ESAB带极堆焊技术的应用
带极堆焊原理
带极堆焊原理
带极堆焊的原理主要利用等离子弧放电的高温能量，将合金粉末和工件表面同时熔化，形成均匀的涂层。
这种方式在工件表面创造出耐用的保护层，以应对各种恶劣工作环境和磨损情况。
此外，带极堆焊还利用了电渣堆焊的原理，通过持电流流过液态熔渣所发生的电阻热作为热源，将电极（焊丝或板极）和工件表面消融，冷却后形成堆焊层。
具体过程包括引燃电弧、使焊剂消融组成渣池、电弧燃烧并过渡到熔渣电阻热、金属熔池和熔渣上升并冷却成形等步骤。
以上内容仅供参考，如需更准确全面的信息，建议查阅带极堆焊相关书籍或咨询专业人士。
宽带埋弧电渣堆焊研究
宽带埋弧电渣堆焊研究李鹏飞、王建涛（西安核设备有限公司，陕西西安 710021）摘要：本文通过对宽带（90mm）堆焊技术在核电设备中应用的前景分析，经过大量的堆焊试验后，总结出：宽带电渣和埋弧堆焊技术可以获得与304L性能相似的复合层金属；采用带极埋弧堆焊时可以采用磁控装置来提高焊道质量；为生产应用奠定了基础。
关键字：电渣堆焊，埋弧堆焊，磁控装置Reserch for electro-slag surfacing/sub-merged surfacing of wide-stripLi Peng-fei ，Wang Jian-tao，（Xi’an nuclear equipment Ltd.，shaanxi xi,an 710021)Abstract:The paper analyze the surfacing with band-electrode (90mm)technology in terms of nuclearpower .After a large number of surfacing tests ,it is obtained that the property of resist-corrosion metal similar with that of 304L by the electro-slag surfacing and sub-merged surfacing method .when using submerged surfacingwith band-electrode it should adopt magnetic device to improve the quality of weld pass,with establish a base for production.Key: EAS ，SAW，Electormagnet-contol引言核电站的厚壁压力容器、稳压器、安注箱等设备内壁均需大面积堆焊耐高温、抗氧化及硫化氢等腐蚀的不锈钢衬里。
厚壁筒体带极堆焊工艺
厚壁筒体带极堆焊工艺厚壁筒体带极堆焊工艺是一种复杂的焊接工艺，它由厚壁筒体、极堆开环等部分组成。
这种焊接工艺被广泛应用于电气机械、船舶及钢铁等行业，它的特点使焊接更加稳定、牢固耐用，可以节约材料和减少成本。
厚壁筒体带极堆焊工艺适用于多种材料，具有耐腐蚀性和热稳定性，适用于厚壁筒体和中厚壁筒体的焊接，可以保证能量分布均匀，提高焊接性能。
厚壁筒体带极堆焊工艺的制作原理：极堆的开环让焊缝的形状和位置发生变化，使焊缝处的金属少量凝固，焊缝处的熔池更加深，使焊接质量较高。
接等离子焊机的电弧的安定性好，可以更加准确的控制焊接温度，使焊缝的深度与大小更加精确，焊接后的焊缝更加均匀，可以使其质量较高。
厚壁筒体带极堆焊工艺在焊接过程中，极堆的开环首先要安装在焊缝的两侧，然后控制电弧的强度以及极堆的深度和速度，使焊缝变得更加深厚稳定。
