堆焊一種熔焊工藝。簡單的說堆焊的主要目的是對工件表面進(jìn)行熔覆使之性能有所改變,這樣可以使工件取得較好的耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性能等等,再者就是有些工件表面因為磨損或者工件加工失誤造成尺寸不對,堆焊的方法就可以對工件表面進(jìn)行強(qiáng)化與修復(fù)(需要工藝過程中對母體的強(qiáng)度不損害或者損害控制在允許的限度之內(nèi))。
市場供需關(guān)系
需求變化:當(dāng)市場對堆焊焊條的需求旺盛,如制造業(yè)快速發(fā)展、大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時期,需求大于供應(yīng),價格往往會上漲。反之,需求不足時,價格可能下降。
供應(yīng)情況:生產(chǎn)廠家的產(chǎn)能、原材料供應(yīng)狀況等因素會影響堆焊焊條的市場供應(yīng)量。若原材料短缺或生產(chǎn)廠家減少產(chǎn)量,供應(yīng)小于需求,價格上漲;若生產(chǎn)廠家增加產(chǎn)能或市場上庫存積壓,供應(yīng)大于需求,價格則可能降低。
按熔敷金屬的化學(xué)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??色@得強(qiáng)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(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等零部件的堆焊修復(fù)。
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(shè)備、冶金設(shè)備中受腐蝕和磨損的部件,如反應(yīng)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(qiáng)性。適用于在高溫、腐蝕環(huán)境下工作的部件,如電站鍋爐的管道、石油化工設(shè)備中的反應(yīng)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(qiáng)度。常用于航空發(fā)動機(jī)、高溫閥門、熱剪切刀等關(guān)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(yán)重磨損的場合,如石油鉆機(jī)的鉆桿、煤礦機(jī)械的刮板等的堆焊。
焊接中
選擇合適的焊接參數(shù):焊接電流、電壓和焊接速度是關(guān)鍵參數(shù)。電流過大,會使堆焊層過熱,晶粒粗大,甚至產(chǎn)生裂紋和氣孔;電流過小,則會導(dǎo)致熔深淺,堆焊層與母材結(jié)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(jù)電流大小適當(dāng)調(diào)整電壓,電弧穩(wěn)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(jù)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(cè)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(yīng)不小于焊縫寬度的 1/3,以堆焊層的質(zhì)量和性能。運條過程中要保持電弧長度穩(wěn)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(yīng)力,容易產(chǎn)生裂紋。因此,要嚴(yán)格控制層間溫度,一般層間溫度應(yīng)不預(yù)熱溫度,且不低于規(guī)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(jiān)測層間溫度。
焊接后
緩冷處理:堆焊后,為了降低焊接應(yīng)力,防止產(chǎn)生裂紋,通常需要對焊件進(jìn)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(fēng)口處或潮濕的環(huán)境中冷卻。
消除應(yīng)力處理:對于一些重要的焊件或?qū)附討?yīng)力敏感的材料,堆焊后應(yīng)及時進(jìn)行消除應(yīng)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(yīng)力,提高堆焊層的穩(wěn)定性和使用壽命。
質(zhì)量檢查:堆焊完成后,要對堆焊層進(jìn)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(yīng)符合設(shè)計要求。如有必要,還需進(jìn)行無損檢測,如超聲波檢測、射線檢測等,以檢查內(nèi)部質(zhì)量。對于不符合要求的堆焊層,應(yīng)分析原因并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行返修。
焊接過程控制
焊接參數(shù)選擇
焊接電流:電流要適中,過大易導(dǎo)致焊條熔化過快、焊縫組織過熱、產(chǎn)生氣孔和裂紋等;過小則會使焊縫熔深淺、結(jié)合不牢固。
焊接電壓:應(yīng)與焊接電流匹配,以電弧穩(wěn)定燃燒,電壓過高會使電弧拉長,飛濺增加;電壓過低則電弧不穩(wěn)定,容易斷弧。
焊接速度:不宜過快或過慢,過快會使焊縫成形不良,熔合不好;過慢會導(dǎo)致焊縫過熱,晶粒粗大,影響焊縫質(zhì)量。
運條方法:根據(jù)焊縫的形狀、尺寸和位置,選擇合適的運條方法,如直線形、鋸齒形、月牙形等。運條過程中要保持均勻的速度和穩(wěn)定的電弧長度,確保焊縫的寬度和高度均勻一致,熔合良好。
焊接順序:對于復(fù)雜的焊件或需要進(jìn)行多層多道堆焊的情況,要合理安排焊接順序,以減少焊接應(yīng)力和變形。例如,可采用對稱焊接、分段退焊等方法。
層間清理:多層堆焊時,每焊完一層,都要及時清理焊縫表面的熔渣、飛濺等雜質(zhì),檢查有無缺陷,如有缺陷應(yīng)及時處理,然后再進(jìn)行下一層的焊接。
保護(hù)氣體(如有):如果使用的是氣體保護(hù)堆焊焊條,要確保保護(hù)氣體的純度和流量符合要求。保護(hù)氣體可以有效地防止焊縫金屬被氧化、氮化,提高焊縫的質(zhì)量。