堆焊的工艺特点
堆焊工艺流程
堆焊工艺流程
《堆焊工艺流程》
堆焊是一种将耐磨、耐腐蚀或者其他性能优良的合金材料焊接在金属基体上的工艺。
堆焊的目的是提高工件的耐磨性、耐蚀性，或者修复损坏的金属表面。
堆焊工艺流程一般包括以下几个步骤：
1. 准备工件：首先需要对待堆焊的工件进行清洁和去油处理，以确保焊接质量。
对于已经损坏的工件，需要进行修磨和打磨，去除表面的氧化物和铝渣。
2. 选择焊材：根据工件的使用环境和要求，选择合适的焊接材料。
常见的堆焊材料有铁基合金、镍基合金、钴基合金等。
3. 预热工件：为了提高焊接的质量，通常需要对工件进行预热处理。
预热温度和时间根据具体的工件材料和厚度而定。
4. 焊接：使用合适的焊接设备对工件进行堆焊。
根据堆焊材料的特性和工件的要求，选择合适的焊接方法和参数。
5. 精加工：焊接完成后，需要对堆焊表面进行加工。
通常需要进行研磨、打磨和抛光，以保证堆焊表面的光滑和质量。
6. 检测：最后对堆焊后的工件进行质量检测，确保焊缝的质量和工件的完整性。
堆焊工艺流程需要严格控制焊接参数和工艺流程，以确保堆焊的质量和性能。
同时，还需要根据具体的工件要求和使用环境选择合适的焊接材料和方法，以实现最佳的堆焊效果。
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。
CMT堆焊技术在高参数垃圾焚烧锅炉腐蚀防护应用
CMT堆焊技术在高参数垃圾焚烧锅炉腐蚀防护应用摘要：随着垃圾热值提高、运行参数的调整，垃圾焚烧锅炉高温氯腐蚀导致余热锅炉爆管发生率大大增加[1]。
国内外垃圾电厂运行经验，在锅炉受热面表面采用堆焊技术将耐蚀材料进行融化后熔覆，使基材与耐蚀材料冶金结合，具有一定的机械强度的同时将基材与烟气隔绝，达到防腐蚀效果。
针对高参数垃圾焚烧锅炉腐蚀以及CMT堆焊技术应用、Inconel625镍基合金焊材选用等。
关键词：高参数垃圾焚烧；Inconel625镍基合金；CMT堆焊技术引言：随着生活垃圾焚烧行业的发展，光大环境首先提出了锅炉高参数化以提高全厂经济效益。
运行参数越高，锅炉腐蚀速率越快，使锅炉内部形成了严酷的高温腐蚀环境。
采用堆焊工艺，在易腐蚀区受热面表面堆焊Inconel625镍基合金材料进行防护，可起到有效的防护作用。
一、高参数垃圾焚烧锅炉高参数垃圾焚烧锅炉是指锅炉主蒸汽压力不低于5.3MPa，主蒸汽温度不低于450℃的蒸气参数。
垃圾热值的不断提高以及余热锅炉参数由常规参数（4.0Mpa，400℃）提高到高参数（6.4Mpa，450℃）。
生活垃圾焚烧锅炉因其燃料的特殊性，烟气中含有大量酸性气体及金属化合物。
在锅炉的运行中，这些有害物质会对锅炉管壁进行腐蚀。
有研究表明，锅炉金属管壁腐蚀速率与烟气中酸性气体的浓度、金属化合物的浓度、还原性气体的浓度、烟气温度、金属壁温、运行时间等因素成正比。
二、锅炉防腐及CMT堆焊技术锅炉防腐的基本原理是将烟气与锅炉受热面管金属隔离，常用浇筑料、耐腐蚀合金钢管、喷涂、堆焊等方法。
根据国内外垃圾电厂运行经验，在锅炉受热面表面采用堆焊技术将耐蚀材料（通常为Inconel625镍基合金焊丝）进行融化后熔覆，使基材与耐蚀材料冶金结合，具有一定的机械强度的同时将基材与烟气隔绝，达到防腐蚀效果。
阿尔斯通、福斯特惠勒、美国卡万塔、日本JFE、德国欧萨斯等，这些公司均是水冷壁堆焊的产品的最早使用者。
表面堆焊
堆焊与喷涂技术1，堆焊是焊接的一个分支，是金属晶内结合的一种熔化焊接方法。
2热喷涂工艺是将熔融状态的喷涂材料，通过高速气流，使其雾化，喷射在被净化及粗化的零件表面上，形成喷涂层的一种表面加工方法。
3.磨料磨损当硬质颗粒或表面粗糙物体（称为磨料，如岩石、矿石、砂子、土壤、硬金属屑、砂布，砂轮）在压力的作用下，对金属表面进行显微切削，即产生了磨料磨损。
