作为一种经济，快速的材料表面改性工艺方法，堆焊在各种工业领域的零件制造中越来越多地用于维修。为了最有效地利用包层，所需的包层方法具有对母材的稀释小，熔融速度高和优异的包层性能，即高质量，有效，低稀释率的包层技术。

介绍

一种焊接方法，其中金属通过电焊或气焊熔化并堆积在工具或机器零件的顶部。它们通常用于修复磨损和破裂的零件。

总览

例如，显示了几种包覆方法的稀释率和熔融率。

冷焊和堆焊

冷焊堆焊技术是利用高频放电原理，对工件进行非热堆焊，以修复金属工件的表面缺陷和磨损，确保工件的完整性；还可以利用其强化功能对工件进行强化，以达到耐磨性，耐热性，耐腐蚀性等。修复后的金属制品冷焊熔覆设备工件不变形，不退火，结合强度高，耐磨性好。焊接材料和基体的冶金结合确保了焊接的坚固性。通常用于精密铸件中的针孔，孔，毛刺，飞边，敲打，划痕，崩裂，拐角，孔，裂纹，磨损，下垂，制造错误，制造缺陷，焊接缺陷，维修和机械表面强化。

应用领域

模具制造

塑料模具的表面经过毛化处理，以增加美观性和使用寿命；头盔塑料模具部分表面焊接修复；铝合金压铸模具分流锥表面加固；模具型腔超弱，磨损，划痕修复和加固。

塑胶和橡胶

橡胶和塑料机械零件的修理，用于模具的橡胶和塑料零件的不良，磨损和修理。

航天

飞机发动机零件，涡轮机，涡轮轴的修理或修理，火箭喷嘴表面强化的修理，飞机外板零件的修理，人造卫星壳体的加强或修理，钛合金零件的局部渗碳强化，铁基高温合金零件的局部渗碳强化，镁合金表面渗碳A1防腐涂层，镁合金零件局部缺陷焊接修复，镍基/钴基高温合金叶片零件的局部焊接修复，例如叶片冠部阻尼表面和叶尖磨损以及引导叶片消融，等等

制造与维护

用于汽车制造和维修行业中的凸轮，曲轴，活塞，气缸，制动盘，叶轮，轮毂，离合器，摩擦片，排气阀等，以修补和修复车身的表面焊缝缺陷。

船舶动力

修理电动曲轴，衬套，轴瓦，电气组件，电阻器等，将电动车轮焊接到底线导轨连接板上，焊接电镀厂导体辊，进行金属氧化处理的铜和铝电极。

机械行业

超差工件的校正和机械导轨，各种轴，凸轮，液压机，液压机活塞，气缸壁，轴颈，滚子，齿轮，皮带轮，用于弹簧成形的心轴，塞规，环规，各种辊，杆的修理，圆柱，锁，轴承等。

铸造业

修理铁，铜，铝铸件的孔洞等缺陷，修复铝模型，磨损修复。

电渣焊

背景

1970年代，该领域在国内外大量使用埋弧焊（SAW）技术。带状极的宽度也从窄带发展到60mm，90mm，120mm，150mm的宽带。该技术在稀释率和熔化速度上比细丝埋弧焊取得了长足的进步，但随着压力容器的日益大型化，高参数化，推动了焊接技术向更加优质，高效的方向发展。 70年代初，德国首先被发明，随后是日本，美国，前苏联和其他国家，因为它比埋弧焊具有更高的生产效率，更低的稀释率和良好的焊接成形性，从而进一步改善了焊渣焊接技术等优点，在国内外得到了迅速的发展和越来越普遍的应用。

内容键

电沉积炉渣堆焊是利用导电渣抗热熔堆焊材料和基材，除铅阶段外，整个堆焊过程均应产生电弧。为了实现稳定的电子炉渣覆盖过程，有几个技术关键

焊接功率

在电渣焊过程中，渣池稳定性对渣焊质量有很大的影响，电压波动是影响渣池稳定性的最关键因素，希望渣焊过程中电压波动最小，因此要求使用直流电源的恒定电压特性。此外，电源应具有低电压，高电流输出，高控制精度，强大的网络电压波动补偿能力以及可靠的保护性能。电源的额定电流根据所使用的带宽而变化，通常为60mm x 0.5mm（带极），额定电流为1500A，2000A为90mm x 0.5mm，2500A为120mm x 0.5mm。

