堆焊定義

、 堆焊定義：用焊接方法在零件表面堆敷一層具有一定性能的材料，以增加零件的耐磨、耐熱、耐腐蝕等方面性能。在冶金、礦山、電力、農(nóng)業(yè)、石油等行業(yè)被廣泛應(yīng)用。2、堆焊須注意幾點(diǎn)：根據(jù)使用要求，合理選用堆焊合金；盡量降低母材稀釋率；（擺動(dòng)、防工件變形）提高生產(chǎn)率；（明弧）希望堆焊金屬和母材有相近的膨脹系數(shù)和相變溫度。（高鉻鑄鐵）3、堆焊目的：降低成本延長(zhǎng)使用壽命減少維修（費(fèi)用及時(shí)間）減少備件面堆焊就是對(duì)耐磨部件表面硬化處理的過程。采用高硬度的藥芯焊絲和WD-BX1型專業(yè)明弧平焊焊接設(shè)備進(jìn)行表面堆焊，從而使耐磨部件表面形成比母材材質(zhì)更耐磨的高鉻復(fù)合碳化物，并能夠使該高鉻碳化物與母材很好的結(jié)合成一個(gè)整體。采用這種技術(shù)會(huì)節(jié)約采購成本的50%以上，有效生產(chǎn)使用時(shí)間是原新品的2倍以上。例如：企業(yè)購置新品進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)，在耐磨件磨損到最佳生產(chǎn)效率以下時(shí)（磨損量約占新品總重量的一小部分），企業(yè)就會(huì)報(bào)廢該部件重新購置，那么余下的大部分報(bào)廢處理不經(jīng)濟(jì)，增加采購費(fèi)用，加重企業(yè)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因?yàn)椴捎糜裁娑押讣夹g(shù)可以降低采購費(fèi)用，又能延長(zhǎng)耐磨部件的使用壽命，在各個(gè)行業(yè)得到了廣泛的關(guān)注與應(yīng)用。下面就各個(gè)行業(yè)的實(shí)際情況，介紹硬面堆焊技術(shù)的應(yīng)用。1、鋼鐵行業(yè)硬面堆焊技術(shù)的應(yīng)用鋼鐵廠的耐磨部件工作環(huán)境非常惡劣。生產(chǎn)過程中溫度高，冷熱循環(huán)頻繁，使耐磨設(shè)備加速磨損，增加鋼鐵廠的維修成本及工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。例如鋼鐵廠中的連鑄輥是連軋機(jī)的主體，在生產(chǎn)過程中，連鑄輥通過產(chǎn)生擠壓力來使鋼坯成型。此種工作原理使連鑄輥受到鋼坯的高溫及反作用力的影響，就會(huì)使連鑄輥的表面產(chǎn)生非疲勞性裂紋，可以直觀看清，甚至成片狀脫落。給生產(chǎn)運(yùn)行帶來極大的不便，影響生產(chǎn)效率，甚至造成停產(chǎn)。很多鋼鐵廠深知，購買新品交貨工期長(zhǎng)，而且生產(chǎn)成本也提高了一半以上。以連軋機(jī)中的一個(gè)連鑄輥為例，當(dāng)該輥磨損到最佳生產(chǎn)率以下時(shí)，實(shí)際消耗不足整體輥?zhàn)拥?/10，那么9/10的鑄輥報(bào)廢處理不經(jīng)濟(jì)。所以鋼鐵廠大都采用硬面堆焊技術(shù)，在報(bào)廢的輥?zhàn)颖砻娑押赣裁婧辖?，直到堆到輥?zhàn)釉砻娉叽纭＿@樣，一來可以降低生產(chǎn)成本的一半以上，二來縮短恢復(fù)生產(chǎn)的時(shí)間，另外，過鋼量增長(zhǎng)810倍，經(jīng)濟(jì)合理。2、水泥生產(chǎn)企業(yè)硬面堆焊技術(shù)的應(yīng)用目前新型干法生產(chǎn)線在我國蓬勃發(fā)展，立式磨機(jī)以它的低能耗被廣泛應(yīng)用到水泥生產(chǎn)線中。