技能培訓(xùn)治理：堆焊核心要素一覽

碳化鎢的堆焊碳化鎢熔點(diǎn)高達(dá)3000℃，在電弧的高溫作用下部分熔化，并熔入母材金屬中，使表層堆焊層的母材組織多是馬氏體鋼或馬氏體合金鑄鐵，產(chǎn)生裂紋傾向大。合金鑄鐵的堆焊馬氏體合金鑄鐵裂紋傾向很大，堆焊前需要預(yù)熱，堆焊后也需要緩冷，焊后不能進(jìn)行熱處理，不能進(jìn)行機(jī)加工，磨削加工也較困難，僅適用焊后不需要加工零件的堆焊。奧氏體合金鑄鐵硬度比馬氏體合金鑄鐵低,焊后容易產(chǎn)生冷裂紋,焊前需預(yù)熱,焊后需在預(yù)熱的溫度下隨爐緩冷,僅適用焊后不需加工零件的堆焊。受氣蝕和泥沙磨損合金的堆焊大多數(shù)采用低碳鉻錳奧氏體，鋼焊條堆焊，堆焊層為奧氏體加鐵素體的雙相組織，堆焊前不需預(yù)熱。堆焊層抗裂性好，原始硬度不高，受到?jīng)_擊后能迅速強(qiáng)化，抗氣蝕性能也很好。耐沖擊磨損合金的堆焊高錳鋼表面受到?jīng)_擊壓力后引起表層塑性變形，使原先高韌性的奧氏體組織轉(zhuǎn)變成高硬度的馬氏體和析出碳化物,變得內(nèi)層韌性好耐沖擊、表面硬而耐磨。焊件不能預(yù)熱，堆焊時(shí)焊層溫度不能高,要短道焊、分散焊。要控制層間溫度，必要時(shí)用冷卻水澆在焊件上或?qū)⒑讣糠纸胨袕?qiáng)制冷卻。堆焊時(shí)盡量減小熱輸入，采用小電流、大焊速,使堆焊層有足夠快的冷卻速度。每層堆焊后立即錘擊，堆焊后焊件進(jìn)行水韌處理。耐高溫腐蝕和磨損合金的堆焊工作溫度低于450℃的鉻不銹鋼堆焊金屬能耐蒸氣、弱酸的腐蝕，抗裂性好，可不預(yù)熱堆焊。工作溫度在450~580℃的奧氏體不銹鋼堆焊金屬用于中、高壓閥門密封面的堆焊。由于堆焊層是奧氏體加一定數(shù)量的鐵素體雙相組織，抗裂性較好,一般可不預(yù)熱。工作溫度為500~650℃的高鉻合金鑄鐵堆焊金屬。由于含碳量高，碳化物和其它化合物使堆焊層具有較高的硬度HRC≥40~48，需要充分預(yù)熱才能避免裂紋。多層短段往返堆焊ZG200-400材料時(shí),后道焊縫必須在前道焊縫金屬尚處在亮紅色時(shí)就堆敷上去,否則易出現(xiàn)裂紋。常溫下金屬與金屬間摩擦磨損的堆焊主要用于修理磨損后的零件，一般只要求恢復(fù)尺寸，并不要求得到更高的硬度和耐磨性。這類堆焊金屬合金元素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過5%。低碳低合金鋼堆焊金屬抗裂性較好，可進(jìn)行切削加工。中碳低合金鋼堆焊金屬組織主要是馬氏體、還有少量珠光體或殘余奧氏體。堆焊層硬度為HBS350~550，含碳量和合金量偏高時(shí)可達(dá)HRC50，退火后可以機(jī)械加工，堆焊金屬裂紋傾向較大。高速鋼刀具的堆焊高速鋼刀具材料堆焊時(shí)，預(yù)熱、冷卻速度要適當(dāng)，堆焊層內(nèi)的菜氏體共晶和網(wǎng)狀碳化物就會(huì)減少，高速鋼刀具的使用壽命就會(huì)提高。堆焊后的高速鋼刀具應(yīng)立即入爐退火或在熱的石棉灰中緩冷。堆焊后的高速鋼需經(jīng)熱處理后才能使用。冷變形模具磨損的堆焊在冷變形模具的堆焊金屬中,一類是高碳鉻12型，堆焊金屬耐磨性很好，但抗裂性較差，焊前需預(yù)熱550℃，焊后需立即放入700℃爐中隨爐冷卻；另一類是低鉻型，堆焊前預(yù)熱溫度為300~400℃。熱加工模具的堆焊熱鍛模、熱軋輥和熱剪切刀具堆焊金屬易淬硬而產(chǎn)生裂紋，焊前應(yīng)預(yù)熱，焊接時(shí)控制并保持一定層間溫度，焊后應(yīng)緩冷。