通量

获得稳定的电渣过程的另一个必要条件是助焊剂必须具有良好的导电性。普通电渣熔覆剂的电导率需要达到2〜3Ω-1cm-1，是普通埋弧焊剂通量的4〜5倍。国内外使用的大多数电渣通量都是烧结的。助焊剂的大小取决于氟化物（NaF，CaF2，Na3AIF6等）中的助熔剂成分，当氟化物（质量分数）小于40%时，用于电弧焊的电弧焊工艺范围在40%至50%大致是电弧，联合渣过程；当氟化物大于50%时，可形成全电渣过程。 CaF2既是良好的导电材料，又是主要的助渣剂，因此CaF2通常是电渣通量叠加的主要成分。除导电性外，焊剂还需要具有良好的熔覆工艺（除渣，成形，润湿性）和良好的冶金性能（合金元素燃尽小，不良元素增量少），合适的粒度（通常比埋弧焊剂细）粒径）。为了满足上述要求，已在生产多种类型的焊剂时使用，例如国外的FJ-1（日本），EST122（德国），Sandvik37S（美国），国内的SJ15，SHD202等。

磁控管

对于宽带焊条（焊条宽度大于60mm）电渣堆焊，由于磁收缩效应，会使堆焊层产生咬边，随着焊条宽度的增加，堆焊电流增加，咬合现象较重，因此必须使用外部磁场方法来防止产生咬边（磁控管方法）。如图所示。同时，必须合理安排磁极位置，选择合理大小的励磁电流，外部磁场过强或过弱都会影响堆焊路径的形成（图2）。两极的磁控管电流应分别调节。例如，对于处于平焊位置的非预热工件，当焊带极度为60mm×0.5mm时，磁控管装置的南极和北极控制电流分别为1.5A和3.5A。 90mm×0.5mm的带极分别为3A和3.5A。

工艺参数

使用合理的焊接工艺参数是保证电渣焊接工艺稳定性和良好焊接质量的有效手段。影响熔渣堆焊质量的工艺参数主要是焊接电压，电流和焊接速度，其后是干伸长率，焊剂层厚度，通道之间的重叠量，焊接位置等。当电压太低时，存在有被电极粘在基材上的倾向。电压太高；电弧现象显着增加，熔池不稳定，飞溅也增加，推荐的焊接电压可在20至30V之间为佳。 ②焊接电流对带极的电渣熔覆质量也有很大影响。焊接电流增加，焊接路径的深度，宽度和堆垛高度随之增加，而稀释率则略有降低，但是电流过高，飞溅增加。对于不同的宽度，应选择不同的焊接电流；例如，对于φ75mmx 0.4mm的带，电流可以在1000至1300A之间。 ③随着焊接速度的提高，焊管的熔化宽度和烟囱高度减小，熔化深度和稀释率增加，焊接速度过高，会使电弧的入射增加，以控制一定的稀释度为了保证镀层的性能，焊接速度一般控制在15〜17cm / min。 ④随着电渣水平堆焊，母材的倾斜度会影响稀释率和焊管成形；通常建议采用水平位置或坡度小的坡度焊接是合适的。 ⑤其他参数的推荐值是25-35mm的带长，25-35mm的焊剂厚度，5-10mm的搭接体积。

适用范围

用电渣堆焊和带极埋弧焊具有以下优点：1）焊接效率高，在中等电流下，50%高于埋弧焊； 3）堆焊层成型良好，不易有炉渣等缺陷，表面质量优良，表面不平整度小于0.5mm（埋弧焊堆焊大于1mm），因此表面无需机械加工，节省材料和时间。 4）随着极点在合金元素中的烧尽和不良元素的增加非常小，堆焊层的塑性和韧性均高于埋弧难以焊接。 5）由于接头碳扩散层的熔合区较窄，马氏体带宽小，因此接头的熔合性能优于带极埋弧焊。由于电渣堆焊的上述优点，它广泛用于国内外压力容器内表面大面积的加氢控制反应堆，天然气工程热壁交换炉，核电站设备中。由于电渣焊的特点，它也有一定的应用范围：电渣焊具有较高的热量输入，因此通常用于焊接50-200mm的厚壁工件。表1使用电极进行电渣堆焊的建议最小直径和壁厚电极尺寸最小基材厚度最小表面直径外表面内表面60×0.5 40 250 45090×0.5 80500 900

