堆焊技术的研究与应用进展 -学兔兔 www.xuetutu.com.pdf

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题综述
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雊焊技术的研究与应用进展
IP rogress in Research and Applicaion of img e crn ique
文/中国船舶重工集团公司第七二五研究所张文毓
摘要:本文从堆焊技术的概述、研究现状和应用几方面对堆焊技术的应用进展进行了综述,希
望对堆焊技术有一个比较全面的了解。
关键词:堆焊技术;研究;应用;进展
前言
工艺方法,而且成为先进制造技术的发展基础"。
堆焊是指将具有一定使用性能的合金材料,
借助一定的热源手段熔覆在母体材料的表面,1雄焊技术的概述
以赋予母材特殊使用性能或使零件恢复原有形
堆焊是焊接领域内的一个重要的分支。目
状尺寸的工艺方法。因此堆焊既可用于修复材前堆焊技术主要应用在制造新零件和修复旧零
料因服役而导致的失效部位,亦可用于强化材件上。应用范围涉及治金机械、矿山机械、农
料或零件的表面,其目的都在于延长零件的使业机械、石油化工机械、交通运输、原子能工
用寿命,节约贵重材料,降低制造成本。因此程和航大工业等部门。采用堆焊技术对易磨损
国内外制造业对堆焊技术的发展十分重视。
的轧辊、轴类、工模具等工件进行修复已经取
堆焊技术在我国起源于20世纪50年代末,几得显著的效益。据统计,用于修复旧件的维焊
乎与焊接技术同步发展。发展初期主要用于修复金属量占总堆焊材料用量的72%,修复旧件的
领域即恢复零件的形状尺寸;60年代已经将恢复费用很低,而使用寿命往往比新件的寿命还高
形状尺寸与强化表面及表面改性相结合,改革开如堆焊旧氧辊的费用仅是新氧辊的30%左右。而
放后堆焊技术的应用领域进一步扩大,堆焊技术轧制金属量却比新轧辊提高1-5倍。堆焊技术是
从修理业扩展到制造业:9年代受先进制造技术利用焊接方法进行强化机械零件表面的一种维
理念的影响,堆焊方法与智能控制技术和精密磨修技术,利用这一技术可以改变零件表面的化
削技术相结合的近争形技术( Near Net Shap)引起学成分和组织结构,完善其性能,延长零件的
了制造业的广泛关注。这也是堆焊技术从技艺走使用寿命,具有重要的经济价值。
向科学的重要标志。堆焊技术在我国历经近50年1.1雄焊技术的分类
的风雨历程,不仅是延长材料或零件服役寿命的
堆焊技术是熔焊技术的一种,因此凡是属
作者简介:张文毓(1968-),女,高级工程师,现主要从事情报研究工作。
现代焊接2014年第12期总第144期J-2
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が综述
于熔焊的方法都可用于堆焊。堆焊方法的发展等离子弧粉末堆焊、高能光束(激光、聚焦光
也随着生产发展的需要和科技进步而发展,目前束)粉末堆焊等。
已有很多种:手工电弧堆焊、氧-乙炔焰堆焊
堆焊材料方面,针对被修复零件的服役要求,
埋弧自动堆焊、等离子弧堆焊、电渣堆焊、振相继开发了耐磨的硬质合金复合堆焊材料(包WC
动电弧堆焊、激光堆焊、气体保护电弧堆焊等。的管状焊条及含碳化物的钻基合金、镍基合金、
1.2堆焊技术的应用领域
铁基合金粉末),耐冷热疲劳的 CRNIWMONB及镍
堆焊技术在实际生产中具有非常重要的意马氏体时效钢等模具堆焊材料,以及用于轧辊修
义。堆焊技术的应用领域见表1。
复的低合金钢堆焊材料(30 Crmnsi,40CrMn)
热作模具钢堆焊材料(3Cr2W8,C5SMo)、弥散
2堆焊技术的研究现状
硬化钢堆焊材料(15Cr3Mo2MnV,25C5WMoV,
国外堆焊技术在基础研究方面,不同的国27CR3Mo2W2 Ansi)、马氏体不锈钢堆焊材料
家区域具有不同特点。东欧国家如俄罗斯、乌(1C13NMo配J1烧结焊剂,OGr14NSi配SJ11
克兰等,由于历史原因将堆焊技术作为国家投烧结焊剂)。
入的技术支撑,使得基础和理论研究工作非常
我国堆焊材料方面的突出特点是“焊条多
扎实,延续下来的技术基础的完备性、理论工焊丝少、熔炼焊剂多烧结焊剂少、实心焊丝多
作的细致程度和系列化的技术积累并不逊色于药芯焊丝少”,而堆焊设备方面的现状则是“改
西方发达国家。美国、日本等发达国家的基础装设备多专用设备少、机械化设备多智能化设
研究主要集中在各专业公司、企业集团,大学备少”。因此,无论是堆焊材料的品种和质量
和研究所也开展相关基础理论研究。
还是堆焊设备的自动化、智能化水平等方而均
我国堆焊专家围绕提高堆焊质量和效率开亟待发展和提高。
展了大量工作,堆焊方法方面,相继开发了电
国内堆焊规模产业主要集中在耐磨堆焊材
弧堆焊(单丝、多丝、单带极、多带极)、电料和工业部件的雄焊复合制造或再制造领域。
渣堆焊(窄带极、宽带极、躺极)、MI(堆焊、如堆焊药芯焊丝的生产、复合耐磨钢板的堆焊
制造、磨辊、模具的雌焊制造或堆焊修复等。
表1堆焊技术的应用领域
零部件
堆焊合金
堆焊层性能
国内堆焊技术和产业发展趋势:①逐步加强
门密封面
基、铁基合金耐腐蚀、耐磨损和完善从事堆焊产业人员的劳动安全保护制度建
高铬铸铁合金
耐磨损
混砂机刮板
镍基合金
耐磨损
设;②雄焊制造和修复产业行业党争激烈,行业
螺旋送粉杆
铁基合金
耐磨损
利润和技术附加值将会减低;③-些规模过小、
曲轴修复
铁基合金、高碳钢
耐磨损
技术实力差的小企业面临退出市场;④堆焊材料
机械制造
剪刀片
铁基合金
酎磨损
离合器推板
镍基合金
耐磨损
需要增加品种提高质量,以满足高、中、低端不
齿轮、凸轮
铁基合金
耐磨损
同客户的不同需求;⑤从事堆焊材料制造和堆焊
「冷拔钢管内模
铁基合金
耐磨损
热切边磨具
返合金?高温、極修复产业的企业更注重基础研究和技术积累
水压机工作红塞柱
铁基合金
耐腐蚀、耐磨损
等离子堆焊是以联合型或转移型等离子弧
裂化装置泉
高铬铸铁合金
耐磨损
作为热源,采用合金粉末或焊丝作为填充金属,
石油、煤炭
钻杄接头
高铬锛铁合金
耐磨损
刮板输煤机中部糟板
高铬铸铁合金
耐磨损
堆焊时将零件表面以及堆焊材料同时熔化,并
固液泵机轮
高铬铸铁合金
耐磨损
使两种金属相互混合构成熔池,经熔池冷凝结
交通运输
内燃机排气阀
钴基合金
酎磨损
轻工
玻璃模具
镍基合金
耐损
品形成堆焊层。其实质上是一种熔化焊工艺。
纺纱机成型凸轮
凜基合金
耐磨损
材料表面的堆焊覆层也不再是单一的金属
J-22代舞接2014年第12期总第144期