堆焊技术及实例

    堆焊是利用焊接热源将具有一定性能的材料熔敷到基体（焊件）表面上，形成冶金结合的一种工艺过程。堆焊的目的并不是为了连接构件，而是借助于焊接的方法，对金属表面进行改性。通过堆焊不仅可以修复旧的金属零件，使零件恢复或具有新的外形尺寸，而且可以在金属零件表面形成复合层，使其获得新的、特定的耐磨损、耐腐蚀或其他特殊的性能，从而达到延长零件使用寿命、节约能源、减少贵重合金消耗、缩短加工周期、降低成本和改进零件设计的效果。因此堆焊作为机械工业中的一种重要制造和维修工艺方法，已广泛应用于矿山、冶金、农机、建筑、电站、铁路、车辆、石油和化工等部门。<br>    焊条电弧堆焊是手工操纵焊条，用焊条和基体表面之间产生的电弧热作热源，使填充金属熔敷在基体表面的一种堆焊方法。其特点是设备简单且通用性强，所使用的电源有弧焊变压器、弧焊整流器和逆变式焊接电源等。堆焊在焊工直接观察和操纵下进行，工艺灵活，不受焊接位置及工件表面形状的限制，是一种最常见的堆焊方法。但由于电弧温度高，热量集中，熔深大，稀释率高，堆焊层硬度和耐磨性下降，所以通常需要堆焊2。3层，但多层堆焊易导致开裂。焊条电弧堆焊劳动条件差，生产率低，不易获得薄而均匀的堆焊层。<br>    目前主要用于生产小批量难焊件和修复已磨损的零部件。修复的零件结构尺寸大或批量大时，宜选择机械化的堆焊方法。

    唐景富，1939年3月生，1958年毕业于唐山市工业学校，分配到河北钢铁集团有限公司工作，焊接工程师、党员，现已退休。<br>    现任：中国机械工程学会堆焊委员会委员、河北省焊接学会副秘书长、河北省焊接学会邯郸分会会长。<br>    40多年共完成科研项目和科技革新改造60余项，在全国省级刊物发表学术论文50多篇。有一项全国发明专利，为国家和邯钢创造和节约千万余元的资金，曾编写焊接技术、技能方面的教材共约500万字。有一项堆焊技术成果获国家二等奖。

    《堆焊技术及实例》用大量实例介绍了堆焊技术与工艺，共分6章，第1章介绍堆焊概念，第2章介绍堆焊方法及工艺，第3章介绍堆焊操作技术要点，第4章介绍电弧堆焊用的焊条及堆焊实例，第5章介绍埋弧堆焊技术及实例，第6章介绍等离子弧堆焊技术。书中特别对一些高难度典型堆焊技术进行了综合的分析和阐述，力求完整地体现堆焊工艺过程。<br>    《堆焊技术及实例》适合从事堆焊的技术人员和焊工阅读，也可供焊工培训学校师生参考。

前言<br>第1章 概述1<br>1.1 堆焊的概念1<br>1.2 堆焊焊缝及其冶金特点1<br>1.2.1 堆焊焊缝1<br>1.2.2 堆焊冶金特点2<br>1.3 堆焊填充材料的选择2<br>1.3.1 铁基堆焊金属3<br>1.3.2 钴基堆焊金属9<br>1.3.3 镍基堆焊金属10<br>1.3.4 铜基堆焊金属11<br>1.3.5 碳化钨基堆焊金属13<br><br>第2章 常用的堆焊方法及其工艺15<br>2.1 焊条电弧堆焊15<br>2.2 埋弧堆焊15<br>2.3 熔化极气体保护电弧堆焊17<br>2.4 振动堆焊18<br>2.5 钨极氩弧堆焊19<br>2.6 等离子弧堆焊19<br>2.7 电渣堆焊21<br><br>第3章 堆焊操作要点23<br>3.1 清理母材金属23<br>3.2 母材金属预热23<br>3.3 确定堆焊参数24<br>3.4 堆焊后的处理26<br>3.5 保证堆焊质量采取的措施26<br><br>第4章 焊条电弧堆焊概况及实例28<br>4.1 堆焊用焊条28<br>4.2 堆焊材料的性能42<br>4.3 焊条电弧堆焊工艺45<br>4.3.1 堆焊工艺45<br>4.3.2 堆焊质量的控制46<br>4.4 焊条电弧堆焊实例46<br>4.4.1 浇包吊轴的堆焊修复46<br>4.4.2 J506（E5016）焊条表面敷碳快速补焊铸铁47<br>4.4.3 堆焊技术修复涡轮47<br>4.4.4 汽车齿轮的补焊修复48<br>4.4.5 热锻模的堆焊修复49<br>4.4.6 在碳素钢刀具毛坯上堆焊高速钢50<br>4.4.7 铬钼钢滚刀的堆焊修复52<br>4.4.8 