例如：生料粉磨、熟料粉磨、煤粉粉磨以及礦渣粉磨。立式磨機(jī)（通常稱為立磨）因此成為相關(guān)企業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)，從而也應(yīng)運(yùn)而生很多服務(wù)項(xiàng)目。立式磨機(jī)的磨輥輥套及磨盤襯瓦的硬面堆焊工程服務(wù)就是其中一項(xiàng)。提高磨輥輥套及磨盤襯瓦的耐磨性，已經(jīng)成為應(yīng)用立磨水泥生產(chǎn)企業(yè)的硬性指標(biāo)。因?yàn)榱⑹侥C(jī)是水泥生產(chǎn)企業(yè)的重要生產(chǎn)設(shè)備之一。但磨輥輥套及磨盤襯瓦的磨損是主觀存在的，磨損到一定程度，耐磨部件因表面缺失、變形，使部件間隙加大，不能進(jìn)行很好的研磨，從而降低生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)能耗，甚至不能進(jìn)行生產(chǎn)。根據(jù)目前水泥市場(chǎng)的可觀利潤(rùn)，停產(chǎn)一天將會(huì)對(duì)大型水泥生產(chǎn)企業(yè)造成至少幾十萬的純利潤(rùn)損失。盡快提高生產(chǎn)效率，或盡快恢復(fù)生產(chǎn)是迫在眉捷的。因?yàn)椴捎酶鼡Q新品的維修方式，需要大量采購費(fèi)用，而且供貨周期比較長(zhǎng)，若在水泥生產(chǎn)企業(yè)非計(jì)劃性的維修中，顯得遠(yuǎn)水解不了近渴。所以“救急性服務(wù)硬面堆焊”是廣大應(yīng)用立式磨水泥業(yè)主的理想選擇。水泥生產(chǎn)企業(yè)的耐磨件硬面堆焊，服務(wù)形式可以多樣化，即可以拆下來運(yùn)到堆焊修復(fù)工廠去進(jìn)行堆焊修復(fù)，也可以在不解體磨機(jī)的情況下進(jìn)行磨內(nèi)補(bǔ)焊。以水泥生產(chǎn)企業(yè)的生料磨為例：由于國內(nèi)的水泥生產(chǎn)線趨于大噸位化，所以立式磨的外形尺寸也會(huì)相應(yīng)加大，以迎合生產(chǎn)量。磨盤外徑尺寸大部分不小于3米。由于磨內(nèi)空間大，WD-BX1型便攜式焊接設(shè)備輕而易舉的就可以架設(shè)進(jìn)磨內(nèi)，也可多臺(tái)架設(shè)。進(jìn)行磨輥輥套及磨盤襯瓦的硬面堆焊。從而節(jié)約了大量拆卸費(fèi)用，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了檢修工期。尤其是在水泥生產(chǎn)企業(yè)沒有備件的情況下，這種在磨內(nèi)進(jìn)行堆焊的技術(shù)更是水泥業(yè)主的最寵，對(duì)比新備品，費(fèi)用低、工期短、耐磨壽命可提高2倍以上。是水泥生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)首選。國產(chǎn)或進(jìn)口的立式磨機(jī)，在國內(nèi)應(yīng)用頗多。立磨輥套及襯瓦的母材材質(zhì)大體有以下幾種：高鉻鑄鐵、鎳鉻合金等，這些材料都適合表面堆焊，但必須選用專業(yè)焊接設(shè)備及專用焊材。分析立磨耐磨件的磨損原因，有原料進(jìn)料時(shí)，對(duì)設(shè)備的沖擊，以及在磨輥與磨盤接觸邊緣與物料產(chǎn)生的剪切力，加上磨機(jī)在粉磨物料時(shí)受到的反作用力，使耐磨件表面溝壑與凸棱交替變換，使耐磨件表面尺寸變小，增加間隙，影響生產(chǎn)效率。