐磨涂层的制备。
4.激光堆焊（LaserHardfacing）：激光堆焊是利用激光束将焊材熔化并精确熔合到基材上的堆焊方法。
激光堆焊具有高能量密度、焊接速度快和热影响区小等优点，可以实现高精度、低热输入的涂层制备。
5.电弧喷涂堆焊（ArcSprayingHardfacing）：电弧喷涂堆焊是通过电弧喷涂设备将金属线材熔化并喷射到基材表面，形成涂层。
这种方法通常用于在大面积上进行涂覆，并能提供良好的附着力和涂层均匀性。
这些是常见的堆焊操作方法，根据具体的应用需求和工艺条件，可以选择适合的堆焊方法来实现所需的涂层性能和质量。
堆焊-
6.1.4 埋弧堆焊
埋弧自动堆焊过程：
6.1.4 埋弧堆焊
优点： ①焊缝层质量好，由于熔渣层对电弧空间的保护，减 少了堆焊层的氮、氢、氧含量。 ②埋弧堆焊层存在残余压应力，有利于提高修复零件 的疲劳强度。 ③埋弧堆焊在焊渣层下面进行，减少了金属飞溅，消 除了弧光对工人的伤害，有害气体少，改善劳动条 件。 ④埋弧堆焊都是机械化，生产率高。用于尺寸大，不 易变形的零件的表面强化与修复。
堆焊方法较其他表面处理方法的优点
(1)影响堆焊层性能的主要因素是堆焊层的 合金成分和组织性能。 (2)由于堆焊主要在于发挥堆焊层的特殊性 能，所以除修补零件可用相同或相近于基体 金属的焊接材料外，一般都使用具有特殊成 分和性能的焊接材料，所以堆焊又有异种材 料焊接的特点。
(3)为了保证堆焊层的特殊性能堆焊时要尽 量降低稀释率。 稀释率：表示堆焊焊缝中含有母材金属的百 分率。 (4)堆焊合金与基体金属的相变温度和膨胀 系数等物理性能要尽量接近。
6.1.6 电渣堆焊
电渣堆焊是利用电流通过液态熔渣所产生的 电阻热作为热源，将电极和焊件表面熔化， 冷却后形成堆焊层的工艺方法。 优点：熔敷率高、堆焊层气体含量低、质量 好； 缺点：堆焊处容易过热、需焊后热处理。
6.1.6 电渣堆焊
6.1.6 电渣堆焊工艺
①焊接电流 比埋弧焊高 ②焊接电压 影响焊道形状 ③焊接速度 速度增加，焊道厚度及宽度减 少。 ④熔池的外磁场控制 施加外磁场目的是解 决焊道两侧的咬边现象。 ⑤其他 焊带伸出长度、焊剂堆积高度和操 作中焊道的搭边量等对堆焊质量产生影响。
堆焊层 <1.5 厚度 /mm 焊条直 3.2 径 /mm
<5
》1.5
堆焊层 1 数 堆焊电 80~ 流/A 100
压力容器表面堆焊
压力容器表面堆焊一、分类（1）按电极种类分：1、实芯焊丝自动钨极氩弧堆焊（Auto T1G）。
2、药芯焊材CO2气体保护堆焊（FCAW）。
3、焊条电弧堆焊（SMAW）。
4、带极堆焊。
5、双极埋弧自动焊（SAW）。
(2)带极堆焊分类1、按堆焊原理分类：分为带极埋弧堆焊（SAW）和带极电弧堆焊（ESW）。
2、按堆焊层数分：单层堆焊和双层堆焊。
3、按堆焊速度分：普通速度堆焊和高速带极堆焊。
（2）按堆焊材料分类1、碳钢和低合金钢堆焊。
2、不锈钢（奥氏体不锈钢和双相不锈钢）堆焊。
3、镍基合金堆焊。
4、硬质合金堆焊。
二、带极堆焊（1）带极堆焊的特点1、效率高、熔化速度大、一次对焊硬度可达4~6mm。
2、熔深浅、稀释率较小。
3、焊道表面平整光滑美观，一般不需加工。
4、节省焊剂，理论上焊剂与带极堆焊的熔化比率是0.4~0.5，大的是钨极堆焊的1/2。
实际上考虑到浪费的问题，焊剂与钢带的消耗比例是0.7~0.8。
5、变形小、由于输入母材的单位面积热量相对较少。
6、熔炼型焊剂比烧结型焊剂堆焊熔深大。
（2）带极堆焊中的焊接工艺参数1、钢带牌号及尺寸规格、焊剂牌号。
2、焊接电流、焊接电压、焊接速度、。
其中焊接电流对稀释率的影响小，而焊接速度影响大。
3、钢带的干伸长度。
4、搭接容易。
5、堆焊厚度。
（3）电渣堆焊：1、定义：利用电流通过熔渣所产生的电阻热来熔化焊剂、焊带、母材，形成堆焊金属，这种对焊技术的方法就称之为带极电渣堆焊。
2、特点：与带极埋弧堆焊相比。
①熔深浅：由于母材是通过熔渣接受热量，而不是像埋弧自动焊那样电极与母材间产生电弧，所以母材不可能得到大的熔深。
电渣堆焊的熔深一般小于1 mm。
②稀释率小：稀释率如何计算？假定焊接过程中没有任何损耗。
X w=X B.δ+X D(1-δ)%X w-----某元素在焊缝金属中的含量。
X B-----某元素在母材金属中的含量。
X D-----某元素在焊带金属中的含量。
δ-----稀释率。
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四种堆焊类型
四种堆焊类型
堆焊是用焊接的方法将填充金属熔敷在基本材料表面，以获得特定的表层性能或表面尺寸的工艺过程，它是焊接领域的重要组成部分，也是近年来兴起的表面工程和再制造技术中的不可缺少的工艺方法。
根据堆焊的目的，可把它分为以下几种类型。
1) 耐磨层堆焊一般是在一个韧性好的母材上堆焊具有高耐磨性的材料，从而获得表层具有高的耐磨性，同时又具有优良综合性能的零部件，并可节省贵重金属，降低制造成本。
2) 耐蚀层堆焊或称包覆层堆焊一般在低合金钢或碳钢表面堆焊具
有耐腐蚀性的材料，往往要求该堆焊层完整光滑，能完全包住基材，且对堆焊层成分要求较严。
3）增厚层堆焊以增加或恢复零件尺寸为目的的堆焊层，堆焊层材料一般与母材相同。
4）隔离层堆焊或称过渡层堆焊在进行异种材料焊接或焊接具有特殊性能要求的材料时，为了防止母材的不良影响（包括成分影响、材料线膨胀系数不同的影响等）在母材表面或坡口边缘预先堆焊上一层或数层起隔离作用的堆焊层，以保证后续的焊接或堆焊层性能质量满足设计要求。