发动机排气阀的堆焊修复52<br>4.4.9 循环泵叶片腐蚀后的堆焊修复53<br>4.4.10 低合金钢水轮机叶片的堆焊修复54<br>4.4.11 42GrMo钢空心轴磨损的堆焊修复55<br>4.4.12 压辊轴的堆焊56<br>4.4.13 42CrMo钢轴的补焊57<br>4.4.14 水轮机大轴缺陷的修复堆焊57<br>4.4.15 牵引电动机转轴锥部的堆焊修复58<br>4.4.16 大型电动机转轴轴肩的堆焊修复58<br>4.4.17 发电厂转动轴磨损的堆焊59<br>4.4.18 纤维碳成形机螺旋杆的堆焊60<br>4.4.19 空气锤锤杆燕尾槽破断的堆焊61<br>4.4.20 空气锤钻头燕尾槽磨损的堆焊61<br>4.4.21 水压机砧头砧面的堆焊62<br>4.4.22 400r钢车轮的堆焊62<br>4.4.23 行车车轮缺陷的补焊63<br>4.4.24 挖掘机低合金钢部件的堆焊63<br>4.4.25 拖拉机齿轮齿面磨损的修复工艺64<br>4.4.26 35CrMo钢高速齿轮锻坯的堆焊64<br>4.4.27 中板轧机减速器重型齿轮的堆焊65<br>4.4.28 履带式起重机回转支承内齿圈的堆焊65<br>4.4.29 发电机转子心环磨损的堆焊66<br>4.4.30 汽轮机主轴转子推力盘的堆焊66<br>4.4.31 烧结鼓风机叶片的堆焊工艺68<br>4.4.32 Cr28铸钢铸造缺陷的补焊68<br>4.4.33 20MnMo钢封头的耐蚀堆焊69<br>4.4.34 大型泥泵壳体的堆焊修复69<br>4.4.35 炼钢脱模用起重钳尖的堆焊70<br>4.4.36 铲斗齿的堆焊71<br>4.4.37 高锰钢辙叉的堆焊72<br>4.4.38 破碎机锤头的堆焊72<br>4.4.39 5CrNiMo钢连杆热锻模的堆焊修复73<br>4.4.40 5CrMnMo钢凸轮轴切边模的堆焊74<br>4.4.41 5CrNiMo钢刮板热锻模的堆焊75<br>4.4.42 用堆焊方法制造热锻模75<br>4.4.43 3Cr2W8V钢套筒扳手热锻模的堆焊76<br>4.4.44 3Cr2W8V钢涡轮叶片热锻模的堆焊77<br>4.4.45 推土机轮毂轴颈磨损的堆焊修复77<br>4.4.46 堆焊制造圆拉刀和花键拉刀77<br>4.4.47 160t冲床体裂纹的焊接工艺78<br>4.4.48 碳化钨堆焊放散阀耐磨层工艺78<br>4.4.49 粉煤粒度齿辊的堆焊修复79<br>4.4.50 球团拌材机刮刀的堆焊79<br>4.4.51 球团竖炉双齿辊的堆焊80<br>4.4.52 水泥破碎机锤头的堆焊80<br>4.4.53 除尘风机转子叶片的堆焊修复81<br>4.4.54 破碎单齿辊的堆焊修复81<br>4.4.55 四辊轧机圆盘剪的补焊工艺82<br>4.4.56 钻进硬质合金各种类型滚刀的堆焊82<br>4.4.57 炼铁布料溜槽的堆焊83<br>4.4.58 轧钢导卫的堆焊硬质合金83<br>4.4.59 冲裁模堆焊合金的方法及可行性84<br>4.4.60 50t电炉炉盖升降立柱的修复87<br>4.4.61 四辊轧机可逆转机扁头的焊接修复工艺88<br>4.4.62 烧结D1600离心鼓风机转子的焊接工艺90<br>4.4.63 冶金高炉料钟料斗的堆焊硬质合金工艺94<br>4.4.64 加热炉滑块的堆焊工艺97<br>4.4.65 活塞裂纹的焊接修复98<br>4.4.67 液压轴的堆焊工艺101<br>4.4.68 用短段热焊法修复机床导轨102<br>4.4.69 高铬铸铁导卫的堆焊修复103<br>4.4.70 高铬铸铁泥浆泵衬板的堆焊103<br>4.4.71 锅炉铸铁挡板门磨损部位的堆焊修复103<br>4.4.72 铸铁炉底盘的堆焊104<br>4.4.73 煤气发生炉大齿圈的堆焊修复104<br>4.4.74 开槽堆齿法修复齿轮（一）105<br>4.4.75 开槽堆齿法修复齿轮（二）105<br>4.4.76 公园电动转马铸铁齿轮的堆焊修复106<br>4.4.77 