采用沈陽威德焊接的堆焊技術(shù)，可以堆焊分體式部件、平面部件、錐形部件。如錐形磨輥磨損嚴(yán)重，并且在大頭已經(jīng)磨平的情況下，采用沈陽威德焊接的專業(yè)技術(shù)進(jìn)行過渡耐磨層，防止母材與耐磨層結(jié)合不緊密，在運(yùn)行中使耐磨層脫落。在磨內(nèi)進(jìn)行堆焊技術(shù)經(jīng)濟(jì)、輕松、合理，已被廣泛應(yīng)用。 3、電廠硬面堆焊技術(shù)的應(yīng)用火力發(fā)電是國內(nèi)電力行業(yè)的佼佼者，也是由于中國煤資源分布廣泛的結(jié)果?；鹆Πl(fā)電大都燃燒煤粉，使用立式磨進(jìn)行粉磨煤粉。由于煤質(zhì)的影響，對(duì)立磨的沖擊也相當(dāng)嚴(yán)重。磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，主要是將煤塊及含大量雜質(zhì)的煤干石進(jìn)行粉磨擠壓。長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，磨輥的表面會(huì)出現(xiàn)溝鱗狀磨損，磨盤表面會(huì)在與磨輥接觸面出現(xiàn)寬大約711公分的環(huán)形溝槽，使磨煤機(jī)工作效率越來越低，加大能耗。此時(shí)采用硬面堆焊技術(shù)，對(duì)磨輥及磨盤表面進(jìn)行堆焊，使耐磨件表面形成耐磨層，各種性能指標(biāo)均優(yōu)于新鑄造品，這也是由于鑄造工藝本身決定的。電渣堆焊編輯產(chǎn)生背景石油化工行業(yè)的加氫反應(yīng)器、原流合成塔、煤液化反應(yīng)器及核電站的厚壁壓力容器等內(nèi)表面均需大面積堆焊耐高溫，抗氧及硫化氫等腐蝕的不銹鋼襯里。70年代，在該領(lǐng)域內(nèi)，國內(nèi)外大量采用了帶極埋弧堆焊（SAW）技術(shù)。帶極的寬度也從窄帶向60mm、90mm、120mm、150mm的寬帶方向發(fā)展。該技術(shù)在稀釋率和熔敷速度上比絲極埋弧焊有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但隨著壓力容器日趨大型化、高參數(shù)化，促使堆焊技術(shù)向更優(yōu)質(zhì)更高效的方向發(fā)展。70年代初，德國首先發(fā)明，后被日、美、前蘇聯(lián)等國進(jìn)一步完善的帶極電渣堆焊技術(shù)由于它具有比帶極埋弧焊更高的生產(chǎn)效率、更低的稀釋率和良好的焊縫成形等優(yōu)點(diǎn),在國內(nèi)外得到迅速發(fā)展和較普遍的應(yīng)用。內(nèi)容關(guān)鍵帶極電渣堆焊是利用導(dǎo)電熔渣的電阻熱熔化堆焊材料和母材的，除引現(xiàn)階段外，整個(gè)堆焊過程應(yīng)設(shè)有電弧產(chǎn)生。為了獲得穩(wěn)定的電渣堆焊過程，有以下幾個(gè)技術(shù)關(guān)鍵：焊接電源在電渣堆焊過程中，渣池的穩(wěn)定性對(duì)堆焊質(zhì)量影響極大，而電壓的波動(dòng)又是影響渣池穩(wěn)定性的最關(guān)鍵因素，故希望堆焊過程電壓波動(dòng)最小，因此要求選用恒壓特性的直流電源。此外，電源應(yīng)具有低電壓，大電流輸出、控制精度高、較強(qiáng)的補(bǔ)償網(wǎng)路電壓波動(dòng)的能力和可靠的保護(hù)性能。