现代表面工程技术第二部分堆焊

现代表面工程技术第二部分堆焊第1页，共49页，2023年，2月20日，星期六6堆焊它是在金属零件表面或边缘，熔焊上耐磨、耐蚀或特殊性能的金属层，修复外形不合格的金属零件及产品，提高使用寿命，降低生产成本，或者用它静造双金属零部件。堆焊是在金属材料或零件表面熔焊上耐磨、耐蚀等特殊性能的金属层的一种工艺方法。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。堆焊工艺技术已被广泛地用于航天、兵器、能源、冶金、电站、矿山、石油、化工设备、建筑、农机、纺织，以及工模具的制造与修复领域。第2页，共49页，2023年，2月20日，星期六一、堆焊材料的分类所有堆焊材料可归纳为铁基、镍基、钴基、碳化钨基和铜基等几种类型。铁基堆焊材料性能变化范围广，韧性和耐磨性匹配好，能满足许多不同的要求，而且价格低，所以应用最广泛。镍基、钴基堆焊材料价格较高，但高温性能好，耐腐蚀，主要用于要求耐高温磨损、耐高温腐蚀的场合。铜基堆焊材料耐蚀性好，并能减少金属间的磨损。碳化钨基堆焊材料价格较高，但在耐严重磨料磨损的条件下，堆焊仍然占有重要地位。第3页，共49页，2023年，2月20日，星期六二、常用堆焊材料及堆焊工艺(一)铁基堆焊材料及堆焊工艺铁基堆焊材料按合金元素含量分为：低合金、中合金和高合金三种。为防止堆焊层开裂(高铬铸铁允许堆焊裂纹存在)，工件通常需焊前预热和焊后缓冷。低、中、高碳钢和低合金钢的预热温度可根据下列公式求得碳当量后估算：第4页，共49页，2023年，2月20日，星期六式中：W(C)eq表示碳当量；W(C)、W(Mn)、…表示碳、锰、…等合金元素的质量分数。预热温度一般确定如下：碳当量为0.4％，预热温度≥100℃；碳当量为0.5％，预热温度≥150℃；碳当量为0.6％，预热温度≥200℃；碳当量为0.7％，预热温度≥250℃；碳当量为0.8％，预热温度≥300℃。通常，预热温度可略高些。第5页，共49页，2023年，2月20日，星期六1．低合金钢堆焊材料其合金元素总量小于5％，根据堆焊金属金相组织又可分为珠光体和马氏体二类。(1)珠光体钢堆焊材料的成分、性能、用途和堆焊工艺。常用珠光体钢堆焊材料碳的质量分数一般小于0.5％，主要合金元素有Mn、Cr、Mo、si等。焊后自然冷却时，堆焊层主要是珠光体类组织，硬度为20HRC～38HRC。当合金元素含量偏高或冷却较快时，可能产生部分马氏体。第6页，共49页，2023年，2月20日，星期六珠光体钢堆焊材料焊接性能优良，这类堆焊层金属多在焊态使用，热处理可改善堆焊层性能。该堆焊层硬度中等，具有一定的耐磨性、良好的韧性和切削加工性能，价格便宜。主要用于堆焊耐磨层之前恢复母材尺寸的堆焊、过渡层的堆焊，也可用于不要求高硬度的零件表面的堆焊，如车轮、齿轮、轴类、拖拉机辊子、链轮牙、履带板、连铸机夹送辊、送料台辊子及离心铸造模的堆焊。堆焊主要方法是焊条电弧堆焊和熔化极自动堆焊，包括药芯焊丝埋弧堆焊和带极埋弧堆焊、药芯焊丝熔化极气体保护堆焊和药芯焊丝自保护堆焊，个另Ⅱ情况下采用电渣堆焊。堆焊时焊接参数应严格控制，层间温度不宜过高。第7页，共49页，2023年，2月20日，星期六