这种工艺除了有效地节约材料之外，还可以降低焊接成本，提高焊接质量。
此外，极堆的开环还会影响焊缝的深度，当焊缝的深度太深的时候，极堆的开环可以控制焊缝的深度，使焊缝更加稳定均匀。
厚壁筒体带极堆焊工艺的优点：（1）可以有效节约材料，减少焊接成本，提高整体质量；（2）厚壁筒体带极堆焊工艺可以保证焊接质量，使焊缝更加均匀，牢固耐用；（3）控制极堆的开环可以控制焊缝的深度，使焊缝更加稳定均匀；（4）可以更加准确的控制焊接温度，提高焊接性能；（5）适用于多种材料，具有耐腐蚀性和热稳定性。
然而，厚壁筒体带极堆焊工艺也有自身的缺陷，如焊接时间太长、极堆的开环不够均匀以及焊接熔池不够活跃等，都会影响焊接质量。
因此，在使用厚壁筒体带极堆焊工艺时，应当控制好极堆的开环，选择合适的焊接过程，控制焊接温度以及焊接时间，以保证焊接质量。
只有在做到这些前提下，我们才能实现真正的持久和稳定的焊接效果。
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。
壳体内璧带极堆焊技术
壳体内璧带极堆焊技术1．2．2．2壳体内璧带极堆焊技术在石化行业的一些临氢设备和核容器及尿素设备中，内壁往往要求堆焊奥氏体不锈钢。
对于大面积堆焊而言，手工电弧焊和丝极自动堆焊不但效率低、堆焊层内部和表面质量差，而且在堆焊层与基层母材结合处往往易产生缺陷，因此带极自动堆焊技术应运而生，被广泛地用于容器内壁大面积堆焊之中。
带极自动堆焊具有效率高、堆焊层内部质量均匀、堆焊表面平整光滑等特点，而且由于稀释率较低，堆焊金属与基体母材之间的结合面处不易产生焊接缺陷和发生质量问题。
从堆焊方法原理上讲，带极堆焊可以分为埋弧自动堆焊和电渣堆焊两种。
电渣堆焊具有焊接熔深浅、稀释率低、堆焊层表面更加平整光滑等优点。
若焊带尺寸较宽时必须加磁控头，否则堆焊难以成型。
另外由于其焊接熔深浅，热输入量大，在容器使用时，堆焊层产生氢剥离的机率也较大。
一般来讲当焊带尺寸为0.4×75(厚×宽)及更小时，电渣堆焊层不会产生氢剥离。
因此，为确保堆焊层质量和容器运行中不出现问题，当采用大尺寸焊带堆焊时，推荐过渡层采用熔深较大的埋弧自动焊，而为使堆焊层表面平整光滑，表层堆焊时易采用电渣堆焊。
堆焊使用的焊带尺寸，国内已使用到最大达75mm宽的焊带，而国外最大已使用到150mm宽。
容器内壁堆焊层一般采用过渡层加表层的双层或多层堆焊，但对某些容器，根据需要，也已成功开发出单层浅熔深电渣堆焊技术。
堆焊用的材料大多使用进口焊带和焊剂，现在国产焊带和焊剂的质量也在逐步提高，已接近进口堆焊焊材的质量水平，并在一些容器制造厂广泛应用。
1．2．2．3小直径管内壁氩弧堆焊技术过去，小口径管内壁不锈钢堆焊，都采用手工电弧焊方法，不但效率低、堆焊质量不易保证，而且对于直径小、长度较长的接管无法实现内壁堆焊。
80年代中期，兰石厂首先从日本爱知公司购置了一台小接管内壁丝极氩弧焊设备，随着这一先进技术的开发，彻底解决了细而长且直径较小的接管内壁无法进行不锈钢堆焊的难题，它可以实现内径φ50mm以上的接管内壁堆焊，其堆焊效率高，堆焊质量好，堆焊层表面平整美观，完全达到国外小接管内壁堆焊的工艺水平。
带极堆焊操作流程
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在进行带极堆焊操作之前，必须做好充分的准备。
1. 确定焊接材料：根据具体的焊接要求和工件材质，选择合适的带极、焊剂等材料。
先进的带极堆焊技术
先进的带极堆焊技术1．宽带极电渣堆焊技术（1）产生背景石油化工行业的加氢反应器、原流合成塔、煤液化反应器及核电站的厚壁压力容器等内表面均需大面积堆焊耐高温，抗氧及硫化氢等腐蚀的不锈钢衬里。
