什么是堆焊?

如果您需要学习堆焊知识,则可以充分利用本指南。

结合这些信息,您就很容易成为精明的堆焊专家。

焊接覆盖横幅

堆焊是什么意思?

焊缝覆盖层是通过焊接来增加焊件的尺寸,恢复焊件或在表面上沉积具有选定属性的金属。焊接使用焊接热源在基材表面和材料之间形成表面冶金结合。

堆焊的目的不是连接零件,而是通过焊接沉积一层或多层具有所需性能的材料。它可以获得具有独特特性(例如,耐磨性,耐热性和耐腐蚀性)的所需覆层。

焊缝覆盖层有四个类别:

  1. 耐磨堆焊:用于减少焊件表面的磨料磨损,腐蚀,冲击或气蚀的焊接层。
  2. 覆层:为了抗腐蚀,在碳钢或合金钢基材上沉积一定厚度的填充金属。
  3. 隔离层堆焊:当焊接不同的材料时,可能有特殊要求。确保接头的质量和性能;基材必须事先隔离。
  4. 加厚表面:在焊件表面,接缝边缘或为了恢复部件所需尺寸而添加的金属。

为什么要堆焊?

堆焊的应用最广泛的行业是辊表面修复和刀刃修复。

堆焊是在工件的焊接面上覆盖具有特定特性的材料的焊接工艺。目的是恢复工件外表面的硬度或增加工件的外部尺寸。

工件材料的焊接层磨损后,重新焊接可以提高整个零件的使用寿命。

节省制造成本和维护成本,减少整个部分的维修和更换时间,减少生产停工和生产损失的次数,并降低总体生产成本。

堆焊可以更好地利用材料以获得优异的综合性能,这对于改善产品设计也具有重要意义。堆焊的内容主要包括两个方面。

一种是焊接合金,另一种是焊接工艺。

轮刀焊接


轮刀焊接

堆焊的功能主要是提高零件的耐磨性,耐腐蚀性,耐冲击性和高温性能。焊接材料的耐磨性是指元件在一定摩擦条件下抵抗磨损的能力。

这也是焊接在工件制造和维修中最常见的用途。工件表面的磨损包括四种情况:粘附磨损,磨料磨损,侵入腐蚀和气体腐蚀以及微动磨损。

粘着磨损是指由于两个接触表面之间的接触而产生的磨损,这两个表面由于粘附而熔化,一个工件表面上的材料被转移到另一个工件表面上。

胶粘剂磨损根据磨损程度分为三个级别,较轻的为轻度磨损,较重的为严重磨损,最严重的是工件表面成块撕裂。

粘着磨损通常在工件表面上使用焊接耐磨层以减少粘着磨损。

常用的焊接合金是镍基耐磨焊接合金。

双头埋弧焊

双头埋弧焊

磨料磨损是指两个工件接触的表面上的硬颗粒或微凸块。

在摩擦过程中,颗粒和凸块会磨损材料。根据力的大小,磨料磨损可分为低应力磨料磨损,高应力磨料磨损和凿子磨料磨损。

低应力磨料磨损的常见示例是犁头的表面磨损,而高应力磨料磨损是球磨机衬板和球的表面磨损的标准配置。凿式磨料磨损是挖掘机铲斗齿的表面损坏中的典型现象。

这种类型的磨损表面通常使用大量的含碳化物合金。

齿轮修理堆焊

齿轮修理堆焊

侵入腐蚀是指当含微粒的流体在管道或工件表面上流动时发生的磨损。

侵入腐蚀的修复或覆盖表面通常使用具有高碳化物含量的耐磨堆焊合金。气泡腐蚀现象是指气泡在金属表面破裂时产生的冲击波引起的金属磨损,通常发生在液体阀或高速泵中。

气泡腐蚀磨损通常使用钴基耐磨堆焊合金。微动磨损是指由于两个或多个工件的连接处的低振幅振动而导致的零件表面上的小运动所引起的摩擦和磨损。