它是一种工件表面损伤中常见的磨损形式。
4.按应力状态不同，磨料磨损分为下列三种形式。
①凿削式磨料磨损②高应力磨料磨损③低应力磨料磨损。
5. 影响磨料磨损的主要因素如下。
1)材料类型基体组织对耐磨性的影响顺序是：铁索体、珠光体、贝氏体和马氏体逐次递增2)载荷3)滑动距离4)滑动速度5)磨料：形状大小材料的耐磨性不仅决定于材料的硬度Hm，且更主要的是决定于材料硬度Hm.和磨料硬度Ha的比值。
当Hm/Ha≤0. 5-0. 8对为硬磨料磨损，增加材料的硬度对耐磨性影响不大。
当Hm/Ha≥0. 5-0. 8时为软磨料磨损，增加材料的硬度Hm，便会迅速提高其耐磨性。
6)腐蚀环境和水汽作用6.高锰奥氏体钢堆焊合金含Mn约13%，含C 0. 7%-l_2%，属于奥氏体高锰钢。
堆焊金属组织为奥氏体，硬度仅200HB左右。
但是·当堆焊台金经受强烈冲击后，即转变为马氏体而使表面层硬化，硬度提高为450-500HB。
而硬化层以下仍为韧性很好的奥氏体组织。
因此，这类合金具有良好的抗冲击磨损性能，适用于堆焊承受强烈冲击的凿削式磨料磨损零件。
但对于受冲击作用很小的低应力磨料磨损，由于不能产生冲击加工硬化，所以耐磨性不高。
高锰钢耐腐蚀、耐热性都不好，不宜用于高温。
但耐低温性能好，冷至-45C还不会发生脆化。
7.碳化钨堆焊合金碳化钨由WC和W1C组成(一般含C 3. 5%～4,0%，含W 95% -96%)．有很高的硬度和熔点。
含C 3.8%的碳化鸨硬度达2 500HV，熔点接近Z600℃。
堆焊技术
堆焊的物理本质、冶金过程和热过程的基本规律， 与一般焊接工艺没有区别。但是，由于堆焊的主要 目的在于发挥表面堆焊合金的性能，所以又有以下 特点：
1.堆焊层合金成分是决定堆焊效果的主要因素。被堆 焊的零件种类繁多、工作环境复杂、基体材料几乎 包括了所有类型的金属，因此，必须根据具体情况， 合理制定堆焊层的合金系统，这样才能使堆焊零件 具有较高的使用寿命。
堆焊主要用在以下两个方面：
1.制造新零件和再制造（Remanufacture） 用堆焊工艺可制成双金属零件。这种零件的基体和 堆焊焊表层，可采用不同性能的材料，所以能分别 满足两者不同的技术要求。这样，既能使零件获得 良好的综合技术性能，也能充分发挥材料的工作潜 力。由于堆焊零件具有耐磨、耐热、耐腐蚀等性能 的表面层，所以使用寿命可大幅度提高几倍甚至几 十倍，并能大大减少贵重合金的消耗。
堆焊时要注意：
1.正确选择焊条；2.防止堆焊层和热影响区裂纹；3. 防止堆焊层硬度不合要求；4.防止堆焊零件变形；5. 提高堆焊效率。
二、氧－乙炔焰堆焊
氧－乙炔火焰温度较低（2000～3100℃），而且可 以调整火焰能率，所以能得到非常小的稀释率（1～ 10％）和小至1mm以下的均匀薄层。这种方法简便、 灵活、成本低，所以仍得到广泛采用。缺点是生产 率低，劳动强度大，故宜于堆焊较小零件，如内燃 机阀门、油井钻头牙轮、农机零件等。
2.修复旧零件
如轧辊、轴类、工模钢、农机零件、采掘机件等易
磨损零件，都大量采用堆焊工艺修复。有的国家统 计，用于修复旧件的堆焊金属量占堆焊金属总量的 72.2％。修复旧件的费用很低，而使用寿命往往比 新零件还高。如堆焊旧轧辊的费用仅是新轧辊的30 ％左右，而轧制金属却比新轧辊提高3～5倍。因此， 广泛采用堆焊工艺修复旧件，对节约钢材、节省资 金、弥补配件短缺等三丝及多丝堆焊，是将几根并列的焊丝，接 在电源的一个极上，并同时向焊接区送进。电弧将 周期性地从一个焊丝移向另一根焊丝。因此，每一 次起弧的焊丝获得很高的电流密度，使熔敷率大大 提高；而电弧的位置不断移动，保证了熔深浅、焊 道宽。多丝堆焊，可以容许采用很大焊接电流，而 稀释率却很小。如采用6根直径3mm的焊丝，总电流 达700～750A，最大熔深1.7mm、焊道堆高5.1mm、 熔宽50mm。