電源的額定電流視所用帶寬而異，一般對(duì)60mm0.5mm帶極，額定電流為1500A，90mm0.5mm為2000A，120mm0.5mm為25O0A。焊劑獲得穩(wěn)定電渣過程的另一個(gè)必要條件是焊劑必須具有良好的導(dǎo)電性。一般電渣堆焊焊劑的電導(dǎo)率需達(dá)23-1cm-1，為普通埋弧焊焊劑的45倍。國內(nèi)外采用的電渣焊劑多為燒結(jié)型。焊劑電導(dǎo)率的大小，取決于焊劑組分中氯化物（NaF、CaF2、Na3AIF6等）的多少，當(dāng)氯化物（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）少于40%，堆焊過程為電弧過程，在40%50%范圍大致是電弧、電渣聯(lián)合過程；當(dāng)氯化物大于50%后，可形成全電渣過程。CaF2既是良好的導(dǎo)電材料又是主要的造渣劑，因此CaF2通常是電渣堆焊焊劑的主要成分。除了導(dǎo)電性外，焊劑還需有良好的堆焊工藝性（脫渣、成形、潤(rùn)濕性）及良好的冶金特性（合金元素?zé)龘p小，不利元素增量少），適宜的粒度（一般比埋弧焊焊劑粒度細(xì)）。滿足上述要求，已用于生產(chǎn)的焊劑種類很多，如有國外的FJ-1（日本）、EST122（德國）、Sandvik37S（美國）；國產(chǎn)的SJ15、SHD202等等。磁控裝置對(duì)于寬帶極（帶極寬度大于60mm）電渣堆焊，由于磁收縮效應(yīng)，會(huì)使堆焊層產(chǎn)生咬邊，隨著帶極寬度增加，堆焊電流增大，咬邊現(xiàn)象越重，因此必須采用外加磁場(chǎng)的方法來防止咬邊的產(chǎn)生（磁控法）。如圖所示。同時(shí)必須合理布置磁極位置，選擇合理的激磁電流大小，外加磁場(chǎng)太強(qiáng)或太弱均會(huì)影響堆焊焊道的成形（圖2）。二個(gè)磁極的磁控電流應(yīng)可分別調(diào)整。比如對(duì)于非預(yù)熱的平焊位置的工件，當(dāng)帶極為60mm0.5mm時(shí)，磁控裝置的南、北極控制電流分別為1.5A和3.5A；對(duì)于90mm0.5mm的帶極則分別為3A和3.5A。工藝參數(shù)采用合理的堆焊工藝參數(shù)是保證電渣堆焊過程穩(wěn)定，焊縫質(zhì)量良好的有效手段。影響帶極電渣堆焊質(zhì)量的工藝參數(shù)最主要的有焊接電壓、電流和焊接速度，其次還有干伸長(zhǎng)，焊劑層厚度，焊道間搭接量、焊接位置等。 精確控制焊接電壓對(duì)帶極電渣堆焊具有重要意義，當(dāng)電壓太低，有帶極粘連母材的傾向。電壓太高，電弧現(xiàn)象明顯增加，熔池不穩(wěn)定，飛濺也增大，推薦的焊接電壓可在2030V之間優(yōu)選。 焊接電流對(duì)帶極電渣堆焊質(zhì)量影響也較大。焊接電流增加，焊道的熔深、熔寬、堆高均隨這增加，而稀釋率略有下降，但電流過大，飛濺會(huì)增加。不同寬度的帶極應(yīng)選擇不同的焊接電流，比如對(duì)75mm0.4mm的帶極，電流可在10001300A之間優(yōu)選。 隨著焊接速度的增加，焊道的熔寬和堆高減小，熔深和稀釋率增加，焊速過高，會(huì)使電弧發(fā)生率增加，為控制一定的稀釋率，保證堆焊層性能，焊接速度一般控制在1517cm/min。 帶級(jí)電渣堆焊時(shí)，母材傾角會(huì)影響稀釋率和焊道成形，一般推薦采用水平位置或稍帶坡度（1º2º；）的上坡焊為宜。 其他一些參數(shù)的推薦值為：帶極伸出長(zhǎng)度為2535mm，焊劑厚度2535mm，焊道搭接量5l0mm。