70年代，在该领域内，国内外大量采用了带极埋弧堆焊（SAW）技术。
带极的宽度也从窄带向60mm、90mom、120mm、150mm的宽带方向发展。
该技术在稀释率和熔敷速度上比丝极埋弧焊有了长足的进步，但随着压力容器日趋大型化、高参数化，促使堆焊技术向更优质更高效的方向发展。
70年代初，德国首先发明，后被日、美、前苏联等国进一步完善的带极电渣堆焊技术由于它具有比带极埋弧难焊更高的生产效率、更低的稀释率和良好的焊缝成形等优点，近年来在国内外得到迅速发展和较普遍的应用。
（2）技术内容和技术关键带极电渣夫焊是利用导电熔渣的电阻热熔化堆焊材料和母材的，除引现阶段外，整个堆焊过程应设有电弧产生。
为了获得稳定的电渣堆焊过程，有以下几个技术关键：1）焊接电源。
在电渣堆焊过程中，渣池的稳定性对堆焊质量影响极大，而电压的波动又是影响渣池稳定性的最关键因素，故希望堆焊过程电压波动最小，因此要求选用恒压特性的直流电源。
此外，电源应具有低电压，大电流输出、控制精度高、较强的补偿网路电压波动的能力和可靠的保护性能。
电源的额定电流视所用带宽而异，一般对60mm×0.5mm带极，额定电流为1500A，90mm×0.5mm为2000A，120mm×0.5mm为25O0A。
2）焊剂。
获得稳定电渣过程的另一个必要条件是焊剂必须具有良好的导电性。
一般电渣堆焊焊剂的电导率需达2～3Ω-1cm-1，为普通埋弧焊焊剂的4～5倍。
目前国内外采用的电渣焊剂多为烧结型。
焊剂电导率的大小，取决于焊剂组分中氯化物（NaF、CaF2、Na3AIF6等）的多少，当氯化物（质量分数）少于40％，堆焊过程为电弧过程，在40％～50％范围大致是电弧、电渣联合过程；当氯化物大于50％后，可形成全电渣过程。
ernicrmo3带极堆焊金相组织
ernicrmo3带极堆焊金相组织Ernicrmo3是一种常用的带极堆焊金相组织的合金材料。
带极堆焊金相组织是指通过特殊的焊接工艺，在材料表面形成具有良好耐磨性和耐腐蚀性的金相组织。
本文将对Ernicrmo3带极堆焊金相组织进行介绍和分析。
Ernicrmo3是一种镍基合金，主要由镍（Ni）、铬（Cr）和钼（Mo）组成。
它具有优异的耐热、耐腐蚀和耐磨损等性能，广泛应用于航空航天、化工、电力等领域。
带极堆焊金相组织是Ernicrmo3的一种特殊处理方式，通过对其进行堆焊和热处理，使其表面形成一层具有良好性能的金相组织。
带极堆焊金相组织的形成主要依赖于堆焊工艺和热处理工艺。
堆焊工艺是指将Ernicrmo3材料加热至一定温度，然后将其与基材接触并进行堆焊。
堆焊过程中，Ernicrmo3材料会与基材表面发生冶金反应，形成金相组织。
热处理工艺是指对堆焊后的材料进行热处理，通过控制温度和时间，使其金相组织得到进一步改善和稳定。
Ernicrmo3带极堆焊金相组织具有以下特点：Ernicrmo3带极堆焊金相组织的显微组织中含有大量的γ相和少量的δ相。
γ相是一种固溶体相，具有高温强度和耐热性能；δ相是一种金属间化合物相，具有高硬度和耐磨性能。
这两种相的共同存在使得Ernicrmo3材料具有优异的耐磨性和耐腐蚀性。
Ernicrmo3带极堆焊金相组织的晶粒细小而均匀。
晶粒细小可以提高材料的强度和韧性，使其具有更好的耐久性。
晶粒均匀可以减少材料的缺陷和应力集中，提高其使用寿命和可靠性。
Ernicrmo3带极堆焊金相组织的界面结合强度高。
在堆焊过程中，Ernicrmo3材料与基材之间发生了冶金反应，形成了强固的结合界面。