修正申请

介绍。

电力工业作为国民经济的基础产业，已经成为国家发展的重要目标。最近的二十年是中国电力发展史上增长最快，最成功的时期。截至1998年，中国的装机容量达到277289兆瓦，年发电量达到11576亿千瓦时，全国大型火力发电厂（装机容量超过1000兆瓦）达到68 [1]。随着发电厂数量的增加以及个人能力和参数的增加，机组的维护和修复变得越来越复杂和重要。作为涡轮发电机组的心脏-发电机转子，其高运行精度，快速运行速度和高制造成本，一旦损坏，将直接导致整个机组的输出功率下降甚至瘫痪。它已经通过热喷涂，氩弧焊，修补机，电刷镀等工艺进行了修复[2]，但是修复后的实际实际效果并不令人满意。本文采用由中国农机化科学研究院表面工程技术研究所研制生产的DZ-1400电火花堆焊设备（ESD）在现场修复发电机磨损的转子密封段轴径，取得了满意的效果和成功的经验。事实证明，电火花加工工艺在电厂部件的维修中起着重要作用，产生了巨大的经济和社会效益。

轴径磨损

一旦轴直径磨损或拉紧，密封层中的油压就难以保持平衡，氢气将泄漏，轴直径和瓷砖之间的密封层被完全破坏，转子的高速运转受阻，在严重的情况下，该设备将无法工作。图1是转子轴磨损后的直径示意图3。EDM堆焊和相关工艺的比较〜为了保证高速转子的运行和冷却效果，转子轴与瓦之间存在三级氢，由油，水密封层组成。在运行过程中，在轴直径和轴瓦之间保持0.075 EDM间隙的过程不同于诸如焊接，喷涂或元素渗透之类的过程。简而言之，这是一种介于两者之间的过程，具有焊接的某些特性和其他过程，并且具有独特的优势，例如热量输入少以及焊接层和基材的冶金结合。在某些有特殊要求的应用中，EDM熔覆工艺可弥补其他工艺的缺点（工作原理另行发布）。表1显示了EDM包层工艺与其他工艺的比较。

组件应用

在过去的两年中，EDM沉积堆焊工艺已成功地解决了电厂关键部件的修复和表面强化问题，例如修复汽轮机的汽缸密封面腐蚀，修复主轴磨损表面等问题。热网循环泵。图9和10分别显示了使用EDM熔覆工艺修复的工件照片。

结论

⒈EDM熔覆层与母材冶金相结合，熔覆层的热影响区非常狭窄，残余应力可忽略不计。然后，我们可以通过电火花堆积过程修复发电厂关键部件的损坏，该过程可以在线操作，并且过程简单。较小的补货后处理量并减少了停机时间。 3.3 EDM覆盖工艺在发电厂中具有广泛的应用，具有显着的经济和社会效益。

