淺析堆焊的應(yīng)用現(xiàn)狀及方法

丁英冬

摘 要：堆焊是用焊接的方法將具有一定性能（耐磨、耐蝕或特殊性能）的材料堆敷在焊件表面上的一種工藝過程，或修復(fù)外形不合格的金屬舊零件的工藝方法。堆焊的應(yīng)用范圍極廣，如為了增加耐磨性在汽車轉(zhuǎn)動(dòng)軸上加錳加硅的堆焊挖掘機(jī)鏟齒表面堆焊是為了增加耐磨性以提高使用壽命。常用的工程零件，容易磨損，因此采用恰當(dāng)?shù)亩押?，能提高零部件的使用壽命、?jié)省制造及維修費(fèi)用外，還可以縮短修理和更換零件的時(shí)間，減少停機(jī)、停產(chǎn)的損失，從而提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。因此，堆焊是機(jī)械工業(yè)中的一種重要制造和維修方法，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的制造和修理工作中

關(guān)鍵詞：現(xiàn)狀； 堆焊方法； 展望

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.004

1 現(xiàn)狀

金屬堆焊過程中，關(guān)鍵是獲得實(shí)際所需的產(chǎn)品的性能。

堆焊技術(shù)應(yīng)用范圍很廣，在船舶、車輛、航空、鍋爐、電機(jī)、冶煉設(shè)備、石油化工機(jī)械、礦上機(jī)械、起重機(jī)械、建筑及國防等行業(yè)。

堆焊修復(fù)舊的金屬零件，關(guān)鍵能降低企業(yè)成本，提高產(chǎn)品的使用壽命。不完全統(tǒng)計(jì)，堆焊合金總量的72.2%主要用于修復(fù)舊零件。比如，修復(fù)一根普通舊軋輥的費(fèi)用約為新軋輥成本的25%左右，修補(bǔ)后使用時(shí)間能提高一倍。.制造機(jī)械零件采用堆焊后，不僅可發(fā)揮金屬材料的工作潛力和零件的綜合技術(shù)性能，又能節(jié)省大量的貴重金屬。例如，熱鍛模采用8CrMnMo或6CrNiMo等合金鋼整體模制造，與45Mn2鑄鋼作為熱鍛?；w來制造的性能是一樣的，節(jié)約了成本提高了生產(chǎn)效率。

2 幾種常用的堆焊方法

堆焊是一種重要的焊接方法和工藝措施，也是表面熱處理的一種手段。堆焊的方法有熔焊、釬焊、壓焊、噴熔等工藝方法。目前常用的主要有氣體保護(hù)電弧焊堆焊、氣焊焊接堆焊和焊條電弧焊的堆焊。

（1） 氣體保護(hù)電弧堆焊。氣體保護(hù)電弧堆焊分為鎢極氬弧焊堆焊和熔化極氣體保護(hù)電弧堆焊兩種：

1）鎢極氬弧焊堆焊采用TIG設(shè)備，包括焊機(jī)、焊槍、供氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。熔化極自動(dòng)氬弧焊機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)工作原理與埋弧焊基本相同。選用細(xì)焊絲時(shí)采用等速送絲系統(tǒng)，配用緩降外特性的焊接電源，選擇粗焊絲時(shí)，采用變速送絲系統(tǒng)，配用陡降外特性的焊接電源。在新結(jié)構(gòu)件上堆焊要求無缺陷的熔敷金屬時(shí)通常采用這種方法，一般不用于修復(fù)零部件。冷焊絲有助于減少焊縫的熱裂紋和冷裂紋。在新結(jié)構(gòu)件上堆焊要求無缺陷的熔敷金屬時(shí)通常采用這種方法，一般不用于修復(fù)零部件。

2）熔化極氣體保護(hù)電弧堆焊， 一般分為熔化極活性氣體保護(hù)焊、熔化極惰性氣體保護(hù)焊和二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊三種。 熔化極氣體保護(hù)焊設(shè)備，使用直流反接電源，氣體采用N2、CO2、Ar或CO2和Ar的混合氣作保護(hù)氣體，采用實(shí)芯焊絲或藥芯焊絲。對于耐磨堆焊來說，由于熔敷速度慢，需要降低熔池溫度，采用多層多道焊以達(dá)到焊縫的要求。

（2）焊條電弧堆焊。焊條電弧的堆焊具有工藝靈活、適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，易于分散焊接應(yīng)力和控制焊接變形，設(shè)備簡單、成本較低的特點(diǎn)，不受堆焊位置及工件尺寸形狀的限制，可以全位置進(jìn)行堆焊，復(fù)雜截面、尺寸不規(guī)則的零件尤為適合。他同時(shí)也具有，生產(chǎn)率低、稀釋率較高、不易獲得薄而均勻的堆焊層的缺點(diǎn)。

焊條電弧堆焊時(shí)，必須根據(jù)不同要求選用不同的焊條。修補(bǔ)堆焊所用的焊條根據(jù)成分相同或相似原則。碳鋼母材選用碳鋼焊絲，合金母材選用合金焊絲。首先要清除完表面的鐵銹油污后再進(jìn)行堆焊，已保證焊接質(zhì)量。堆焊第二條焊道時(shí)，必須熔化第一條焊道的1/3至1/2寬度，這樣才能使各焊道間緊密的連接，并防止產(chǎn)生夾渣和未焊透等缺陷。軸堆焊時(shí)，可以采用縱向?qū)ΨQ堆焊和橫向螺旋形堆焊。

（3）氣焊堆焊 。采用氣焊焊接設(shè)備，包括減壓器、焊炬、氧氣瓶、乙炔瓶、液化石油氣瓶、膠管等。首先清除焊件表面的油、銹和其他表面污物后再進(jìn)行堆焊合金層。堆焊沖頭，剪刀或沖模等時(shí)，需要把邊棱加工出一凹槽之后，才能進(jìn)行多層的堆焊。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，為了提高及穩(wěn)定堆焊質(zhì)量，自動(dòng)化、智能化、模塊化的發(fā)展越來越快，堆焊專家系統(tǒng)，即實(shí)現(xiàn)了高度的可控性和自能化，發(fā)現(xiàn)焊縫不符合要求，即機(jī)器設(shè)備檢測是否可以堆焊，然后判斷如何更好的去堆焊。堆焊的實(shí)踐和理論越來越豐富，質(zhì)量更穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

[1]李志杰編著.焊接冶金學(xué)[J].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987.

[2]李愛玲.自動(dòng)主氣門裂紋的補(bǔ)焊修復(fù)[J].焊接技術(shù).

[3]李振豐，周文鉞編著.金屬焊接性，第四章、第十四章[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987.

[4]唐伯鋼等.低碳鋼與低合金高強(qiáng)度鋼焊接材料，第二章[J].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.