堆焊常识
堆焊的原理特点方法及应用
堆焊的原理特点方法及应用1. 堆焊的原理堆焊是一种将焊接材料堆积在工件表面，通过热源加热使其熔化并与工件表面融合的焊接方法。
其原理基于以下几个关键点：•熔化：堆焊过程中，通过高热源对堆积的焊接材料进行熔化。
•融合：熔化的焊接材料与工件表面进行融合，形成牢固的连接。
•金属冷却：焊接完成后，通过冷却使焊接部位达到稳定的结构和性能。
2. 堆焊的特点堆焊具有以下几个特点：•高温熔化：堆焊过程需要高温热源，一般使用电弧、激光、等离子等方法进行加热，以达到焊接材料的熔化点。
•大变形：堆焊过程中，焊接材料经过熔化和融合，会在工件表面形成一层比较厚的堆焊层，从而改变了工件的尺寸和形状。
•易控制：堆焊过程中，可以根据需要精确控制焊接材料的堆积量和位置，以满足工件表面的修复、增强或改善要求。
3. 堆焊的方法堆焊方法主要有以下几种：•弧焊堆焊：使用电弧进行热源加热，常用的弧焊堆焊方法有手工电弧焊、埋弧焊、氩弧焊等。
•激光堆焊：使用激光进行热源加热，通过激光束的聚焦和扫描完成焊接，具有高能量密度和高精度的特点。
•等离子堆焊：使用等离子进行热源加热，通过等离子电弧的高温和高能量，熔化堆积的焊接材料，并与工件表面进行融合。
•电阻堆焊：利用电阻热效应，将电流通过焊接材料和工件表面产生热量，并使其熔化和融合。
4. 堆焊的应用堆焊方法在工业领域中有广泛的应用，主要包括以下几个方面：•修复和增强：堆焊可用于修复磨损、腐蚀或破损的工件，如轴承座、轴颈等重要零部件的修复，并可以通过堆焊增加零件的使用寿命和强度。
•表面改性：通过堆焊可以改变工件表面的性能和特性，如抗磨损、抗腐蚀、耐高温等，从而提高工件的使用寿命和耐用性。
•零件制造：堆焊可用于制造特殊形状或特殊材料的零件，如合金、复合材料等，通过堆焊可以在基础材料上堆积所需的材料，以满足特定的使用要求。
•化工工业：堆焊在化工工业中应用广泛，如石油化工设备、管道、反应器等重要设备的修复、增强和防腐蚀。
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
第九章堆焊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。
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
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。
复合板焊条堆焊注意事项
复合板焊条堆焊注意事项复合板焊条堆焊是一种常用的堆焊方法，用于修复和加固各种复合板结构。
在进行复合板焊条堆焊时，需要注意以下几点：1.选择合适的焊条：复合板焊条堆焊常使用有特殊合金焊条，这种焊条具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，能够满足复杂工况下的使用要求。
在选择焊条时，需要根据实际工况和材料特性进行合理选择，确保焊接质量和性能。
2.准备焊接表面：在进行堆焊前，需要对焊接表面进行准备。
首先要清洁焊接表面，去除杂质、油污和腐蚀物，以确保焊条能够良好地和基材接触。
然后，根据焊接要求，进行必要的切割和加工，确保焊条能够充分熔化和融合。
3.控制焊接参数：焊接参数的选择对于焊接质量和性能至关重要。
在进行复合板焊条堆焊时，需要合理选择焊接电流、电压、焊接速度和焊接维持时间等参数，以保证焊接接头具有足够的强度和硬度。
同时，焊接参数的选择还需要考虑材料的热导率和热膨胀系数等因素，以避免焊接过程中产生裂纹和变形。
4.采用适用的焊接技术：复合板焊条堆焊可以采用多种焊接技术，如手工电弧焊、气体保护焊、激光焊等。
在选择焊接技术时，需要根据焊接要求和材料特性进行合理选择。
同时，还需要注意焊接过程中的操作技巧和注意事项，确保焊接接头的质量和性能。
5.进行质量检测和评估：焊接完成后，需要进行质量检测和评估，以确保焊接接头满足设计和使用要求。
常用的质量检测方法包括断口检测、金相检测、硬度检测等。
通过对焊接接头的质量进行评估，可以及时发现和纠正焊接过程中存在的问题，保证焊接质量和性能。
总之，复合板焊条堆焊是一种常用的修复和加固方法，在进行焊接时需要注意焊条的选择、焊接表面的准备、焊接参数的控制、焊接技术的选择以及焊后质量检测和评估。
通过合理的操作和管理，可以实现满足设计和使用要求的焊接接头。
堆焊简介
二、堆焊技术的分类
二、堆焊技术的分类
稀释率高，基体金属混入堆焊层中的量多,改变了堆焊合金 的化学成分,将直接影响堆焊层的固有性能。因此，堆焊时， 常希望获得较低的稀释率，以充分发挥堆焊合金性能，达 到预期目的。
