表面堆焊技术.docVIP

目 录 PAGE \* MERGEFORMAT II PAGE \* MERGEFORMAT I 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 目 录 TOC \o 3-3 \t Heading 1,1,Heading 2,2 摘 要 PAGEREF _Toc308421223 \h I 目 录 II 1 绪论 PAGEREF _Toc308421226 \h 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]。堆焊技术在我国历经近 50 年的风雨历程，不仅是延长材料或零件服役寿命的工艺方法，而且成为先进制造技术的发展基础。 堆焊技术的显著特点是堆焊层与母材具有典型的冶金结合，堆焊层在服役过程中的剥落倾向小，而且可以根据服役性能选择或设计堆焊合金，使材料或零件表面具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温、抗氧化、耐辐射等性能，在工艺上有很大的灵活性。 PAGE \* MERGEFORMAT 7 2表面堆焊技术的工作原理 堆焊是焊接工艺方法的一种特殊应用。它的目的不是为了联接零件，而是借用焊接的手段改变金属材料厚度和表面的材质，即在零件上堆敷一层或几层所希望性能的材料。 概念:为增大或恢复焊件尺寸，或使焊件表面获得具有特殊性能的熔敷金属而进行的焊接。有手弧焊堆焊、埋弧堆焊、振动电弧堆焊、等离子弧堆焊、气体保护堆焊和电渣堆焊等。 堆焊主要用在以下两个方面： 制造新零件。 用堆焊工艺制成双金属零件。它可采用不同于基体的堆焊材料使表层性能优化，获得具有耐磨、耐热、耐腐蚀等性能的工作表面。这样，不仅保证了零件有很长的使用寿命，而且大大减少了贵重合金消耗，使设备的成本降低。 图1 使用表面堆焊技术制造新零件 修复旧零件。 选择合适的堆焊合金材料对已磨损的零件进行堆焊，可恢复尺寸或同时进一步提高工作面的使用性能，这对降低生产成本、节约材料、提高使用寿命、减少配件消耗等意义重大。 图2 使用表面堆焊技术修复旧零件 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。 3 表面堆焊技术的工艺流程 一、堆焊方法的选择 熔焊、钎焊、喷涂等方法都可以应用于堆焊中，熔焊方法占的比例最大，选择应用怎样的堆焊方法，应考虑几个问题：（1）堆焊层的性能和质量要求；（2）堆焊件的结构特点；（3）经济性。随着生产的发展，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。几种堆焊工艺的主要特点如表1所示[3]。 表1 常用堆焊方法特点比较 堆焊方法 稀释率 /% 熔敷速度 /（kg/h） 最小堆焊厚度/mm 熔敷效率 /% 氧-乙炔焰堆焊 手工送丝 1~10 0.5~1.8 0.8 100 自动送丝 1~10 0.5~6.8 0.8 100 手工送丝 1~10 0.5~1.8 0.2 85~95 焊条电弧焊堆焊 10~20 0.5~5.4 3.2 65 钨极氩弧焊堆焊 10~20 0.5~4.5 2.4 98~100 埋弧堆焊 单丝 30~60 4.5~11.3 3.2 95 多丝 15~25 11.3~27