MAG药芯焊丝堆焊时，焊丝直径一般为1.2mm～3.2mm，保护气体采用C02，流量大于20L/min.焊丝使用前在200℃～300℃烘干1h～2h。焊接规范：焊丝直径1.2mm时，电流120A～300A(平焊)，120A～260A(立焊)；焊丝直径1.6mm时，电流200A～450A(平焊)，180A～270A(立焊)。堆焊采用直流反接。药芯焊丝自保护堆焊时，一般用3.2mm直径焊丝。焊丝焊前在200℃～300℃烘干lh～2h。焊接参数为：电流300A～500A，电弧电压26V～30V。药芯焊丝埋弧堆焊时，药芯焊丝及配用的焊剂使用前应在150℃～200℃烘干1h。焊丝直径3.2mm时，电流300A～450A，电弧电压26V～30V。第8页，共49页，2023年，2月20日，星期六带极埋弧堆焊时，配用专用焊剂过渡合金元素。焊条电弧堆焊低碳钢时，焊前不预热；堆焊中碳钢和低合金高强度钢时应预热至150℃～250℃，低氢型焊条焊前应在300℃～350℃烘干lh。并采用直流反接；钛钙型焊条可不烘干或100℃烘干1h，常用交流电源或直流正接。第9页，共49页，2023年，2月20日，星期六(2)马氏体钢堆焊材料的性能、用途和堆焊工艺。常用马氏体钢堆焊材料包括低碳、中碳和高碳马氏体钢堆焊焊条及药芯焊丝。这类钢堆焊的金相组织为马氏体，有时也会出现少量珠光体、托氏体、贝氏体和残余奥氏体。硬度在25HRC～65HRC范围内，主要决定于含碳量和马氏体转变量，并受到冷却速度和合金元素含量的影响。第10页，共49页，2023年，2月20日，星期六马氏体钢堆焊材料是韧性、强度和耐磨性综合性能最好的最经济的堆焊材料，也是堆焊更脆、更耐磨或更高强度材料前的过渡层堆焊材料。其耐磨性随含碳量和含铬量的增加而增加，对粘着磨损和低应力磨料磨损有很好的抵抗力，但耐高应力磨料磨损的性能不很好，而且耐冲击性能不如珠光体钢和奥氏体钢堆焊材料。此外，除少数品种外，马氏体钢堆焊层金属耐热和耐蚀性都不好。这类堆焊材料主要用于齿轮、挖泥斗、铧犁、拖拉机刮板、水力、矿山机械磨损件、推土机、动力铲滚轮、汽车环链、农业、建筑磨损件、轧辊、破碎机部件、挖掘机等的斗齿、螺旋桨、掘进机滚刀、叶片等的堆焊。第11页，共49页，2023年，2月20日，星期六马氏体钢堆焊材料的堆焊工艺方法主要是焊条电弧堆焊和熔化极自动堆焊，包括药芯焊丝MAG堆焊、药芯焊丝自保护堆焊、药芯焊丝埋弧堆焊以及带极埋弧堆焊。焊条电弧堆焊时，低氢型焊条应在300℃～350℃烘1h；钛钙型焊条应在100℃烘lh。母材应脱脂和除锈。当母材为低碳钢时，堆焊低、中碳马氏体钢焊条可不预热，堆焊高碳马氏体钢焊条则应预热200℃～300℃以上。当母材为抗裂性差的低合金钢和中、高碳钢时，应根据焊条和母材不同情况预热150℃～350℃。低氢型焊条用直流反接；钛钙型焊条用交流电源或直流正接。第12页，共49页，2023年，2月20日，星期六药芯焊丝MAG堆焊时，焊丝直径一般为3.2mm，C02气保护，气流量大于20L／min，焊丝焊前在200℃-300℃烘1h-2h。一般A-450焊丝预热温度>200℃，A-600焊丝预热温度>250℃。堆焊工艺参数为：I=300A-500A，U=26V～30V，直流反接。焊后冷却速度不宜过快，必要时进行350℃焊后热处理。自保护药芯焊丝堆焊时，焊丝直径一般为3.2mm，焊丝伸出长30mm～50mm,焊丝焊前在200℃-300℃烘1h～2h。堆焊工艺参数为：I=300A-500A，U=26V～30V，工件焊前预热200℃～250℃。第13页，共49页，2023年，2月20日，星期六药芯焊丝埋弧堆焊以及带极埋弧堆焊时，配用专用焊剂过渡合金元素。