这种界面结合强度高，能够有效地抵抗外界的冲击和振动，提高材料的使用性能。
Ernicrmo3带极堆焊金相组织是一种具有优异性能的合金材料。
它通过特殊的焊接和热处理工艺，形成具有良好耐磨性和耐腐蚀性的金相组织。
带极堆焊的焊接参数 -回复
带极堆焊的焊接参数-回复带极堆焊的焊接参数是焊接过程中的关键因素之一。
正确选择和控制焊接参数，可以确保焊接质量，提高焊接效率，降低生产成本。
本文将逐步解释什么是带极堆焊，以及如何确定最佳的焊接参数。
首先，我们先来了解一下带极堆焊的概念。
带极堆焊多用于修复和加固受损或磨损的金属零件。
它基本上是通过在零件表面堆积焊材，来增加其厚度或修复受损区域的方法。
在这个过程中，焊接参数的选择非常关键，它包括了焊接电流、电压、送丝速度、焊接速度、电弧波形等多个方面。
首先，焊接电流是带极堆焊中最重要的参数之一。
它直接影响焊接材料的熔化速度和焊缝的质量。
选择适当的焊接电流可以确保焊材熔化均匀，避免焊接缺陷的出现。
一般来说，电流过低会导致焊接材料无法熔化，电流过高可能会引起焊接缺陷，因此需要根据具体情况选择合适的电流值。
其次，焊接电压也是一个重要的参数。
焊接电压决定了焊接电弧的稳定性和熔化深度。
过高的电压会导致焊接材料过热，引起烧透现象，而过低的电压则可能导致无法熔化。
因此，需要根据焊接材料的类型和厚度选择合适的电压值。
送丝速度是指焊丝从焊丝枪送入焊接区域的速度。
它是焊接中另一个重要的参数，决定了焊缝的宽度和焊丝与基材之间的熔合程度。
过高的送丝速度可能导致焊丝无法完全熔化，而过低的送丝速度则可能会导致焊接材料过热。
需要根据具体情况选择适当的送丝速度。
焊接速度是指焊接过程中焊枪移动的速度。
它直接影响焊接的质量和效率。
过快的焊接速度可能导致焊接材料无法充分熔化，焊缝质量较差，而过慢的焊接速度则可能会导致过热。
正确选择合适的焊接速度可以提高焊接效率和质量。
最后，电弧波形也是一个需要考虑的因素。
不同的波形可以产生不同的焊接效果。
常用的电弧波形有直流、交流和脉冲等。
选择正确的电弧波形对于实现所需的焊接质量和效果非常重要。
综上所述，带极堆焊的焊接参数对于焊接质量和效果至关重要。
通过选择合适的焊接电流、电压、送丝速度、焊接速度和电弧波形等参数，可以达到最佳的焊接效果。
第5章 堆焊技术
− 高锰奥氏体钢堆焊合金 − 铬锰奥氏体钢堆焊合金
低铬锰
含铬量<4%，含锰量：12~15%，少量Ni、Mo 焊接性好 适合严重冲击条件下磨粒磨损的零件，如铲斗、冲击轧碎机 含铬量：12~17%，含锰量：15% 具有高锰奥氏体的优点，还有较好的耐腐蚀性、耐热性、抗 热裂性 用来修复受到严重冲击的金属间磨损的锰钢和碳钢零件，如 堆焊热剪切机；也用于水轮机耐气蚀堆焊
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。
5.1.2堆焊层的形成与控制
相容性
− 在堆焊过程中堆焊层材料和基体材料的相容性非常重要， 由于堆焊层材料与基体材料成分不同，在堆焊时必然会产 生一层组织和性能与基体或堆焊层都不相同的过渡层，该 过渡层如果是脆性的，将恶化堆焊层性能。 − 堆焊材料和基体材料在冶金学上是否相容取决于它们在液 态和固态时的互溶性以及在堆焊过程中是否产生金属间化 合物 − 堆焊材料和基材的物理相容性也很重要，即两者之间的熔 化温度、膨胀系数、热导率等物理性能差异应尽可能小， 因为这些差异将影响堆焊的热循环过程和结晶条件，增加 焊接应力，降低结合质量。
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