技能培训治理：堆焊核心要素一览.docx

碳化钨的堆焊

碳化钨熔点高达3000℃，在电弧的高温作用下部分熔化，并熔入母材金属中，使表层堆焊层的母材组织多是马氏体钢或马氏体合金铸铁，产生裂纹倾向大。
合金铸铁的堆焊

马氏体合金铸铁裂纹倾向很大，堆焊前需要预热，堆焊后也需要缓冷，焊后不能进行热处理，不能进行机加工，磨削加工也较困难，仅适用焊后不需要加工零件的堆焊。
奥氏体合金铸铁硬度比马氏体合金铸铁低,焊后容易产生冷裂纹,焊前需预热,焊后需在预热的温度下随炉缓冷,仅适用焊后不需加工零件的堆焊。
受气蚀和泥沙磨损合金的堆焊

大多数采用低碳铬锰奥氏体，钢焊条堆焊，堆焊层为奥氏体加铁素体的双相组织，堆焊前不需预热。堆焊层抗裂性好，原始硬度不高，受到冲击后能迅速强化，抗气蚀性能也很好。
耐冲击磨损合金的堆焊

高锰钢表面受到冲击压力后引起表层塑性变形，使原先高韧性的奥氏体组织转变成高硬度的马氏体和析出碳化物,变得内层韧性好耐冲击、表面硬而耐磨。
焊件不能预热，堆焊时焊层温度不能高,要短道焊、分散焊。要控制层间温度，必要时用冷却水浇在焊件上或将焊件部分浸入水中强制冷却。
堆焊时尽量减小热输入，采用小电流、大焊速,使堆焊层有足够快的冷却速度。
每层堆焊后立即锤击，堆焊后焊件进行水韧处理。
耐高温腐蚀和磨损合金的堆焊

工作温度低于450℃的铬不锈钢堆焊金属能耐蒸气、弱酸的腐蚀，抗裂性好，可不预热堆焊。
工作温度在450~580℃的奥氏体不锈钢堆焊金属用于中、高压阀门密封面的堆焊。由于堆焊层是奥氏体加一定数量的铁素体双相组织，抗裂性较好,一般可不预热。
工作温度为500~650℃的高铬合金铸铁堆焊金属。由于含碳量高，碳化物和其它化合物使堆焊层具有较高的硬度HRC≥40~48，需要充分预热才能避免裂纹。
多层短段往返堆焊ZG200-400材料时,后道焊缝必须在前道焊缝金属尚处在亮红色时就堆敷上去,否则易出现裂纹。
常温下金属与金属间摩擦磨损的堆焊

主要用于修理磨损后的零件，一般只要求恢复尺寸，并不要求得到更高的硬度和耐磨性。这类堆焊金属合金元素总质量分数不超过5%。低碳低合金钢堆焊金属抗裂性较好，可进行切削加工。中碳低合金钢堆焊金属组织主要是马氏体、还有少量珠光体或残余奥氏体。堆焊层硬度为 HBS350~550，含碳量和合金量偏高时可达 HRC50，退火后可以机械加工，堆焊金属裂纹倾向较大。
高速钢刀具的堆焊

高速钢刀具材料堆焊时，预热、冷却速度要适当，堆焊层内的菜氏体共晶和网状碳化物就会减少，高速钢刀具的使用寿命就会提高。堆焊后的高速钢刀具应立即入炉退火或在热的石棉灰中缓冷。
堆焊后的高速钢需经热处理后才能使用。
冷变形模具磨损的堆焊

在冷变形模具的堆焊金属中,一类是高碳铬12型，堆焊金属耐磨性很好，但抗裂性较差，焊前需预热550℃，焊后需立即放入700℃炉中随炉冷却；另一类是低铬型，堆焊前预热温度为300~400℃。
热加工模具的堆焊

