什麼是焊縫覆蓋?
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結合這些信息,您就可以成為精明的堆焊專家。
堆焊是什麼意思?
堆焊是通過焊接增大銲件尺寸、修復銲件或在表面沉積具有選定特性的金屬。焊接利用焊接熱源在基體表面與材料之間形成表面冶金結合。
堆焊的目的不是連接零件,而是通過焊接沉積一層或多層具有所需性能的材料。可以獲得所需的具有耐磨、耐熱、耐腐蝕等獨特性能的熔覆層。
焊縫覆蓋有四類:
- 耐磨堆焊層:用於減少銲件表面的磨料磨損、腐蝕、衝擊或氣蝕的焊接層。
- 堆焊層:為了表面耐腐蝕,在碳鋼或合金鋼基材上沉積一定厚度的填充金屬。
- 隔離層堆焊:焊接不同材料時,可能有特殊要求。確保接頭的質量和性能;基材必須提前隔離。
- 加厚堆焊:在銲件表面、接頭邊緣添加金屬,或恢復部件所需尺寸。
為什麼要堆焊?
堆焊應用最廣泛的行業是輥面修復和刀刃修復。
堆焊是將具有特定性能的材料覆蓋在工件的焊接面上的焊接工藝;目的是恢復工件外表面的硬度或增加工件的外形尺寸。
工件材料的焊層磨損後,重新焊接可以提高整個零件的使用壽命。
節省製造成本和維護成本,減少整段維修更換時間,減少停產次數和生產損失,降低生產綜合成本。
堆焊可以更好地利用材料,獲得優良的綜合性能,這對改進產品設計也具有重要意義。堆焊的內容主要包括兩個方面。
一是焊接合金,二是焊接工藝。
輪刀焊接
堆焊的作用主要是提高零件的耐磨性、耐腐蝕性、抗衝擊性和高溫性能。焊接材料的耐磨性是指元件在一定摩擦條件下抵抗磨損的能力。
它也是焊接在工件的製造和修理中最常見的用途。工件表面的磨損包括四種情況:粘附磨損、磨粒磨損、侵入腐蝕、氣體腐蝕和微動磨損。
粘著磨損是指兩個接觸面之間因粘連而熔合,一個工件表面的材料轉移到另一個工件表面而引起的磨損。
粘著磨損按磨損程度分為三級,較輕的是輕度磨損,較重的是嚴重磨損,最嚴重的是工件表面成塊撕裂。
粘著磨損一般是在工件表面設置焊接耐磨層,以減少粘著磨損。
常用的焊接合金是鎳基耐磨焊接合金。
雙頭埋弧堆焊
磨粒磨損是指兩個工件接觸的表面出現硬質顆粒或微凸點。
在摩擦過程中,顆粒和凸起會磨損材料。根據作用力的大小,磨粒磨損可分為低應力磨粒磨損、高應力磨粒磨損和鑿子磨粒磨損。
低應力磨粒磨損的常見例子是犁頭的表面磨損,而高應力磨粒磨損是球磨機襯板和球的表面磨損的標準。鑿刻磨粒磨損是挖掘機鬥齒表面損傷的典型特徵。
這種耐磨堆焊一般使用大量的含碳化物合金。
齒輪修復堆焊
侵入性腐蝕是指含有微粒的流體在管道或工件表面流動時發生的磨損。
侵入腐蝕的修復或覆蓋面一般採用碳化物含量高的耐磨堆焊合金。氣泡腐蝕現像是指氣泡在金屬表面破裂時產生的衝擊波引起金屬的磨損,通常發生在液體閥門或高速泵中。
氣泡腐蝕磨損一般採用鈷基耐磨堆焊合金。微動磨損是指在兩個或多個工件的連接處,由於低振幅振動而使零件表面發生微小運動而引起的摩擦和磨損。