剪床铸铁齿轮的堆焊修复106<br>4.4.78 剪板机铸铁齿轮的堆焊修复107<br>4.4.79 龙门刨床工作台齿条的焊补107<br>4.4.80 可锻铸铁汽车零件的堆焊107<br>4.4.81 压力机地脚螺孔的堆焊修复108<br>4.4.82 减速箱底座焊补两例108<br>4.4.83 铸铁工件镗孔的堆焊修复109<br>4.4.84 水冷焊在农机铸铁件焊补中的应用109<br>4.4.85 空气锤带轮轴孔的堆焊110<br>4.4.86 空气锤铸铁砧座燕尾槽的堆焊修复110<br>4.4.87 铸铁基体冷冲模刃口的堆焊（一）111<br>4.4.88 铸铁基体冷冲模刃口的堆焊（二）112<br>4.4.89 铸铁基体冷冲模刃口的堆焊（三）112<br>4.4.90 阀门的焊条电弧焊接堆焊修复113<br>4.4.91 低合金钢轴的焊条电弧焊堆焊修复115<br>4.4.92 合金工具钢模的焊条电弧焊堆焊修复116<br><br>第5章埋弧堆焊技术118<br>5.1 埋弧堆焊的分类及特点118<br>5.1.1 埋弧堆焊的分类118<br>5.1.2 埋弧堆焊的特点120<br>5.1.3 堆焊合金的类型及特点121<br>5.1.4 堆焊合金的应用特点126<br>5.1.5 堆焊合金的选用128<br>5.2 埋弧堆焊的工艺参数及质量影响因素130<br>5.2.1 埋弧堆焊的主要参数130<br>5.2.2 影响埋弧堆焊质量的因素134<br>5.3 埋弧堆焊应用实例136<br>5.3.1 合金结构钢件的埋弧堆焊136<br>5.3.2 钢轧辊的埋弧堆焊146<br>5.3.3 阀门密封面的埋弧堆焊156<br>5.3.4 药芯焊丝的埋弧堆焊158<br>5.3.5 锻锤底座的埋弧堆焊161<br>5.3.6 165CrNiMoVTi轧辊轴颈的埋弧堆焊修复162<br>5.3.7 热轧辊自动堆焊工艺164<br>5.3.8 钢球合金轧辊的堆焊168<br>5.3.9 大型热轧支撑辊的堆焊修复技术171<br>5.3.10 复合支承辊的堆焊制造175<br>5.3.11 BD轧辊的优化堆焊176<br>5.3.12 冷轧支承辊的堆焊工艺178<br>5.3.13 平辊的堆焊工艺179<br>5.3.14 花辊的堆焊工艺179<br>5.3.15 四辊轧机矫直辊的堆焊工艺180<br>5.3.16 液压机立柱的堆焊工艺181<br>5.3.17 辊轧机磨损辊面的堆焊修复182<br>5.3.18 轧辊堆焊材料的优化184<br>5.3.19 高碳（ZUB160CrNiMo）半钢轧辊的堆焊185<br>5.3.20 连铸辊的埋弧堆焊工艺187<br>5.3.21 Φ850mm复合开坯轧辊的制造工艺188<br>5.3.22 1450mm轧机轧辊的埋弧堆焊189<br>5.3.23 天车轮的堆焊修复189<br>5.3.24 轨道辊的堆焊工艺190<br><br>第6章 等离子弧堆焊技术192<br>6.1 等离子弧堆焊的特点及工艺192<br>6.1.1 等离子弧堆焊的工艺特点192<br>6.1.2 等离子弧堆焊方法及材料193<br>6.1.3 等离子弧堆焊设备、附件及参数196<br>6.2 等离子弧堆焊的应用201<br>6.2.1 钴基合金粉末等离子弧堆焊202<br>6.2.2 镍基合金粉末等离子弧堆焊203<br>6.2.3 铁基合金粉末等离子弧堆焊204<br>6.2.4 排丝等离子弧堆焊工艺205<br>6.3 等离子弧堆焊应用的实例208<br>6.3.1 模具的等离子弧堆焊修复208<br>6.3.2 压缩机曲轴的等离子弧堆焊修复209<br>6.3.3 排气阀的等离子弧堆焊修复211<br>6.3.4 农机零部件的粉末等离子弧堆焊修复213<br>6.3.5 口腔钴铬合金的等离子弧堆焊修复214<br>附录216<br>附表1 堆焊连铸辊应用实例216<br>附表2 中厚板轧机堆焊辊应用实例216<br>附表3 热轧带钢、冷轧酸洗机组堆焊辊应用实例216<br>附表4 堆焊技术在冶金常耗备件的应用实例217<br>参考文献218