包层方法

手动电弧焊，双辊破碎机辊面堆焊，达到了10个月的使用寿命，粉碎了15万吨熟料效果。包层的要点如下：（1）焊条的选择：包层前，根据焊条的说明选择D-65，D-667和506焊条，将焊条干燥后放入备用坦克。 （使用506类焊接材料会导致严重的剥落。（2）（2）辊子表面处理：辊子表面修复可分为两种方法：局部直接焊接和整体修复后整体去除整体焊接，它可以也可以说是两个过程，沿辊子的宽方向的磨损和花纹不均匀，硬点的不均匀磨损和辊子表面的整体磨损，可以采用局部修复的方法直接焊接；经过5-6次直接焊接，由于母体反复承受高挤压应力，焊接微裂纹继续扩大，磨辊表面会产生一定厚度的疲劳层，这时，如果将磨损修复焊条直接焊接，则容易产生层脱落因此，在堆焊之前需要彻底清洁磨损辊疲劳层表面上的磨损层，西兴水泥厂辊面的修复是清洁后的填充焊缝。在进行焊接或焊接后进行全面清洁时，砂轮的圆度误差和直径的两个误差不应太大。否则会引起辊压机的水平振动并增加两个磨辊的不均匀载荷。为了清洁辊表面的疲劳层，可以用碳弧气刨对其进行清洁，应将辊表面的疲劳层平整以暴露基材层。包层前，应根据使用说明干燥焊条，对焊件进行预热，并在焊后缓慢冷却。 （3）选择功率为10 kVA或以上的直流或20 kVA或以上的交流电焊机。使用直流电焊机反转连接（正极到电极）。进行熔覆时，交流电焊机要求空载电压≥70V，电流应控制在200A左右。如果空载电压低于70V，则应增加电流，并使焊条和母材完全溶解。焊缝宽高比为3：1是合适的。这才是真正与基础材料牢固融合并形成所需耐磨组织的材料。 （4）堆焊的顺序和厚度：轧辊表面预热后，首先要使用506根焊条1-3层；卷将找到圆。然后均匀地覆盖几层D-667以达到所需的厚度，D-667层覆盖，然后覆盖D-65层，覆盖厚度为3-5mm； D-65覆盖，然后D-65覆盖一层灵芝图案。 （辊表面的磨损必须由压碎材料所需的压力和相对滑动引起。压力取决于材料的性质，通常很难改变。相对而言，降低相对压力更容易在国家/地区的早期使用的人字形图案，虽然可以阻止材料的圆形滑动，但并不限制材料的轴向滑动，而在挤压过程中通过辊形使材料在辊表面上滑动。挤压过程中的材料，尤其是小颗粒材料的挤压，磨损更为严重。（相比之下，带有缠结图案和中间硬化点的辊子表面具有最佳的耐磨性。花纹为4-5cm，焊接路径的宽度约为1cm，高度约为4mm。每个耐磨层的厚度应均匀，以使挤压辊在使用过程中始终保持圆形（5） ）堆焊时，必须三班倒，使人停下来而不是让马停下来，以便使焊接的零件长时间保持高温。

电弧堆焊

原理

用于耐磨材料的等离子弧覆盖技术是一种利用等离子弧的高温和高电流密度的等离子弧覆盖方法。高硬度颗粒均匀地钎焊到覆层金属中，而硬颗粒没有熔化或熔化很少。形成复合覆层。该复合层由两种以上具有宏观不同特性的不同材料组成。一种是在涂层的耐磨性中起主要作用的硬质碳化物颗粒，通常是铸造碳化钨，碳化铬，碳化硼，烧结碳化钨等。原则上，各种碳化物，硼化物甚至金刚石较高的硬度可用作复合覆盖层的组分。国内外行业在复合等离子弧焊的应用领域，应用焊接较多的硬质颗粒是铸造碳化钨；它由低共熔物组成，硬度为250〜300。一般认为，硬质颗粒与胎盘金属的结合是钎焊，焊接层，而母体材料的结合为冶金结合。

特征

通过等离子弧覆盖技术获得的复合覆层质量稳定可靠。复合等离子弧覆盖技术的最新进展使该层没有孔隙，裂纹，碳化物烧坏，熔化和其他缺陷。碳化物颗粒均匀分布在覆盖层中。覆盖层的耐磨性高。复合覆盖层的耐磨性在严酷的磨损条件下特别高，与铁，钴和镍基合金的常规表面保护层相比，可以将磨损寿命延长几倍或十倍以上。它具有高粘结强度。由于覆盖层与工件的受保护表面的冶金结合，可以满足较高的强度要求。覆盖层的粘合强度是热喷涂层的粘合强度的3至8倍。复合材料覆盖层可以满足一定的抗冲击性要求。例如，水泥生产设备的石灰石破碎机的锤头，由于在磨损过程中受到冲击力，一般采用高锰钢材料，使用寿命短，在表面焊接高碳高铬合金后，