每道堆焊層的層間停頓時(shí)間25~35s。多層堆焊時(shí)，后道焊縫應(yīng)在前道焊縫的弧坑處引弧，并將弧坑堆滿。要在引弧板上引弧和在堆高層上收弧。堆焊結(jié)束后立即將焊件送入200℃的爐(或烘箱)中保溫2h,再隨爐冷卻。堆焊工藝與操作焊前準(zhǔn)備做好堆焊前的準(zhǔn)備工作是保證堆焊質(zhì)量的重要因素，主要內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：（1）確定零件堆焊部位的要求。（2）確定堆焊方法、焊接參數(shù)、堆焊材料（焊條、焊絲、焊劑等）、堆焊用設(shè)備、熔化極形狀及極性的選擇等。（3）清除焊件表面油、污、裂紋。（4）烘干焊條、焊劑。焊前表面處理和退火需要堆焊的焊件表面，在焊前要脫脂除銹和清除污物。有些焊件在工作過程中表面往往已產(chǎn)生裂紋和剝離，有的表面還有腐蝕坑等，這些缺陷不去除將對(duì)堆焊層的質(zhì)量不利，因此這類焊件焊前要進(jìn)行去應(yīng)力退火，并且還要用機(jī)械加工的方法把表面缺陷徹底除掉。焊前預(yù)熱和焊后緩冷焊有開裂傾向的碳鋼和低合金鋼時(shí)，防止開裂和剝落的有效方法是預(yù)熱和緩冷。預(yù)熱溫度高低，與堆焊金屬的碳當(dāng)量、工件的材質(zhì)、大小和堆焊部位的剛度等有關(guān)。預(yù)熱溫度一般選150~600℃。表1

碳當(dāng)量選擇預(yù)熱溫度對(duì)于堆焊金屬硬度比較高、堆焊面積比較大的焊件，如鍛模、大閥體等，需要整體預(yù)熱。對(duì)于僅需局部堆焊的焊件，可以局部預(yù)熱。而對(duì)于那些在堆焊過程中就能夠被整體加熱的小零件，可以不預(yù)熱。為了防止裂紋和剝離，除了焊前預(yù)熱外，還要焊后緩冷。緩冷的方法是：堆焊后可將堆焊零件放在石棉灰、石棉毯或硅酸鋁等保溫材料中緩冷。對(duì)于淬硬傾向小的堆焊金屬，如1Cr13、2Cr13等，焊后為了獲得較高的硬度，也可選用空冷，機(jī)械加工后不再進(jìn)行熱處理。對(duì)于淬硬傾向大的堆焊金屬，如高鉻鑄鐵、碳化鎢、鈷基合金等，焊后要進(jìn)行600~700℃回火1h，再緩冷以免出現(xiàn)裂紋。隔離層堆焊為了減少應(yīng)力，防止堆焊層產(chǎn)生裂紋和剝離，可先用塑、韌性好的焊條堆焊隔離層將堆焊層與基體隔離。如在碳鋼上堆焊高錳鋼時(shí)，可先在碳鋼上堆焊一層鉻鎳或鉻錳奧氏體鋼，然后再在奧氏體鋼上堆焊高錳鋼，這樣既可減少焊接應(yīng)力，又不影響高錳鋼焊后采取快冷的措施。減少母材對(duì)堆焊層合金元素的稀釋率堆焊過程中，部分母材金屬要熔入堆焊金屬中，堆焊金屬中的部分合金元素也要燒損，這些都會(huì)使堆焊硬度改變和力學(xué)性能下降。因此在選擇堆焊方法時(shí)，要進(jìn)行比較，盡量選擇稀釋率低的焊接方法。減少焊件堆焊后的變形對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸和大直徑的薄壁筒,堆焊時(shí)容易產(chǎn)生彎曲和波浪變形。對(duì)這類零件堆焊時(shí)應(yīng)采取以下措施：（1）盡量選擇熔深小、線能量小的堆焊方法。（2）采用夾具或焊上臨時(shí)支撐板，以增加焊件剛度。（3）采用預(yù)先反變形法。（4）選取合理的施焊順序。（5）采用較細(xì)焊條，小電流及快焊速，并采取間歇冷卻等方法，防止堆煌部位局部過熱。堆焊后的熱處理堆焊后，堆焊層的性能達(dá)不到要求時(shí)，需要將