药芯焊丝和焊剂焊前应在150℃～200℃烘1h。一般情况下，工件焊前预热200℃～300℃以上。药芯焊丝埋弧堆焊工艺参数为：焊丝直径3.2mm，I=350A-450A，V=29V-30V。第14页，共49页，2023年，2月20日，星期六2．中、高合金钢及合金铸铁堆焊材料高速钢及工具钢堆焊材料都属于马氏体钢类型，其焊接性、硬度等与马氏体钢相近似。(1)高速钢及热作工具钢、冷作工具钢堆焊材料的性能、用途和堆焊工艺。高速钢属热加工工具钢的一个类型。其淬火回火组织为马氏体加碳化物。高速钢具有较高的热硬性，在常温和高温(590℃)都具有很好的耐磨料磨损性能。这类钢主要用于金属切削刀具、木工刀具、热剪刀具、冲头、冲裁阴模等的堆焊。第15页，共49页，2023年，2月20日，星期六热作工具钢即热加工工具钢堆焊金属，含碳量比高速钢堆焊材料低些。具有较高的高温硬度、较高的强度和抗冲击韧性、较高的抗冷热疲劳性以及高的高温抗氧化性和耐磨性。热锻模钢堆焊材料主要用于热锻模及热轧辊堆焊与修复。热轧辊钢堆焊材料主要用于大型板坯连铸机导辊、轧机卷取机助卷辊、夹送辊、热轧开坯辊、型材轧辊的堆焊。冷作工具钢有较高的常温硬度和抗粘着磨损性能。其堆焊材料主要用于冷冲模、冷剪刀等的堆焊，冲裁及修边模堆焊制造及修复，冷冲模堆焊制造及修复。第16页，共49页，2023年，2月20日，星期六这类钢常用堆焊方法是焊条电弧焊。焊前需根据工件大小和母材成分在200℃～600℃范围内预热。例如，在补焊裂损或磨损的高速钢刀具时，局部预热200℃～240℃即可。补焊后空冷，再刃磨加工到所需尺寸。最后进行三次540℃回火，每次保温1h，然后即可使用。补焊大件时，焊前工件应退火。堆焊前工件预热400℃～600℃以上，层间温度应不低于预热温度，焊后炉中缓冷，最后按高速钢热处理工艺进行处理。再如，在局部堆焊修复模具时，应视模具钢不同预热300℃～500℃，堆焊后进行回火。对于堆焊厚度较大的裂损部位可先用Crl9Ni8Mn7焊条堆焊一层缓冲层，以减少裂纹倾向。第17页，共49页，2023年，2月20日，星期六在轧辊修复和双金属轧辊制造中用的最多的堆焊工艺是丝极埋弧堆焊。药芯带极和实芯带极埋弧堆焊在修复或制造平板轧机轧辊、卷曲机夹送辊和助卷辊、连铸机导辊和拉矫辊等也获得了越来越多的应用。轧辊堆焊时预热温度视母材情况在200℃～400℃范围内选择，预热的保温时间依轧辊直径而定。堆焊时，层间温度偏离预热温度不超过50℃～70℃。在堆焊含碳量较高的母材时，最好先堆焊硬度为30HRC左右的珠光体堆焊材料一至二层，然后再堆焊耐磨层。焊后应在隔热材料中或炉中缓冷。第18页，共49页，2023年，2月20日，星期六(2)高锰钢及铬锰钢堆焊材料的成分、性能、用途和堆焊工艺。高锰钢也叫奥氏体锰钢，碳的质量分数为0.7％～1.2％，锰的质量分数为10％～14％，组织为奥氏体，硬度约200HB，几乎全部以铸件形式应用。这种钢受强烈冲击后能转变成马氏体，硬度可提高到450HB-～500HB,铬锰钢堆焊材料与高锰钢堆焊材料具有相同的金相组织和相近的冷作硬化作用，在低应力磨料磨损条件下耐磨性差，但在重冲击时由于表面冷作硬化，耐磨性大大提高。用途也基本相同，只是铬锰钢焊接性更为优良。

