什麼是堆焊技術？

案例分析：作為軋鋼機的重要備件，在軋鋼消耗過程中，我國每年生產鋼材6億多噸，軋輥消費價值在170億元左右。因此，採用焊接方法修復舊軋輥，延長軋輥使用壽命已成為我國軋鋼企業降低生產成本，提高經濟效益的必要措施。當原輥使用期結束時，可進行焊接修復。經過焊補的軋輥，具有成本低、壽命長、效果好等優點，受到軋鋼企業的普遍歡迎，也符合我國節能、清潔生產、循環經濟的根本國策。下圖顯示了使用焊接方法修復舊輥。

隨著科學技術的日益進步，各種產品和機械設備逐漸向大型化、高效化、高參數化方向發展，對產品的可靠性和使用性能的要求越來越高。材料表面堆焊作為焊接技術的一個分支，是提高產品和設備性能，延長使用壽命的有效手段。除金屬及合金外，陶瓷、塑料、無機非金屬、複合材料均可作為堆焊合金材料。因此，堆焊技術可使零件表面獲得耐磨、耐熱、耐腐蝕、耐高溫、潤滑、絕緣等獨特性能。目前，堆焊技術廣泛應用於機械製造、冶金、電力、礦山、建築、石油化工等工業部門。

堆焊特點及分類

(1) 疊加特性

堆焊是使用焊接方法將具有特定特性的材料沉積在工件表面的過程。堆焊的目的與通常的焊接方法不同，不是為了接合工件。而是對工件表面進行改性，以獲得具有耐磨、耐熱、耐腐蝕等獨特性能的沉積層，或修復因磨損或尺寸缺陷引起的加工誤差的工件。這兩種應用都被稱為表面工程中的修復和增強。下圖顯示了堆焊後零件的表面。

堆焊方法相對於其他表面處理方法的優點是。

(1)堆焊層與母材的結合是冶金結合，結合強度高，抗衝擊性能優良。

(2)堆焊層金屬的成分和性能易於調整。一般用弧焊焊條或藥芯焊條換焊條是很方便的；可以設計多種合金系統，以適應不同的工況。

(3)熔覆層的厚度，熔覆層的厚度一般可在2～30mm內調整，在嚴重磨損的情況下多活合。

(4)節約成本，經濟性好。當工件基體為普通材料時，表面採用高合金堆焊，降低了製造成本，節省了大量貴金屬。在工件修復過程中，合理選擇堆焊合金，對受損工件表面進行堆焊修復，可顯著延長工件使用壽命，延長維修週期，降低生產成本。

(5)堆焊技術是通過焊接方法增加或恢復零件的尺寸或零件表面具有獨特性能的合金層，因此掌握焊接技術的人難度不大，可操作經久耐用。

(2)堆焊的分類

堆焊是一種熔焊技術，任何屬於熔焊範疇的方法都可以用於堆焊。常用堆焊方法分類見表。目前應用最廣泛的是電極電弧焊和氧乙炔火焰堆焊。

疊焊應用

堆焊技術作為焊接領域的一個分支，有著廣泛的應用。幾乎所有的製造行業都使用堆焊技術。如礦山機械、輸送機械、冶金機械、動力機械、農業機械、汽車、石油設備、化工設備、建築及工具、模具及金屬結構件的製造和修理。堆焊可以修復不合格的金屬零件和產品的外觀，或製造雙金屬零件。覆蓋層的使用延長了部件的使用壽命，降低了成本，改進了產品設計，對合理使用材料（尤其是貴金屬）尤為重要。

根據工件的應用和工作條件，堆焊技術主要表現在以下幾個方面。

(1)工件尺寸堆焊的修復

由於磨損或加工錯誤造成的尺寸過小的工件是廠礦中經常遇到的問題。上述修復工件的堆焊方法是一種標準工藝，工件修復後不僅可以正常使用。在很多情況下，原始工件也可以超過使用壽命，因為堆焊修復的新技術、新材料可以顯著提高原始零件的性能。如冷軋輥、熱軋輥、異型軋輥表面焊補，農業機械（拖拉機、農用車輛、移栽機、收割機等）磨損部位的堆焊修復。據統計，用於修復舊工件的堆焊合金用量佔堆焊合金總量的72.2%。

(2)耐磨、耐腐蝕堆焊

磨損和腐蝕是引起金屬材料失效的主要因素，以提高金屬工件表面的耐磨性和耐腐蝕性能，以滿足工作條件的要求，延長工件的使用壽命。工件表面可塗上一層或多層耐磨或耐腐蝕塗層。為工件的底部和表面堆焊選擇具有不同特性的材料可以創建雙金屬工件。由於只有工件表層具有所需的耐磨、耐腐蝕等獨特性能，所以充分發揮材料的作用和工作潛力，節約大量貴金屬。

(3) 新零件的製造

通過在金屬基材上堆焊合金，可以生產具有綜合性能的雙金屬機械零件。工件的基部和堆焊合金層具有不同的性能，可以滿足兩者不同的性能要求。這允許充分利用材料的工作潛力。例如，渦輪葉片的基體材料為碳鋼，可能會出現空化的部分（多在邊緣後半部分）堆焊一層不銹鋼，使其能夠抵抗雙金屬葉片的空化。在製造金屬磨料時，基體要求嚴格，選擇相對便宜的碳鋼、低合金鋼製造。並且刀片要求高硬度、耐磨，在模具刀片零件上堆焊耐磨合金可以省！大量貴重合金的消耗顯著延長了模具的使用壽命。