表面堆焊技术
表面堆焊技术摘要堆焊是为了增大或恢复零部件尺寸或使焊件表面获得具有特殊性能的合金层而进行的焊接, 是一种重要的但又常常不被理解的减少磨损的方法。
堆焊的最大优点是能充分发挥材料的性能优势, 达到节约用材和延长零部件使用寿命等目的。
常用的堆焊方法有, 手工电弧堆焊、氧乙炔焰堆焊、埋弧自动堆焊、气体保护堆焊、等离子弧堆焊、振动电弧堆焊、激光堆焊等。
目前应用最为广泛的是手工电弧堆焊和氧乙炔焰堆焊。
关键词：堆焊；轧辊；阀门；应用现状目录摘要 (I)目录 ........................................................................................................................................ I I1 绪论 (1)2 表面堆焊技术的工作原理 (2)3 表面堆焊技术的工艺流程 (4)4 表面堆焊技术的发展现状 (4)5 结语 (9)参考文献 (9)1 绪论1.1引言堆焊是指将具有一定使用性能的合金材料借助一定的热源手段熔覆在母体材料的表面，以赋予母材特殊使用性能或使零件恢复原有形状尺寸的工艺方法。
因此，堆焊既可用于修复材料因服役而导致的失效部位，亦可用于强化材料或零件的表面，其目的都在于延长零件的使用寿命、节约贵重材料、降低制造成本。
因此，国内外制造业对堆焊技术的发展十分重视，IIW 以及各工业发达国家的相关学术机构均设置了专门委员会，以协调和促进堆焊技术的发展[1]。
堆焊技术在我国起源于20 世纪50 年代末，几乎与焊接技术同步发展。
发展初期主要用于修复领域，即恢复零件的形状尺寸，60 年代已经将恢复形状尺寸与强化表面及表面改性相结合，改革开放后堆焊技术的应用领域进一步扩大，堆焊技术从修理业扩展到制造业，90 年代受先进制造技术理念的影响，堆焊方法与智能控制技术和精密磨削技术相结合的近净形技术（Near Net Shape）引起了制造业的广泛关注，这也是堆焊技术从技艺走向科学的重要标志[2]。
模具堆焊技术
模具堆焊技术
模具堆焊技术是一种通过在模具表面焊接填充材料来修复或增强模具性能的技术。
具体来看：
1. 技术目的：堆焊技术的主要目的是恢复或增加焊件的尺寸，以及在焊件表面获得耐磨、耐热、耐腐蚀等特殊性能的熔敷金属层。
2. 工艺流程：传统的堆焊修复流程包括焊前准备（如型腔清理和模具预热）、焊接、焊后处理（如常化、回火、空冷等）以及机加工。
3. 技术发展：近年来，新型模具堆焊技术已经省略了回火工序，减少了生产时间，提高了电炉利用率，并降低了模具基材成本和焊材用量。
4. 技术应用：堆焊技术广泛应用于模具制造和修理中，尤其是在航空、航天、军事领域以及工业领域的模具修复中。
5. 焊接方法：可用于模具堆焊的焊接方法包括手工电弧堆焊、电渣堆焊、喷涂与喷焊、TIG 焊（钨极氩弧焊）、CO2半自动气体保护焊和淌焊等。
6. 焊接材料：用于模具堆焊的焊接材料有焊条、焊粉、TIG焊丝和药芯焊丝等。
总的来说，模具堆焊技术通过在模具表面添加耐磨材料，不仅能够修复磨损部分，还能提高模具的整体性能和使用寿命。
这对于提高生产效率、降低成本具有重要意义。
核电站核岛焊接工艺评定：堆内构件钴基合金堆焊
核电站核岛焊接工艺评定：堆内构件钴基合金堆焊1 堆内构件钴基合金堆焊工艺说明堆内构件部分零部件采用钴基合金堆焊,如径向支承键、上堆芯板嵌入键、上堆芯板导向销和U形嵌入键等。
母材为镍基合金Inconel 600或为奥氏体不锈钢。
堆焊采用手工TIG焊或氧-乙炔气焊工艺。