第19页，共49页，2023年，2月20日，星期六高锰钢堆焊金属只有在单相奥氏体状态时才有良好的塑性和韧性，其组织取决于碳和锰的含量和冷却速度。当快速冷却时，碳的质量分数为0.8％～1.8％、锰的质量分数为12％～20％的堆焊金属均为稳定的奥氏体；但当冷却速度较慢时，则奥氏体晶界有碳化物析出，使堆焊金属的塑性和韧性急剧下降。此外，高锰钢堆焊金属容易发生晶粒过热长大现象以及堆焊层因热导率小和热胀系数大而产生裂纹。但这种裂纹对其使用寿命没有大的影响。第20页，共49页，2023年，2月20日，星期六高锰钢及铬锰钢堆焊材料主要用于该类钢铸件缺陷的补焊和磨损件的修复。所用堆焊焊条大多为低氢型，采用直流反接。堆焊层裂纹倾向大，堆焊时应采取以下措施：l)焊前不预热，采用小电流、断续焊、焊后快冷，使碳化物来不及析出；2)采用短道焊、分散焊、焊后捶击等方法，减少焊接应力；3)在保证奥氏体稳定性的前提下，降低堆焊材料的含碳量；4)在堆焊材料中加入Mo、Ni，提高堆焊金属的塑性和韧性；5)在已磨损表面上堆焊时，先磨去表面冷作硬化部分再焊，或用铬锰奥氏体焊条(D277)、铬镍奥氏体焊条(A107)堆焊作过渡层，对防止裂纹有利。第21页，共49页，2023年，2月20日，星期六(3)高铬钢及铬镍钢堆焊材料的成分、性能、用途和堆焊工艺。这类钢的共同特点是具有优良的耐腐蚀性和一定的高温抗氧化性。Si、C、B等元素含量较高的铬镍不锈钢堆焊材料和高铬不锈钢堆焊材料还具有优良的耐磨性、耐冷热疲劳性、耐气蚀性和耐中高温擦伤性能。锰的质量分数为5％～8％的铬镍锰奥氏体钢堆焊材料和铁素体含量相当高的Cr29Ni9型堆焊材料还具有高韧性、较高的冷作硬化性、耐气蚀性和耐磨性。铬镍不锈钢堆焊材料和高铬不锈钢堆焊材料包括焊条、焊丝、带极和合金粉末。第22页，共49页，2023年，2月20日，星期六铬镍奥氏体不锈钢在核容器、化工容器、管道制造中获得广泛应用。C、Si、B等元素含量较高的铬镍不锈钢堆焊材料主要用于阀门密封面的堆焊；Crl9Nil9Mn6型铬镍奥氏体堆焊材料和铁素体含量高的Cr29Ni型堆焊材料耐气蚀性好，可用于水轮机过流部件耐气蚀堆焊，由于具有好的耐热和耐高温冲击能力，也可用于热冲压、热挤压工具的堆焊。高铬马氏体不锈钢堆焊材料耐热性好，热强度高，耐腐蚀性也较好，主要用于中温(300℃～600℃)耐粘着磨损面的堆焊，如中温中压阀门密封面的堆焊，含碳和钼的Crl3型堆焊材料具有较高的耐磨性和一定的抗冲击能力，用于连铸机的导辊、拉矫辊的堆焊。第23页，共49页，2023年，2月20日，星期六高铬钢堆焊材料的堆焊工艺主要是焊条电弧焊、MIG焊和丝极或带极埋弧焊。除了小件堆焊前不预热外，一般应预热150℃～300℃。焊后可不进行处理，也可根据需要进行热处理。碳的质量分数大于1％的高铬钢堆焊材料(如Crl2)属于莱氏体钢，组织为莱氏体及残余奥氏体。由于存在含铬的合金莱氏体，耐磨性提高，但脆性增大，更容易产生裂纹，预热温度为400℃～500℃。高铬不锈钢焊条电弧堆焊焊条、低氢型焊条焊前需350℃烘干1h；钛钙型焊条150℃烘干lh。高铬不锈钢丝极MIG堆焊时，所用气体为Ar(体积分数为99％)+02(体积分数为1％)。带极埋弧堆焊时，焊剂焊前需300℃烘干1h。第24页，共49页，2023年，2月20日，星期六铬镍奥氏体不锈钢堆焊材料常用堆焊方法是焊条电弧焊和带极埋弧堆焊。首先用高铬钢的23-13型或26-21型不锈钢焊接材料在低碳钢或低合金钢母材上堆焊一层过渡层。该过渡层有一定数量的铁素体，从而确保堆焊金属有较高的抗裂性和较好的耐腐蚀性。