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堆焊技术发展及其工艺方法 　　[摘 要]简单介绍了堆焊技术的发展历程。从堆焊方法、堆焊材料、堆焊设备等方面分析了我国堆焊技术的发展现状，阐述了堆焊技术的应用现状及前景，对我国堆焊技术的发展前景进行了展望。 　　[关键词]堆焊技术； 发展现状；修复 　　中图分类号：U73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）46-0231-01 　　1 引言 　　随着社会的进步和科学技术的发展，各种机械设备正沿大型化、高效率、高质量的方向发展，对机械产品的可靠性和使用性能要求越来越高。堆焊作为材料表面改性的一种经济而快速的工艺方法，可以提高产品和设备的性能、延长使用寿命、降低成本，因此越来越多地应用于各个工业部门零件的制造和修复中。 　　我国堆焊技术的研究方向是提高堆焊质量和效率，围绕此目的，我国相继开发了电弧堆焊（单丝、多丝、单带极、多带极）、电渣堆焊（窄带极、宽带极、躺极）、等离子弧粉末堆焊、高能光束（激光、聚焦光束）粉末堆焊等。从熔敷效率上看，已经从单弧电弧堆焊的11kg/h发展到多带极电弧堆焊的70kg/h[5]，稀释率从电弧堆焊的30%～60%降低到等离子弧、激光、聚集光束堆焊的5%左右[6]。 　　2 堆焊技术的特点及应用 　　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 因为被堆焊的工件的形状各异，金属种类繁多，所以，堆焊前应首先分析零件的工作状况，确定零件的材料和性质。根据具体的情况选择堆焊合金系统。 　　2）以降低稀释率为目的，选择堆焊方法 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，为了获得预期的堆焊成分和效果，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）材料堆焊必须根据具体情况正确进行选择 　　5）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。 　　堆焊工艺是焊接领域中的一个重要分支，它可以采用不同的基体，在这些基体上使用不同的堆焊材料使表面达到我们所需要的性能，如耐磨性、耐蚀性、耐热性等等。因此，堆焊工艺在矿山、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。 　　3 常用的堆焊方法 　　常的焊接方法有：熔焊、钎焊、喷涂等，这些方法都可以在堆焊中使用。其中，熔焊方法所占的比重最大，选择应用怎样的堆焊方法，应考虑以下几个方面的问题：（1）堆焊层的性能和质量要求；（2）堆焊件的结构特点；（3）堆焊的经济性。随着科学技术的进步和生产的需要，常规的焊接方法往往不能满足堆焊工艺的要求，因此又出现了许多新的堆焊工艺方法。。 　　下面针对表2具体介绍并分析几种常见的堆焊方法及其特点。 　　1）氧―乙炔焰堆焊 　　氧―乙炔焰用途较广，由于它的火焰温度较低（3100℃左右），而且可以调整火焰的能率，可以得到低的稀释率（1%～10%）和薄的堆焊层，一般采用碳化焰焊接，乙炔的用量和堆焊金属有关。该焊接方法有设备简单、操作灵活成本较低等优点，所以得到广泛使用。但也有如劳动强度大、生产率低等缺点。所以该焊接方法主要用于小零件的制造和修复工作，如油井钻头牙轮、蒸汽阀门、内燃机阀门及农机具零件的堆焊。氧―乙炔焰除了用于堆焊外，还应用到喷涂、喷熔等工艺中。 　　2）焊条电弧堆焊 　　用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法，称为焊条电弧堆焊。其焊接回路由弧焊电源、电缆、焊钳、焊条、电弧和焊件组成。 　　焊条电弧焊堆焊焊条所需电源及其极性取决于焊条涂层的类型。一般使用直流反接，石墨型的药皮适合用直流正接，还可以使用交流。焊接前一般酸性焊条需要150℃烘培0.5～1.0h，碱性焊条需在250～350℃烘培1～2h，焊接材料为了防止焊接裂纹，在焊前可以采用预热处理，预热温度可通过碳当量来计算，焊后采用缓冷，焊接时可采用焊条前倾的方法避免焊接缺陷的产生。 　　3）钨极氩弧堆焊 　　这是一种常用的非熔化极堆焊方法，这种方法的生产效率较低，但是能够获得质量高的堆焊层金属，除此，还有稀释率低，变形小，电弧稳定，飞溅小，堆焊层容易控制等优点。适合于质量要求高、