這種磨損是由於硬質金屬氧化物顆粒反复刮擦工件表面造成的。這種類型的磨損通常被修復並覆蓋有鈷基耐磨堆焊合金。
輥道修復堆焊
堆疊的另一個用途是提高工件的耐腐蝕性。
工件腐蝕有兩種,一種是化學腐蝕,是指金屬與介質發生化學反應,另一種是電化學腐蝕,使金屬與電解液接觸發生反應。
工件腐蝕常見於石化容器的內壁。用於此類堆焊的金屬主要有銅基、鎳基、鈷基合金和鎳鉻奧氏體不銹鋼。
貼面材料還需要耐衝擊,因為當金屬表面顆粒磨損時,它們也會受到這些顆粒的衝擊。
這種影響通常分為三類:輕度、中度和重度。抗衝擊性和耐磨性是絕對矛盾的,所以在選擇材料時要慎重考慮。
當堆焊工件的工作環境處於高溫時,要求堆焊內容物具有高溫剛性。並且對材料的熱強度、熱剛性、抗熱疲勞和抗氧化性、耐高溫氣體腐蝕性能有更高的要求。
這類堆焊應根據不同的使用環境選用高鉻馬氏體不銹鋼、工具鋼、模具鋼、鎳基堆焊合金、鈷基堆焊合金等堆焊材料。
石油鑽井行業鑽頭的堆焊
堆焊用金屬材料分為五類:一種鐵基堆焊金屬、兩種鎳基合金、三種鈷基合金、四種銅基合金和五種碳化物合金。
珠光體堆焊金屬。這類堆焊合金具有優良的焊接性能,抗衝擊能力強,硬度低。主要用於修復軸、滾輪等機械零件,以達到恢復的尺寸。
奧氏體堆焊的目標金屬包括奧氏體錳鋼和鉻錳奧氏體鋼。奧氏體錳鋼主要用於修復承受劇烈衝擊載荷的金屬磨損和磨粒磨損部件,如礦用卡車的鐵路道岔。
鉻錳奧氏體鋼主要用於改善嚴重衝擊金屬零件磨損的錳鋼和碳鋼零件。馬氏體堆焊金屬主要用於修復金屬之間的摩擦磨損,如齒輪、底盤等。合金鑄鐵堆焊金屬包括馬氏體合金、奧氏體合金和高鉻合金。
馬氏體合金鑄鐵堆焊層具有較高的耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性和抗氧化性,能承受輕微的衝擊。主要用於農業機械、礦山設備等工件的堆焊。奧氏體合金鑄鐵堆焊金屬具有優良的耐蝕性和抗氧化性,具有一定的韌性,能承受中等衝擊,對開裂和剝落不太敏感。
主要用於中等衝擊的磨粒磨損場合,如挖掘鬥齒堆焊。高鉻合金鑄鐵具有優良的耐熱性和耐磨性,廣泛用於工程機械、農業機械、礦山機械等零件表面耐磨材料的堆焊。
盾構挖掘機刀具焊接
應用最廣泛的鎳基堆焊技術是鎳-鉻-硼矽酸鹽系列合金。
具有優異的耐低應力磨粒磨損和金屬間磨損、耐腐蝕、耐熱、耐高溫氧化等性能。它通常用於受到低應力磨料磨損的腐蝕性或高溫環境中。
鈷基焊接金屬最突出的特點是在六百度左右的高溫下仍能保持較高的硬度和強度。所以常用於高溫下齒輪表面的堆焊,如鑽頭、熱沖頭等零件表面的堆焊。銅基合金有四種:青銅、純銅、黃子和白銅。這些材料主要適用於200℃以下工作。
主要用於軸承、低壓閥門、密封端面等零件的堆焊。硬質合金焊接金屬的特點是熔點高、硬度高、耐磨性好,但脆性較大。主要用於工作環境中磨損嚴重的工件,如石油勘探鑽頭、盾構挖掘機等。刀具等。
怎麼堆焊?