在多数情况下堆焊前不预热，严格控制堆焊层间温度。个别情况下堆焊前预热120℃～150℃。堆焊时应采用小线能量，堆焊电流尽可能小。第25页，共49页，2023年，2月20日，星期六铬镍奥氏体型铁基合金粉末等离子堆焊时，等离子枪的非熔化电极接负极。其工艺参数根据堆焊产品和技术要求通过试验确定。一般先选定适当的送粉量和堆焊速度，再确定其他工艺参数。(4)合金铸铁堆焊材料的成分、性能、用途和堆焊工艺。合金铸铁堆焊材料按成分和堆焊层的金相组织可分为马氏体、奥氏体和高铬合金铸铁三大类。第26页，共49页，2023年，2月20日，星期六马氏体合金铸铁堆焊材料以C-Cr-Mo、C-Cr-W、C-Cr-Ni和C-W为主要的合金系统。碳的质量分数一般控翩在2％～5％，铬的质量分数多在10％以下，合金元素总量一般不超过25％。这类合金属于亚共晶合金铸铁，由马氏体+残余奥氏体+含有合金碳化物的莱氏体所组成。堆焊层硬度为50HRC～60HRC，具有很高的耐磨料磨损性能，耐轻度冲击，耐热、耐蚀和抗氧化性也较好。主要用于有轻度冲击的磨料磨损条件下工作的零件的堆焊，也用于保形接触的粘着磨损零件的堆焊，如成型轧辊、切割刀具、刮板机等的堆焊。

第27页，共49页，2023年，2月20日，星期六奥氏体合金铸铁堆焊材料碳的质量分数为2.5％～4.5％，铬的质量分数为12％～28％．组织为奥氏体+莱氏体共晶。其堆焊层硬度为45HRC～55HRC，具有良好的耐低应力磨料磨损性能，耐腐蚀性和抗氧化性较好，能承受中等冲击，对开裂和剥离的敏感性比马氏体合金铸铁和高铬合金铸铁堆焊层小，抗裂性能稍优于马氏体合金铸铁，适用于中度冲击及低应力磨料磨损和腐蚀条件下工作的零件的堆焊。第28页，共49页，2023年，2月20日，星期六高铬合金铸铁堆焊金属碳的质量分数为1.5％-6％，铬的质量分数为15％～35％。这类合金又可根据W、Mo、Ni、Si和B等元素含量的多少分为奥氏体型、马氏体型和多元合金强化型三类，它们的共同特点是含有大量初生的高硬度针状Cr7C3，大大提高耐低应力磨料磨损能力。由于高铬合金铸铁堆焊金属含有合金碳化物和硼化物，硬度高，耐磨性好，而且具有一定的耐热、耐蚀和抗氧化性能，生产中应用很广。但除了高铬奥氏体合金铸铁耐中度冲击外，其他的只能耐轻度冲击。第29页，共49页，2023年，2月20日，星期六马氏体合金铸铁堆焊层裂纹倾向大，不易加工，焊前应预热，焊后缓冷。焊接方法有焊条电弧堆焊和氧-乙炔焰堆焊，但应注意碳的烧损和使用还原焰产生的增碳现象。奥氏体合金铸铁堆焊可用焊条电弧堆焊、采用药芯焊丝的半自动或全自动的自保护或气体保护电弧堆焊。为避免裂纹可用Crl9NiSMn7型焊条堆焊过渡层，或工件预热400℃，焊后缓慢冷。高铬合金铸铁堆焊方法有焊条电弧堆焊和氧一乙炔焰堆焊，也可用药芯焊丝自动电弧堆焊。工件焊前预热，焊后缓冷，以防止堆焊层开裂。第30页，共49页，2023年，2月20日，星期六(二)镍基堆焊材料及工艺1．镍基堆焊材料的成分与性能镍基堆焊材料中除了高镍堆焊材料用于铸铁堆焊时常作为过渡层外，其他常用镍基堆焊材料是Ni-Cr-B-Si型、Ni-Cr-Mo-W型以及近年来开发研制的Ni-Cr-W-Si(如NDG-2)和Ni-Mo-Fe(如NiSiMo20Fe20)。第31页，共49页，2023年，2月20日，星期六Ni-Cr-B-Si型堆焊材料具有较低的熔点(1040℃)，较好的润湿性和流动性，主要用于粉未等离子堆焊和氧-乙炔喷涂。