准焊材料为Stellite6(司太立合金6号)。
要求堆焊层硬度在最小厚度的机加工表面处测量在39～47HRC范围内。
2 堆内构件钴基合金堆焊工艺评定要求2.1 基本金属材料因科镍合金600或奥氏体不锈钢Z2CN19-10 。
2.2 焊接(堆焊)方法手工TIG焊。
2.3 试板类型和尺寸平面堆焊两层，试板尺寸为80mm×80mm×200mm，见图1 。
图1 堆焊试件堆焊两层的有效评定范围为2～4层。
2.4 填充金属焊丝：Stellite6，Φ4～6mm，第一层Φ4～Φ5mm，第二层及以后各层Φ5～Φ6mm。
2.5 焊接电流类型电源为下降特性，堆焊采用直流正接性DC(-)，焊接参数见表1 。
表1 焊接参数2.6 保护气体Ar气，流量为：12～20L/min提前送气时间：15s±5s延后送气时间：15s±5s2.7 堆焊厚度堆焊厚度为6～7mm。
加工后堆焊层的最终厚度为4～5mm，但不得小于3 mm。
2.8 预热、层间和后热温度预热温度：350～480℃层间温度：350～480℃后热温度：380～480℃×1h3 堆焊工艺评定试验项目以下列出的试验项目及性能要求仅作为参考之用。
3.1 对堆焊层表面进行目视检查和液体渗透检查。
3.2 堆焊层化学成分分析从堆焊表面切削加工去除至少0.5mm后,进行化学成分取样分析,要求如下(%):C=0.9～1.4, Cr=26.0～32.0, W=3.0～6.0, N≤3.0Mo≤1.0, Mn≤1.0, Si≤2.0, Fe≤3.0, Co余量此外,在不锈钢零部件上的硬化表面：C≤1.8% ,并在一般情况下Fe≤9%。
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堆焊的工艺特点
堆焊是一种常用的金属修复和加固工艺，其特点主要体现在以下几个方面：
1. 高温高能量：堆焊过程中使用的热源通常为电弧或激光，能量密度较高，温度可达到几千度甚至更高，从而可以快速融化和熔化金属材料。
高温高能量的特点使得堆焊可以在较短的时间内完成修复或加固工作。
2. 熔敷金属的选择性：堆焊过程中，可以选择与被修复或加固金属相似或相同的熔敷金属，以确保其性能和组织结构与基材尽可能接近。
这样可以提高修复或加固部位的强度和耐磨性，减少因材料不匹配而引起的应力集中和断裂风险。
3. 适应性广泛：堆焊可以修复和加固各种类型的金属材料，包括铁、钢、铜、铝、镍合金等。
而且，堆焊还可以用于修补和加固各种形状和尺寸的零件，无论是平面、曲面还是复杂结构，都可以通过堆焊来实现。
4. 可控性好：堆焊过程中，可以通过调整焊接参数和工艺控制，来控制热输入、熔敷金属的量和形状，从而实现对修复或加固部位的精确控制。
这种可控性使得堆焊可以根据需要进行局部修复或加固，减少不必要的热影响区域，降低材料变形和残余应力。
5. 经济高效：相比于传统的替换或重新制造，堆焊具有较低的成本和较短的周期。
在一些情况下，堆焊甚至可以将不能修复或加固的零件变为可用状态，从而节约了材料和人力资源。
6. 可修复性：堆焊后的零件或构件，如果再次受到损坏或磨损，可以再次进行堆焊修复，而不需要重复制造或更换。
这种可修复性使得堆焊在一些特殊情况下具有更长的使用寿命和更低的维护成本。
7. 环保节能：堆焊过程中，热源和熔敷金属主要集中在需要修复或加固的部位，减少了材料和能源的浪费。
同时，堆焊可以减少废料和废弃物的产生，降低对环境的影响。
总的来说，堆焊作为一种常用的金属修复和加固工艺，具有高温高能量、熔敷金属的选择性、适应性广泛、可控性好、经济高效、可修复性和环保节能等特点。
在实际应用中，堆焊可以有效解决金属零件的磨损、断裂和变形等问题，延长其使用寿命，提高工作效率和经济效益。