堆焊技術通常包括電極電弧焊、氧-乙炔火焰焊、埋弧焊、熔化極氣體保護電弧焊、鎢極電弧焊、等離子弧焊和電渣焊。舖貼方式的選擇一般根據現場施工條件和技術要求確定。堆焊方式的具體用途及特點見表。
常用堆焊方法的用途及特點
電極焊接
特徵:
1.設備便宜輕便,適合現場堆焊
2、柔韌性高,特別適用於不規則形狀工件的堆焊
3、生產率高,工件變形小
4、顯著的滲透深度和高稀釋率降低了堆焊層的硬度和耐磨性。通常焊接2~3層,但多層堆焊自然會造成開裂。
用法:
主要用於生產小批量堆焊及修復磨損件
氧-乙炔火焰焊接
特徵:
1. 由於人工操作,勞動強度大,焊接速度低
2.當需要高質量的堆焊時,焊工的操作技能是一流的。
3.如果使用特定的氧-乙炔火焰噴槍噴塗合金粉末,也可以獲得較小的穿透深度和較薄的覆蓋層
用法:
主要用於表面光滑、優質、精密零件的堆焊,以及中小型工件的小面積堆焊。
埋弧焊
特徵:
1、焊接過程機械化程度高,通常使用大電流(300~500A),有時可達900A,因此焊接速度顯著,生產率高。
2、堆焊層性能穩定,地層美觀,很少出現氣孔、夾渣等缺陷
3、焊劑完全覆蓋電弧,無電弧輻射,無飛濺,操作人員無需特殊保護,減少工作量
4、設備移動不方便;助焊劑的干燥和儲存複雜,不利於現場堆焊。
5.稀釋率高,往往需要疊加2~3層才能保證所需的性能。由於裂紋焊接時工件的熱梯度大,容易產生裂紋,因此往往需要採取預熱、緩冷等措施。但預熱溫度過高時,會造成排渣困難
6、熔池大,只適合水平位置堆焊
用法:
它是各種堆焊方法中應用最廣泛的一種。廣泛應用於機械製造行業,特別是石油、化工設備的製造。適用於較大表面的焊接,如扁平、圓柱形和大直徑容器。不適合堆焊小工件。主要用於堆焊鐵基材料,如在大口徑容器內壁堆焊耐腐蝕層、在軋機軋輥上堆焊耐磨層等。
鎢極電弧焊
特徵:
1、直流正極連接,可減少鎢電極對堆焊層的污染
2. 電弧穩定,飛濺少,焊接過程可視性好
3.堆焊材料的進料和電弧分別調節,堆焊層形狀易於控制,質量好,但熔敷速度不高
用法:
適用於體積小、質量要求高、形狀複雜的堆焊。如在汽輪機葉片上覆蓋很薄的鈷基堆焊合金等。
等離子焊接
特徵:
1. 由於等離子弧溫度高,堆焊速度快。工件堆焊前後無需預熱和保溫,無裂紋、氣孔等缺陷
2、等離子弧堆焊還具有熔深淺、熔深廣的特點,從而降低了堆焊金屬被母材的稀釋率。既穩定了堆焊層金屬的硬度,結構均勻,又允許選用更薄的堆焊層。為節約貴金屬
3.等離子弧堆焊的焊道形成非常光滑整齊,可以減少缺陷和堆焊後的加工量
用法:
等離子火焰可用於覆蓋其他工藝無法克服的合金材料。除黃銅外,還可用於堆焊多種合金和有色金屬。如鈷基硬質合金、不銹鋼、銅、鋁鐵和錳青銅等。
電渣焊
特徵:
1、電渣堆焊的工件熔深均勻,稀釋率低,沉積速度快,焊劑消耗少。堆焊層的厚度範圍為 15 至 90 毫米。
2、除焊條外,還可在渣浴中加入合金粉或作為焊絲的包覆層滲入合金。
3.熔合線附近成分變化過於陡峭,覆蓋層在高溫下容易剝落。
用法:
常用於堆焊不銹鋼和鎳鉻合金
H如何測量堆焊厚度?
最好用UT進行測試。可以進行 UT 厚度測量。由於碳鋼和不銹鋼包層之間的輕微速度差異,可以看到來自兩種材料界面的回波。然而,重複是最小的。不要使用帶數字顯示的測厚儀。帶有 A 掃描演示的 UT 儀器是必要的。
如無UT,可打磨後測量,焊層應清晰、平整、無凹凸,多點測量平均厚度。