堆焊技术 20091207.ppt

堆焊技术 通过本次学习，了解堆焊技术的特点、分类和应用，熟悉堆焊合金及材料的类型、特点和选用，掌握常用堆焊方法的原理、工艺、装置、特点和应用；能够根据工件的材质、服役条件和性能要求选择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 能力知识点1 堆焊技术的特点及分类 原理 分类 特点 1.1 什么是堆焊 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。 堆焊的目的与一般焊接方法不同，不是为了连接工件。而是对工件表面进行改性，以获得所需的耐磨、耐热、耐蚀等特殊性能的熔敷层，或恢复工件因磨损或加工失误造成的尺寸不足，这两方面的应用在表面工程学中称为修复与强化。 1.2 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。 1.2 堆焊的特点 节省成本，经济性好。当工件的基体采用普通材料制造，表面用高合金堆焊层时，不仅降低了制造成本，而且节约大量贵重金属。在工件维修过程中，合理选用堆焊合金，对受损工件的表面加以堆焊修补，可以大大延长工件寿命，延长维修周期，降低生产成本。 由于堆焊技术就是通过焊接的方法增加或恢复零部件尺寸，或使零部件表面获得具有特殊性能的合金层，所以对于能够熟练掌握焊接技术的人员而言，其难度不大，可操作性强。 1.3 堆焊技术的分类 堆焊技术是熔焊技术的一种，因此凡是属于熔焊的方法都可用于堆焊。 按实现堆焊的条件，常用堆焊方法的分类如图6-1所示。 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。 能力知识点2 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、输送机械、冶金机械、动力机械、农业机械、汽车、石油设备、化工设备，建筑、以及工具模具及金属结构件的制造与维修中大量应用堆焊技术。 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。 2.1 恢复工件尺寸堆焊 由于磨损或加工失误造成工件尺寸不足，是厂矿企业经常遇到的问题。用堆焊方法修复上述工件是一种很常用的工艺方法，修复后的工件不仅能正常使用，很多情况下还能超过原工件的使用寿命，因为将新工艺新材料用于堆焊修复，可以大幅度提高原有零部件的性能。 如冷轧辊、热轧辊及异型轧辊的表面堆焊修复，农用机械（拖拉机、农用车、插秧机、收割机等）磨损件的堆焊修复等。据统计，用于修复旧工件的堆焊合金量占堆焊合金总量的72.2%。 2.2 耐磨损、腐蚀堆焊 磨损和腐蚀是造成金属材料失效的主要因素，为了提高金属工件表面耐磨性和耐蚀性，以满足工作条件的要求，延长工件使用寿命，可以在工件表面堆焊一层或几层耐磨或耐蚀层。就是将工件的基体与表面堆焊层选用具有不同性能的材料，制造出双金属工件。由于只是工件表面层具有合乎要求的耐磨、耐蚀等方面的特殊性能，所以充分发挥了材料的作用与工作潜力，而且节约了大量的贵重金属。 综合知识模块二 堆焊材料 在实施堆焊前，有两个问题需要解决。一是堆焊材料的选择，二是堆焊工艺的制定。 堆焊材料是堆焊时形成或参与形成堆焊合金层的材料，例如所用的焊条、焊丝、焊剂和气体等。 每一种材料只有在特定的工作环境下，针对特定的焊接工艺才表现出较高的使用性能，了解和正确选用堆焊材料对于能否达到堆焊的预期效果有着极其重要的意义。 能力知识点1 堆焊合金的类型 根据堆焊合金的主要成分可划分为： 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 钴基堆焊合金 合金铸铁类堆焊合金 喷熔用自熔性合 根据堆焊合金的形状可划分为： 丝状 铸条状 带状 粉粒状 块状堆焊合金 根据堆焊合金层的使用目的划分为： 耐蚀堆焊 也称为包层堆焊，是为了防止工件在运行过程中发生腐蚀而在其工作表面上熔敷一层一定厚度、具有耐腐蚀性能金属层的焊接方法。 耐磨堆焊 为了防止在工作过程中工件表面被磨损并且延长使用寿命的堆焊。 隔离层堆焊 为了防止母材成分对焊缝金属化学成分的不利影响，以保证接头性能和质量，而预先在母材表面（或接头的坡口面上）熔敷一定成分的金属层（称隔离层）。 熔敷隔离层的工艺过程，称隔离层堆焊。 根据堆焊合金的形状划分为 丝状、铸条状、带状、粉粒状和块状堆焊合金等。 1.铁基堆焊合金 铁基堆焊