堆焊技術知多少？它為什么能延長軋鋼機關鍵備件的生命

案例：軋輥作為軋鋼機的關鍵備件，在軋鋼過程中消耗量大，我國年產鋼材已超過6億t，所消耗軋輥的價值在170億元以上。因此，采用堆焊方法修補舊軋輥，延長軋輥的使用壽命已成為我國軋鋼企業(yè)降低生產成本、提高經濟效益的重要舉措，當原軋輥使用到報廢期限時，可以進行堆焊修復。經過堆焊修復的軋輥，具有成本低、壽命長、使用效果好等特點，受到軋鋼企業(yè)普遍的歡迎，也符合我國節(jié)能降耗、清潔生產、循環(huán)經濟的基本國策。下圖所示為采用堆焊方法修補后的舊軋輥。采用堆焊方法修補后的舊軋輥隨著科學技術的日益進步，各種產品機械裝備逐步向大型化、高效率、高參數(shù)方向發(fā)展，對產品的可靠性和使用性能要求越來越高。材料表面堆焊作為焊接技術的分支，是提高產品和設備性能、延長使用壽命的有效手段。除了金屬和合金外，陶瓷、塑料、無機非金屬及復合材料等可以作為堆焊合金材料。因此，通過堆焊技術可以使零件表面獲得耐磨、耐熱、耐蝕、耐高溫、潤滑、絕緣等各種特殊性能。目前，堆焊技術大量應用于機械制造、治金、電力、礦山、建筑、石油化工等產業(yè)部門。埋弧帶極自動堆焊堆焊的特點與分類（1）堆焊的特點堆焊是采用焊接方法將具有一定性能的材料熔敷在工件表面的一種工藝過程。堆焊的目的與一般焊接方法不同，不是為了連接工件，而是對工件表面進行改性，以獲得具有耐磨性、耐熱性、耐蝕性等特殊性能的熔敷層，或恢復工件因磨損或加工失誤造成的尺寸不足。這兩方面的應用在表面工程學中稱為修復與強化。下圖所示為堆焊后的零部件表面。堆焊后的零部件表面堆焊方法較其他表面處理方法具有的優(yōu)點是：1）堆焊層與基體金屬的結合是冶金結合，結合強度高，抗沖擊性能好。2）堆焊層金屬的成分和性能調整方便，一般常用的焊條電弧焊堆焊焊條或藥芯焊條調節(jié)配方很方便，可以設計出各種合金體系，以適應不同的工況要求。3）堆焊層厚度大，一般堆焊層厚度可在2~30mm內調節(jié)，更活合于嚴重磨損的工況。4）節(jié)省成本，經濟性好。當工件的基體采用普通材料制造，表面用高合金堆焊時，不僅降低了制造成本，而且節(jié)約了大量貴重金屬。在工件維修過程中合理選用堆焊合金，對受損工件的表面加以堆焊修補，可以大大延長工件使用壽命，延長維修周期，降低生產成本。5）由于堆焊技術就是通過焊接的方法增加或恢復零部件尺寸，或使零部件表面獲得具有特殊性能的合金層，所以對于能夠熟練掌握焊接技術的人員而言其難度不大，可操作性強。電渣帶極自動堆焊（2）堆焊的分類堆焊技術是熔焊技術的一種，凡屬于熔焊的方法都可用于堆焊。常用堆焊方法的分類見表。目前應用最為廣泛的是焊條電弧堆焊和氧乙炔火焰堆焊。常用堆焊方法的分類堆焊的用途作為焊接領域中的一個分支，堆焊技術的應用范圍非常廣泛，堆焊技術的應用幾乎遍及所有的制造業(yè)，如礦山機械、輸送機械、治金機械、動力機械、農業(yè)機械、汽車、石油設備、化工設備、建筑以及工具模具及金屬結構件的制造與維修中。通過堆焊可以修復外形不合格的金屬零部件及產品，或制造雙金屬零部件。采用堆焊可以延長零部件的使用壽命，降低成本，改進產品設計，尤其對合理使用材料（特別是貴重金屬）具有重要意義。按用途和工件的工況條件，堆焊技術的應用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）恢復工件尺寸堆焊由于磨損或加工失誤造成工件尺寸不足，是廠礦企業(yè)經常遇到的問題。用堆焊方法修復上述工件是一種常用的工藝方法，修復后的工件不僅能正常使用，很多情況下還能超過原工件的使用壽命，因為將新工藝、新材料用于堆焊修復，可以大幅度提高原有零部件的性能。如冷軋輥、熱軋輥及異型軋輥的表面堆焊修復，農用機械（拖拉機、農用車、插秧機、收割機等）磨損件的堆焊修復等。據(jù)統(tǒng)計，用于修復舊工件的堆焊合金量占堆焊合金總量的72.2％。利用堆焊技術修復的冷軋輥利用堆焊技術修復的輥胎和輥皮（2）耐磨損、耐腐蝕堆焊磨損和腐蝕是造成金屬材料失效的主要因素，為了提高金屬工件表面的耐磨性和耐腐蝕，以滿足工作條件的要求，延長工件使用壽命，可以在工件表面堆焊一層或幾層耐磨或耐蝕層。工件的基體與表面堆焊層選用具有不同性能的材料，能制造出雙金屬工件。由于只是工件表面層具有合乎要求的耐磨，耐蝕等方面的特殊性能，所以充分發(fā)揮了材料的作用與工作潛力，而且節(jié)約了大量的貴重金屬。工件表面堆焊耐磨或耐蝕層一（3）制造新零件通過在金屬基體上堆焊一種合金可以制成具有綜合性能的雙金屬機器零件。這種零件的基體和堆焊合金層具有不同的性能，能夠滿足兩者不同的性能要求。這樣能充分發(fā)揮材質的工作潛力。例如，水輪機的葉片，基體材料為碳素鋼，在可能發(fā)生氣蝕部分（多在葉片背面下半段）堆焊一層不銹鋼，使之成為耐氣蝕的雙金屬葉片；在金屬