这种磨损是由硬质金属氧化物颗粒反复刮擦工件表面引起的。通常会维修此类磨损并覆盖钴基耐磨堆焊合金。

滚子维修堆焊

滚子维修堆焊

堆叠的另一用途是提高工件的耐腐蚀性。

工件腐蚀有两种类型,一种是化学腐蚀,是指金属与介质之间的化学反应,另一种是电化学腐蚀,是使金属与电解质溶液接触而发生反应。

通常在石化容器的内壁上发现工件腐蚀。用于这种类型的堆焊的金属主要是铜基,镍基,钴基合金和镍铬奥氏体不锈钢。

铺面材料还需要具有抗冲击性,因为当金属表面颗粒磨损时,它们也会受到这些颗粒的冲击。

这种影响通常分为三类:轻度,中度和严重。耐冲击性和耐磨性之间存在绝对矛盾,因此在选择材料时应仔细考虑。

当堆焊工件的工作环境处于高温时,需要堆焊成分具有高温刚度。并且对材料的热强度,热刚度,抗热疲劳性和抗氧化性以及对高温气体的腐蚀有更高的要求。

根据不同的使用环境,此类堆焊应使用高铬马氏体不锈钢,工具钢,模具钢,镍基堆焊合金,钴基堆焊合金和其他堆焊材料。

石油钻探行业中钻头的铺面

石油钻探行业中钻头的铺面

用于堆焊的金属材料分为五类:一种铁基堆焊金属,两种镍基合金,三种钴基合金,四种铜基合金和五种硬质合金。

珠光体表面金属。这类堆焊合金具有出色的焊接性能,强的抗冲击性和低硬度。它主要用于修理机械零件(例如轴和滚子)以恢复尺寸。

奥氏体堆焊金属的目标包括奥氏体锰钢和铬锰奥氏体钢。奥氏体锰钢主要用于修复严重冲击载荷下的金属磨损和磨料磨损零件,例如矿用卡车的铁路道岔。

铬锰奥氏体钢主要用于改善锰钢和碳钢零件,这些零件会受到严重冲击的金属零件磨损。马氏体堆焊金属主要用于修复齿轮,底盘等金属之间的摩擦和磨损。合金铸铁堆焊金属包括马氏体合金,奥氏体合金和高铬合金。

马氏体合金铸铁堆焊层具有很高的耐磨料磨损性,耐热性,耐腐蚀性和抗氧化性,并且可以承受轻微的冲击。它主要用于农业机械,采矿设备和其他工件的堆焊。奥氏体合金铸铁堆焊金属具有优异的耐腐蚀性和抗氧化性,具有一定的韧性,可以承受中等的冲击,并且对裂纹和剥离的敏感性较低。

它主要用于中等冲击的磨料磨损场合,例如挖掘铲斗齿。高铬合金铸铁具有优异的耐热性和耐磨性,被广泛用于建筑机械,农业机械,采矿机械等零件表面的耐磨材料堆焊。

盾构挖掘机切削工具焊接

盾构挖掘机切削工具焊接

最广泛使用的镍基堆焊技术是镍铬硼硅酸盐系列合金。

它具有出色的抗低应力磨料磨损性和抗金属间磨损性,耐腐蚀性,耐热性和高温抗氧化性。它通常用于易受低应力磨料磨损的腐蚀性或高温环境。

钴基焊接金属的最大特点是,在约六百度的高温下仍能保持高硬度和强度。因此,它通常用于高温下齿轮表面的堆焊,例如钻头和热冲头等零件表面的堆焊。铜基合金有四种类型:青铜,纯铜,黄色儿童和白铜。这些材料主要适用于200°C以下的工作。

它们主要用于轴承,低压阀,密封端面和其他零件的堆焊。硬质合金焊接金属的特点是熔点高,硬度高,耐磨性好,但脆性较大。它主要用于工作环境中严重磨损的工件,例如石油勘探钻头和盾构挖掘机。切削工具等。

如何堆焊?