三、堆焊技术的应用
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、冶金、动力机械、汽车、石油设备、化工设备，
当工艺参数不稳定时，易造成堆焊层合金的化学成分和性能发生波动
，同时不易获得薄而均匀的堆焊层。焊条电弧堆焊主要用于堆焊形状 不规则或机械化堆焊可达性差的工件。
六、常见堆焊方法
2、氧乙炔火焰堆焊
优点：可调整火焰能率，焊时熔深浅，母材熔化量少，能获得非常小的 稀释率。获得的堆焊层薄，表面平滑美观、质量良好。所用的设备简单，
一、堆焊概述
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。
磨气刨后的耐磨层 → 下机台 → 称重（厂方确认） → 上机台 → 磨
耗测量 → 加热基体（局部） → 焊补过渡层第一道，检测牢固度 → 焊补过渡层第一面，检测牢固度 → 停止加热并冷却 → 堆焊耐磨层
→ 进行堆焊至原尺寸 → 下机台，整修，防锈处理 → 假安装，上漆
再检验尺寸 → 秤重，包装
八、成本分析
堆焊
时 间： 2012-9-19~20
一、堆焊概述
1、什么是堆焊
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堆焊常识
2020年5月18日
24.为得到稀释率小，成形好的堆焊层，堆焊电流与电弧电压应有良好的配合（正常）25.直流电流会对人体有伤害，男性平均摆脱电流为76,mA（正确）
30.堆焊速度可间接地影响堆焊焊缝的成形（错误）
57.手工电弧堆焊单层堆焊的最小厚度是3.2mm（正确）
87.从事堆焊的人员首先要树立“安全第一”的思想（正确）
88.等离子弧冷丝堆焊在工艺和堆焊质量上都不太稳定（错误）
105.埋弧自动堆焊机的焊接速度为无极调节，且焊速稳定（正确）
120.手工电弧堆焊时，常选用小电流，短弧堆焊（正确）
131.气焊和堆焊都是电弧焊（错误）
148.埋弧自动堆焊机有两台焊机，要同时使用才能进行焊接工作（错误）153.堆焊速度过大时，堆焊焊缝加宽（错误）
157.堆焊内孔壁时，往内孔填砂进行堆焊可提高生产效率（正确）
158.氧-乙炔堆焊时，应尽量采用较大号的焊炬（错误）
215当其他焊接不变时，焊丝直径减小，堆焊焊缝熔深增加，熔宽减小（正确）
222联合型等离子弧主要用于微束等离子弧焊和粉末堆焊等（正确）
223堆焊过程中要确保人身和设备安全（正确）
331自动埋弧堆焊电弧电压减小时，堆焊焊缝宽度增加（错误）
334等离子弧的引弧频率一般为5000Hz(错误)335表面堆焊可以采用二氧化碳气体保护焊方法焊接（正确）
416自动埋弧焊电流增大时，焊丝熔化速度加快，堆焊层厚度较少（错误）417MU—2X300型双头埋弧自动堆焊用于堆焊锅炉环缝（错误）
424氧弧堆焊时，应采用比手工电弧焊更有效的防辐射安全措施（正确）430堆焊在多数情况下，具有异种金属焊接的特点（正确）
482LUP-300型及LUP-500型等离子弧粉末焊机配用一定的机械设备，可适用各种几何形状的工件表面的堆焊（正确）
492氧—乙诀焰堆焊的熔合比范围为15%到25%（错误）
551自动振动堆焊机的堆焊机床主要用来夹持被韩工件（正确）
556上坡堆焊时，工件的倾斜角以小于8°为好（正确）
558目前，通用弧焊机在堆焊设备中占有的比例较小（错误）
560凡是属于压焊的方式都可用于堆焊（错误）
592可采用模具使堆焊层按模具的形状强迫成形的方法提高手工电弧堆焊的效率。
（正确）
597堆焊主要用于制造新零件与修复旧零件两个方面。
（正确）
600氧-乙炔焰的堆焊工艺与气焊工艺截然不用。
（错误）
632热喷涂是一种制造堆焊层的工作方法。
（错误）
633只有将堆焊表面放在倾斜或立焊位置，才能不打渣连续堆焊。
（错误）636水蒸气保护电弧焊主要用于工件的堆焊修复。
（正确）
1
649焊机使用过程中，调节送粉量和焊接速度，可控制堆焊层的厚度。
（正确）
655堆焊速度一般以2442m/h较为合适。
（正确）
675等离子弧堆焊的漆合金方式为带及对焊。
（错误）
678轴类零件进行自动埋弧堆焊时，所取的焊丝轴向移动速度，应足以使相邻的焊缝彼此重叠2/3左右。
（错误）
699手工堆焊，应采用较大电压。
（错误）
701堆焊时，选择最优的焊接材料与工艺方法相配合至关重要。
（正确）721熔化极气体保护堆焊应用形式采用手工堆焊。
（错误）
737自动买弧堆焊电弧电压减小时，堆焊焊缝宽度增加。
（错误）
2of2。