堆焊层组织是奥氏体+硼化物+碳化物，有优良的耐低应力磨料磨损和耐金属间磨损性能，以及耐高温、耐腐蚀和抗氧化性。但耐高应力磨料磨损性能和耐冲击性能不好，常温硬度52HRC，540℃时48HRC。Ni-Cr-Mo-W型堆焊材料硬度低，加工性好。堆焊层组织是奥氏体+金属间化合物，堆焊层强度高，韧性好，耐冲击，耐热，可用作高温耐磨零件堆焊。第32页，共49页，2023年，2月20日，星期六2．镍基堆焊材料的应用镍基堆焊材料比铁基有更高的热强度和更好的耐热腐蚀性。但价格远高于铁基，故应用相当有限。只有要求堆焊层耐热或耐腐蚀以及耐低应力磨料磨损时，才用镍基堆焊材料。另外，镍基堆焊材料比钴基价廉，所以在许多场合可代替钴基。在核能工程的阀门和各种密封件的堆焊中，Co、B在辐照中会转化为带放射性的同位素，从而污染核设备的二次回路，使得代钴无硼的镍基堆焊材料获得了一定的发展和应用。如NDG-2在很多性能上达到或优于斯太利Ni60钴基堆焊材料，Ni377也有很好的抗粘着磨损性能，它们都是核容器密封面理想的堆焊材料。第33页，共49页，2023年，2月20日，星期六3．镍基堆焊材料的堆焊工艺镍基堆焊材料常用堆焊方法为焊条电弧堆焊、氧一乙炔喷涂、等离子堆焊和采用铸造焊丝的TIG焊。TIG焊没有增碳和渣的影响，所以是镍基堆焊材料较好的堆焊方法。在低碳钢、低合金钢和不锈钢上堆焊镍基堆焊材料时，一般不要求预热。尽量采用小线能量，焊后一般不热处理，工件含碳量高时，应先堆焊过渡层。焊条电弧堆焊时尽量避免横向摆动，多层堆焊时，层间温度不宜超过100℃～150℃。第34页，共49页，2023年，2月20日，星期六采用镍基堆焊材料铸造焊丝TIG焊时，先根据工件大小选定焊丝直径和所需电流，再选定所需的钨极直径和相应的焊矩。粉末等离子堆焊要求焊前严格清理工件表面的氧化物和油污，堆焊时避免堆焊层稀释率过高。Ni-Cr-Mo-W型堆焊材料氧-乙炔焰堆焊时，由于碳化焰的渗碳作用，会大大降低堆焊层的耐蚀性。而HAYNES711堆焊材料比较容易用氧-乙炔焰堆焊。第35页，共49页，2023年，2月20日，星期六(三)钴基堆焊材料及工艺1．钴基堆焊材料的性能和应用钴基堆焊材料主要指钴铬钨堆焊材料，即通常所谓斯太利合金。该堆焊层在650℃左右仍能保持较高的硬度，这是钴基堆焊材料得到较多应用的重要原因。此外，该堆焊层具有一定的耐腐蚀性，优良的抗粘着磨损性能。其强度随含碳量的增加而提高。生成的Cr7C3使它具有优良的抗磨料磨损性能。钴基堆焊材料价格昂贵，所以尽量用镍基和铁基堆焊材料代替。钴基堆焊合金加工粗糙度小，具有高的抗擦伤能力和低的摩擦系数，所以特别适用于金属间粘着磨损的场合。由于还具有较高的抗氧化性、耐腐蚀性和耐热性，可用于高温腐蚀和高温磨损工况条件下工件的堆焊。第36页，共49页，2023年，2月20日，星期六2．钴基堆焊材料的堆焊工艺为节约昂贵的钴基堆焊材料，应尽量采用低稀释率的氧一乙炔焰堆焊或粉末等离子堆焊，当工件较大时也可采用焊条电弧堆焊。氧-乙炔焰堆焊质量很好，常用于D802的堆焊。其工艺原则是采用3～4倍乙炔过剩焰，以获得还原性气氛，并使母材表面增碳，降低工件表面熔点和浸润温度，使堆焊易于进行。对于较厚的工件采用中性焰预热430℃堆焊，焊后缓冷。第37页，共49页，2023年，2月20日，星期六粉末等离子堆焊要求焊前严格清除工件表面韵氧化物和油污。堆焊工艺要控制适当，以避免堆焊层稀释率过高；大工件应焊前预热，焊后缓冷。