堆焊技术通常包括焊条电弧焊,氧-乙炔火焰焊,埋弧焊,熔融焊条气体保护电弧焊,钨极电弧焊,等离子弧焊和电渣焊。堆焊方法的选择通常根据现场施工条件和技术要求确定。表中显示了堆焊方式的特定用途和特性。

常用堆焊方法的用途和特点

  • 电极焊接

    特征:

    1.廉价轻巧的设备,适合现场堆焊

    2.高柔韧性,特别适用于异形工件的堆焊

    3.高生产率和低工件变形

    4.较大的渗透深度和较高的稀释率会降低表面层的硬度和耐磨性。通常,要焊接2到3层,但是自然会发生多层堆焊而导致开裂。

    用法:

    主要用于生产小批量表面处理和维修易损件

  • 氧乙炔火焰焊

    特征:

    1.由于人工操作,劳动强度大,焊接速度慢

    2.当需要高质量的覆盖层时,焊工的操作技能是最高的。

    3.如果使用特定的氧气-乙炔火焰喷枪喷涂合金粉末,则穿透深度较小且覆盖层薄

    用法:

    主要用于表面光滑,高质量,精密零件的堆焊,以及中小型工件的小面积堆焊。

  • 埋弧焊

    特征:

    1.焊接工艺高度机械化,通常使用大电流(300〜500A),有时高达900A,因此焊接速度显着,生产率高。

    2.堆焊层性能稳定,形成美观,很少出现气孔,夹渣等缺陷

    3.助焊剂完全覆盖电弧,无电弧辐射,无飞溅,操作人员无需特殊保护,减少了工作量

    4,设备不方便移动;助焊剂的干燥和储存比较复杂,不利于现场堆焊。

    5。稀释率很高,通常需要堆叠2到3层以确保所需的性能。由于在裂纹焊接过程中工件的热梯度大,因此很容易裂纹,因此经常需要诸如预热和缓慢冷却的措施。但是当预热温度过高时,会造成排渣困难

    6.大型熔池,仅适合水平放置堆焊

    用法:

    它是各种堆焊方法中使用最广泛的一种。它被广泛用于机械制造业,特别是在石油和化工设备的制造中。它适用于在较大的表面上进行焊接,例如平面,圆柱形和大直径容器。它不适用于小工件的堆焊。主要用于铁基材料的堆焊,例如在大直径容器的内壁堆焊耐腐蚀层,在轧机辊上堆焊耐磨层等。

  • 钨极电弧焊

    特征:

    1.直流正极连接可减少钨电极对表面层的污染

    2.电弧稳定,飞溅少,焊接时可见度高

    3。堆焊材料和电弧的送料分别调节,堆焊层的形状易于控制,质量好,但沉积速度不高

    用法:

    适用于小尺寸,高质量要求和复杂形状的堆焊。例如在汽轮机叶片上覆盖非常薄的钴基堆焊合金等。

  • 等离子焊接

    特征:

    1.由于等离子弧温度高,堆焊速度快。工件在堆焊之前和之后都不需要进行预热和绝缘,也没有诸如裂纹和气孔的缺陷

    2.等离子弧堆焊还具有浅而宽的渗透特性,从而降低了母体金属对堆焊金属的稀释率。这不仅可以稳定表面层金属的硬度并具有均匀的结构,还可以选择更薄的表面层。节省贵金属

    3。等离子弧堆焊的焊道形成非常平滑整齐,可以减少缺陷和减少堆焊后的加工量

    用法:

    等离子火焰可用于覆盖其他工艺无法覆盖的合金材料。除黄铜外,它还可用于覆盖许多合金和有色金属。如钴基硬质合金,不锈钢,铜,铝铁和锰青铜等。

  • 电渣焊

    特征:

    1,电渣堆焊的工件熔深均匀,稀释率低,沉积速度快,熔剂消耗少。铺面层的厚度为15至90毫米。

    2.除电极外,还可将合金粉末添加到熔渣池中或用作金属丝的涂层以渗入合金。

    3。熔合线附近的成分变化太陡,并且覆盖层在高温下易于剥离。

    用法:

    常用于不锈钢和镍铬合金的表面处理

H用于测量堆焊层厚度?

最好使用UT进行测试。可以进行UT厚度测量。由于碳钢和不锈钢覆层之间的微小速度差异,两种材料之间的界面回波可见。但是,重复是最小的。请勿将测厚仪与数字显示器一起使用。带有A-Scan演示的UT仪器是必需的。

如果没有UT,可以在磨削后进行测量,焊接层应该是可见的,平坦的且没有不平整,并且在多个点测量平均厚度。

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