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按焊條的藥皮類型分類
鈦鈣型堆焊焊條:藥皮中含有氧化鈦和碳酸鈣等成分,電弧穩定,飛濺小,脫渣容易,焊縫成形美觀。適用于各種位置的堆焊,但熔敷效率相對較低。
低氫型堆焊焊條:藥皮主要成分是碳酸鹽和螢石,焊縫金屬含氫量低,具有良好的韌性和抗裂性。常用于對焊縫質量要求較高、承受動載荷或低溫環境下的堆焊。
按熔敷金屬的化學成分分類
碳鋼及低合金鋼堆焊焊條:這類焊條熔敷金屬的主要成分是碳、錳、硅等元素,以及少量的鉻、鉬、釩等合金元素。可獲得強度較高、韌性較好的堆焊層,適用于承受沖擊載荷和金屬間磨損的工況,如礦山機械、農業機械等零部件的堆焊修復。
高鉻鋼堆焊焊條:含有大量的鉻元素,一般鉻含量在 12% 以上。堆焊層具有良好的抗氧化性、耐腐蝕性和高硬度,常用于化工設備、冶金設備中受腐蝕和磨損的部件,如反應釜、高爐料鐘等的堆焊。
鉻鎳奧氏體不銹鋼堆焊焊條:以鉻、鎳為主要合金元素,具有良好的抗腐蝕性、抗氧化性和熱強性。適用于在高溫、腐蝕環境下工作的部件,如電站鍋爐的管道、石油化工設備中的反應器等的堆焊。
鈷基合金堆焊焊條:主要成分是鈷、鉻、鎢等元素,堆焊層具有的耐高溫、耐磨、耐蝕性能,特別是在高溫下能保持較高的硬度和強度。常用于航空發動機、高溫閥門、熱剪切刀等關鍵部件的堆焊。
碳化鎢堆焊焊條:焊條中含有大量的碳化鎢顆粒,堆焊層硬度,耐磨性。主要用于嚴重磨損的場合,如石油鉆機的鉆桿、煤礦機械的刮板等的堆焊。
焊接中
選擇合適的焊接參數:焊接電流、電壓和焊接速度是關鍵參數。電流過大,會使堆焊層過熱,晶粒粗大,甚至產生裂紋和氣孔;電流過小,則會導致熔深淺,堆焊層與母材結合不牢固。例如,對于直徑 3.2mm 的堆焊焊條,焊接電流一般在 90 - 130A 之間;直徑 4.0mm 的焊條,電流可在 130 - 180A 之間。同時,要根據電流大小適當調整電壓,電弧穩定燃燒,一般電壓在 22 - 28V 之間。焊接速度不宜過快,否則會影響堆焊層的成形和厚度均勻性,通常控制在 15 - 30cm/min。
采用正確的運條方法:根據堆焊層的寬度和厚度要求,選擇合適的運條方法。直線運條法適用于較窄的堆焊層;鋸齒形或月牙形運條法可使堆焊層寬度增加,且能焊縫兩側與母材良好熔合;對于較厚的堆焊層,可采用多層多道焊,每道焊縫的搭接寬度應不小于焊縫寬度的 1/3,以堆焊層的質量和性能。運條過程中要保持電弧長度穩定,一般電弧長度為焊條直徑的 0.5 - 1 倍。
控制層間溫度:多層堆焊時,層間溫度過高會使堆焊層組織過熱,性能下降;層間溫度過低,又會增加焊接應力,容易產生裂紋。因此,要嚴格控制層間溫度,一般層間溫度應不預熱溫度,且不低于規定的低溫度。例如,對于某些低合金鋼堆焊,層間溫度控制在 150 - 250℃之間。在焊接過程中,可使用測溫儀實時監測層間溫度。
焊接后
緩冷處理:堆焊后,為了降低焊接應力,防止產生裂紋,通常需要對焊件進行緩冷。可將焊件放在石棉粉或石灰粉中覆蓋冷卻,也可讓焊件在空氣中自然冷卻,但要避免在風口處或潮濕的環境中冷卻。
消除應力處理:對于一些重要的焊件或對焊接應力敏感的材料,堆焊后應及時進行消除應力處理。常見的方法是高溫回火,即將焊件加熱到 550 - 650℃,保溫一定時間(一般按每毫米厚度保溫 1 - 2 分鐘計算),然后隨爐冷卻或空冷。這樣可以有效地消除焊接應力,提高堆焊層的穩定性和使用壽命。
質量檢查:堆焊完成后,要對堆焊層進行外觀檢查,查看是否有氣孔、夾渣、裂紋、咬邊等缺陷,堆焊層的尺寸和形狀應符合設計要求。如有必要,還需進行無損檢測,如超聲波檢測、射線檢測等,以檢查內部質量。對于不符合要求的堆焊層,應分析原因并采取相應的措施進行返修。
生產工藝
制造技術與設備:采用制造技術和設備生產的堆焊焊條,質量更穩定,性能更,但設備投資和生產成本高,產品價格也高。如采用自動化生產線和精密配方控制技術生產的焊條,價格會傳統手工生產的焊條。
質量控制與檢測:嚴格的質量控制和檢測流程,能確保焊條質量符合高標準,但會增加生產成本,導致價格上升。經過多道檢測工序、質量認證的堆焊焊條,價格會比普通檢測標準的焊條高。
電力行業:在火力發電中,鍋爐的管道、磨煤機的部件等會受到高溫、磨損和腐蝕的作用。堆焊焊條可用于這些部件的表面堆焊,提高其耐高溫、耐磨和耐腐蝕性能,防止管道泄漏和部件過早失效,發電設備的安全穩定運行。在水電行業中,水輪機的葉片在高速水流的沖刷下容易磨損,通過堆焊耐磨焊條,可以提高葉片的耐磨性,延長水輪機的檢修周期和使用壽命。
礦山行業:礦山開采中使用的各種機械設備,如破碎機、挖掘機、裝載機等,其工作部件如錘頭、鏟斗、齒板等,在挖掘、破碎礦石等過程中,面臨著強烈的沖擊磨損和磨料磨損。堆焊焊條可用于這些部件的表面堆焊,提高其硬度和耐磨性,從而提高這些部件的使用壽命,降低礦山設備的維修成本和停機時間,提高生產效率。
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