焊条电弧焊稀释率较大，对堆焊层性能不利。一般适用于要求高耐磨性的较大工件的堆焊。焊条焊前须150℃烘干1h。宜采用直流反接，小电流短弧堆焊。焊前工件根据尺寸大小预热300℃-600℃，焊后600℃-700℃回火1h后缓冷,以避免开裂。钴基堆焊层一般焊态使用，偶尔采用去应力退火处理。第38页，共49页，2023年，2月20日，星期六(四)铜基堆焊材料及工艺铜基堆焊材料分为紫铜、黄铜、青铜和白铜四类。形式有焊条、焊丝和堆焊用带极。1．铜基堆焊材料的应用铜基堆焊材料有较好的耐大气、耐海水和耐各种酸碱溶液的腐蚀，耐气蚀以及耐粘着磨损的性能。但易受硫化物和氨盐的腐蚀，耐磨料磨损性能不良，所以不适于在高应力磨料磨损和温度高于200℃的条件下工作。铜基堆焊材料受核辐照不会变成放射性材料，所以在核工业中应用较多。铜基堆焊材料主要用来制造要求耐腐蚀、耐气蚀和金属间磨损的以铁基材料为母材的双金属零件或修补磨损的工件。

第39页，共49页，2023年，2月20日，星期六2．铜基堆焊材料的堆焊工艺铜基堆焊材料堆焊时一般不预热。当工件厚度较大，熔合不良时，可预热200℃左右。为减少母材中铁的不良影响，往往取堆焊层6mm以上部分为工作层。氧-乙炔焰和TIG堆焊比较好。手工电弧堆焊和TIG焊时电流要尽量小，焊条电弧堆焊所用的焊条多为低氢焊条，采用直流反接。用带极埋弧堆焊在钢基体上堆焊铜基堆焊材料时，焊前不预热。MIG适合大面积修补堆焊。紫铜的堆焊尽量采用能量集中的热源，如丝极或带极埋弧堆焊和MIG、TiG填丝堆焊。必要时工件预热400℃左右，否则易产生融合不良缺陷。

第40页，共49页，2023年，2月20日，星期六铝青铜堆焊宜采用TIG填丝堆焊、MIG和焊条电弧堆焊，不能用氧-乙炔焰堆焊。堆焊时采用小线能量，以防止钢基体母材熔合线附近产生渗铜液化裂纹。黄铜堆焊时，为了减少锌的蒸发，宜采用氧-乙炔焰堆焊。B30白铜堆焊时，如果堆焊材料铁的质量分数超过5％，则将引起裂纹。通常先堆焊一层纯镍或蒙乃尔合金作过渡层。堆焊工艺宜选带极埋弧堆焊。焊前工件和焊丝均应干净，焊条应在200℃～300℃烘干lh。第41页，共49页，2023年，2月20日，星期六(五)碳化钨堆焊材料及工艺碳化钨是硬质合金的重要成分。堆焊用的碳化钨分为铸造碳化钨和烧结碳化钨二类。铸造碳化钨中碳的质量分数为3.7％～4.0％、钨的质量分数为95％～96％，它是WC-W2C的混合物。这类合金硬度高，耐磨性好，但脆性大，加入质量分数为5％～15％的钴可降低熔点，增加韧性。烧结碳化钨牌号为YG—X(YG后的数字代表钴的质量分数)，随钴的含量的提高，烧结碳化钨堆焊层硬度下降，韧性增加。此外，碳化钨颗粒越细，耐磨性越高。第42页，共49页，2023年，2月20日，星期六1．碳化钨堆焊材料的成分、性能和用途碳化钨堆焊材料堆焊层实质上是含有碳化钨硬质颗粒和较软胎体金属的复合材料堆焊层。胎体金属可以是铁基合金(碳钢、合金钢)、镍基合金、钴基合金和铜基合金。这种复合材料在磨料磨损的工况条件下，胎体金属优先被割削，从而使硬质颗粒在表面稍微凸起。如果干净表面容许在磨损过程中存在一定的不平度，则碳化钨的切削作用使这类堆焊层磨料磨损性能最佳。如所选胎体金属足够强韧或所选碳化物为烧结型，则堆焊层同时可抗轻度和中度冲击。不同胎体金属还使得堆焊金属具有不同程度的高温抗氧化性和耐腐蚀性。第43页，共49页，2023年，2月20日，星期六