热锻模、热轧辊和热剪切刀具堆焊金属易淬硬而产生裂纹，焊前应预热，焊接时控制并保持一定层间温度，焊后应缓冷。每道堆焊层的层间停顿时间25~35s。多层堆焊时，后道焊缝应在前道焊缝的弧坑处引弧，并将弧坑堆满。要在引弧板上引弧和在堆高层上收弧。堆焊结束后立即将焊件送入200℃的炉(或烘箱)中保温 2h,再随炉冷却。

堆焊工艺与操作
焊前准备

做好堆焊前的准备工作是保证堆焊质量的重要因素，主要内容有以下几点：
（1）确定零件堆焊部位的要求。
（2）确定堆焊方法、焊接参数、堆焊材料（焊条、焊丝、焊剂等）、堆焊用设备、熔化极形状及极性的选择等。
（3）清除焊件表面油、污、裂纹。
（4）烘干焊条、焊剂。
焊前表面处理和退火

需要堆焊的焊件表面，在焊前要脱脂除锈和清除污物。有些焊件在工作过程中表面往往已产生裂纹和剥离，有的表面还有腐蚀坑等，这些缺陷不去除将对堆焊层的质量不利，因此这类焊件焊前要进行去应力退火，并且还要用机械加工的方法把表面缺陷彻底除掉。
焊前预热和焊后缓冷

焊有开裂倾向的碳钢和低合金钢时，防止开裂和剥落的有效方法是预热和缓冷。预热温度高低，与堆焊金属的碳当量、工件的材质、大小和堆焊部位的刚度等有关。预热温度一般选150~600℃。

表1 碳当量选择预热温度
对于堆焊金属硬度比较高、堆焊面积比较大的焊件，如锻模、大阀体等，需要整体预热。对于仅需局部堆焊的焊件，可以局部预热。而对于那些在堆焊过程中就能够被整体加热的小零件，可以不预热。
为了防止裂纹和剥离，除了焊前预热外，还要焊后缓冷。缓冷的方法是：堆焊后可将堆焊零件放在石棉灰、石棉毯或硅酸铝等保温材料中缓冷。对于淬硬倾向小的堆焊金属，如1Cr13、2Cr13等，焊后为了获得较高的硬度，也可选用空冷，机械加工后不再进行热处理。对于淬硬倾向大的堆焊金属，如高铬铸铁、碳化钨、钴基合金等，焊后要进行600~700℃回火1h，再缓冷以免出现裂纹。
隔离层堆焊

为了减少应力，防止堆焊层产生裂纹和剥离，可先用塑、韧性好的焊条堆焊隔离层将堆焊层与基体隔离。如在碳钢上堆焊高锰钢时，可先在碳钢上堆焊一层铬镍或铬锰奥氏体钢，然后再在奥氏体钢上堆焊高锰钢，这样既可减少焊接应力，又不影响高锰钢焊后采取快冷的措施。
减少母材对堆焊层合金元素的稀释率

堆焊过程中，部分母材金属要熔入堆焊金属中，堆焊金属中的部分合金元素也要烧损，这些都会使堆焊硬度改变和力学性能下降。因此在选择堆焊方法时，要进行比较，尽量选择稀释率低的焊接方法。
减少焊件堆焊后的变形

对细长轴和大直径的薄壁筒,堆焊时容易产生弯曲和波浪变形。对这类零件堆焊时应采取以下措施：
（1）尽量选择熔深小、线能量小的堆焊方法。
（2）采用夹具或焊上临时支撑板，以增加焊件刚度。
（3）采用预先反变形法。
（4）选取合理的施焊顺序。
（5）采用较细焊条，小电流及快焊速，并采取间歇冷却等方法，防止堆煌部位局部过热。
堆焊后的热处理

堆焊后，堆焊层的性能达不到要求时，需要将焊件重新进行热处理。热处理工艺要根据堆焊层合金的成分和要求而定。在焊后热处理时，要注意防止产生再热裂纹。
堆焊工艺参数的选择

焊接工艺参数及焊接条件的变化，对堆焊质量均有明显影响，如焊接电流、电压、焊速、运条方式、焊接顺序、弧长、搭边量，对稀释率都有影响。