一,概述

  堆焊是指用焊接的方法將具有一定性能的材料堆敷在焊件表面上的一種工藝方法。其目的不是連接焊件,而是為了在焊件表面獲得具有耐磨耐熱耐腐蝕等特殊性能的熔敷金屬層,或是為了恢復(fù)或增加焊件的尺寸。堆焊方法在制造和修理中得到普遍的應(yīng)用。

二,堆焊用的金屬

  一般而言,堆焊的金屬首先應(yīng)滿足焊件的使用條件;其次考慮堆焊的金屬焊接性要好,再后適當(dāng)選擇比較經(jīng)濟(jì)的堆焊金屬。

  常見的工作環(huán)境條件下使用的堆焊金屬有:高應(yīng)力金屬間磨損選用亞共晶鈷基合金、含金屬間化合物的鈷基合金；低應(yīng)力金屬間磨損選用堆焊用低合金鋼；金屬間磨損＋腐蝕或氧化選用大多鈷基合金或鎳基合金；低應(yīng)力磨料磨損、沖擊浸蝕、磨料浸蝕選用高合金鑄鐵；低應(yīng)力嚴(yán)重磨料磨損、切割刃選用碳化物；氣蝕浸蝕選用鈷基合金；嚴(yán)重沖擊選用高合金錳鋼；嚴(yán)重沖擊＋腐蝕＋氧化選用亞共晶鈷基合金；高溫下金屬間磨損選用亞共晶鈷基合金、含金屬間化合物的鈷基合金；鑿削式磨料磨損選用奧氏體錳鋼；熱穩(wěn)定性高溫蠕變強(qiáng)度(540℃)選用鈷基合金碳化物型鈷基合金。

  鐵基堆焊金屬,其品較多,性能變化范圍廣,韌性和耐磨性配合好,其優(yōu)點(diǎn)是成本低,因而使用很普遍。大致有四類:其一是珠光體鋼堆焊金屬,這種類型合金焊接性好,抗沖擊能力強(qiáng),硬度較低,主要用于修復(fù)象軸類的機(jī)械零件。其二是奧氏體鋼堆焊金屬,奧氏體錳鋼堆焊金屬具有較高的沖擊韌度和加工硬化的特點(diǎn),但容易產(chǎn)生熱裂紋,一般用來修復(fù)在嚴(yán)重沖擊載荷下金屬間磨損和磨料磨損的零件,如礦山料車、鐵路道岔等。

  奧氏體鉻錳堆焊金屬比奧氏體錳鋼焊接性好,還有較好的耐腐蝕性、耐熱性和抗熱裂紋性,主要修復(fù)受嚴(yán)重沖擊的金屬間磨損的錳鋼和碳鋼零件。其三是馬氏體鋼堆焊金屬,這類堆焊金屬的組織主要為馬氏體,堆焊層的硬度和屈服強(qiáng)度高、耐磨性較高,可受中等沖擊,但抗沖擊能力卻比珠光體鋼和奧氏體鋼堆焊層差。主要用于修復(fù)金屬間磨損的零件,如齒輪、牽引車底盤等。其四是合金鑄鐵堆焊金屬,這類堆焊層具有很高的抗磨料磨損、耐熱、耐腐蝕性能,抗氧化性能較好,能耐輕度的沖擊,但堆焊時(shí)很容易出現(xiàn)裂紋,焊接時(shí)特別小心,主要用于堆焊農(nóng)機(jī)具、礦山設(shè)備等零件。鎳基堆焊金屬,其中使用多的是鎳鉻硼硅系列合金,它具有優(yōu)良的抗低應(yīng)力磨料磨損和抗金屬間磨損的性能比較好的耐腐蝕耐熱和抗高溫氧化性能,但抗高應(yīng)力磨料磨損和耐沖擊性稍差,通常用于腐蝕介質(zhì)或高溫環(huán)境中受到低應(yīng)力磨料磨損的場合。

含金屬間化合物的鎳基合金,如Ni-32Mo-15Cr-3Si高溫硬度高，具有優(yōu)良的耐金屬間磨損和中等的磨料磨損的能力，但抗沖擊性較差；這種合金比較適用于鎢極氣體保護(hù)電弧堆焊或等離子弧堆焊，常用來堆焊在嚴(yán)重腐蝕介質(zhì)中工作的閥門密封面。

含碳化物的鎳基合金的價(jià)格比鈷基合金低得多，從經(jīng)濟(jì)角度看，成為鈷基堆焊金屬的替代品而得到較多應(yīng)用。鈷基堆焊金屬,主要指鈷鉻鎢合金,在650℃左右能保持較高的強(qiáng)度和硬度,具有一定的耐腐蝕性和優(yōu)良的抗黏著磨損性能,在各種堆焊金屬中鈷基合金的綜合性能比較好,常用于高溫工作狀態(tài)的零件表面堆焊。

  銅基堆焊金屬,通常有青銅、黃銅、白銅、純銅四類,銅基堆焊合金耐腐蝕、耐氣蝕和耐金屬間磨損的性能較好,可在鐵基材料上堆焊制作成雙金屬件,也可用來修補(bǔ)磨損的零件;但銅基堆焊金屬的耐硫化物腐蝕、耐磨料磨損和抗高溫蠕變的能力較差,硬度低,也不容易施焊,只適用于200℃以下的環(huán)境中,這類堆焊金屬主要用于軸瓦、低壓閥門密封面等的堆焊。

  碳化物堆焊金屬,主要用于受嚴(yán)重磨損的工況,如油井鉆頭、筑路機(jī)械零件的堆焊。

  三,堆焊的焊接工藝方法

  氧-乙炔堆焊 其主要用于表面光潔、質(zhì)量要求較高的零件的堆焊,以中、小型焊件小批量為主。如閥門、油井鉆頭、