應(yīng)用范圍帶極電渣堆焊與帶極埋弧堆焊比有以下優(yōu)點(diǎn)：1）熔敷效率高，在中等電流下，比埋弧焊高50%；2）熔深淺而均勻，母材稀釋率低，一般可控制在10%以下，比埋弧焊小一倍、單層堆焊即可滿足性能要求。3）堆焊層成形良好，不易有夾渣等缺陷，表面質(zhì)量?jī)?yōu)良，表面不平度小于0.5mm（埋弧堆焊時(shí)大于lmm）故表面無需機(jī)械加工，省料省時(shí)。4）帶極中合金元素?zé)龘p和不利元素增量極少，堆焊層的塑性和韌性高于埋弧難焊。5）由于接頭熔合區(qū)的碳擴(kuò)散層窄，馬氏體帶寬度小，故接頭熔合區(qū)性能優(yōu)于帶極埋弧堆焊。正由于帶極電渣堆焊有上述優(yōu)點(diǎn)，國內(nèi)外在加氫控制反應(yīng)器、煤氣工程熱壁交換爐、核電站設(shè)備中壓力容器的內(nèi)表面大面積堆焊中均得到了廣泛應(yīng)用。由于電渣帶圾堆焊自身的一些特點(diǎn)，它也有定的應(yīng)用范圍：帶極電渣堆焊熱輸入較高，故一般用于堆焊50200mm的厚壁工件，推薦適用的工件最小直徑和壁厚如表1所示。表 1 推薦適用于帶極電渣堆焊的最小直徑和壁厚電極尺寸最小基體厚度最小曲面直徑，設(shè)備組成：設(shè)備由SPX無限回旋機(jī)頭、堆焊焊槍、焊接電源、重型操作機(jī)等部分組成。設(shè)備包含3套焊槍，分別為：小直徑內(nèi)壁堆焊槍、大直徑內(nèi)壁堆焊槍、端面隔離層堆焊槍。SPX機(jī)頭上的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可進(jìn)行無限圓周旋轉(zhuǎn)，內(nèi)置旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電機(jī)構(gòu)，氣水分離器。SPX機(jī)頭具有焊接電流、熱絲電流、系統(tǒng)接地、焊槍冷卻水進(jìn)出、焊槍保護(hù)氣的無限制旋轉(zhuǎn)過程的穩(wěn)定動(dòng)態(tài)連接和密封能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流、電弧電壓、系統(tǒng)工作邏輯信號(hào)和送絲控制信號(hào)等的無限制旋轉(zhuǎn)過程的穩(wěn)定連接；可以實(shí)現(xiàn)無限制連續(xù)焊接、不需要反轉(zhuǎn)回位。焊接機(jī)頭上的2個(gè)滑塊分別同時(shí)具備AVC弧長(zhǎng)跟蹤功能和OSC擺動(dòng)功能。AVC滑塊內(nèi)壁堆焊時(shí)用于弧長(zhǎng)跟蹤，端面堆焊時(shí)作為堆焊行走軸。垂直方向滑塊端面堆焊時(shí)用于弧長(zhǎng)跟蹤；內(nèi)壁堆焊可作為堆焊行走軸。設(shè)計(jì)了自動(dòng)定心功能，可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)焊接機(jī)頭旋轉(zhuǎn)中心與工件接管中心，同心精度小于0.1mm。內(nèi)壁堆焊焊槍ID60最小可焊工件內(nèi)徑60mm（堆焊后）。焊槍槍體內(nèi)有水冷系統(tǒng)，強(qiáng)制冷卻，提高焊槍工作穩(wěn)定性。大直徑內(nèi)壁熱絲TIG堆焊焊槍配有焊炬角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和熱絲送絲調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可用于接管拐角堆焊、端面堆焊，可用于內(nèi)徑