技能培训治理：堆焊核心要素一览

碳化钨的堆焊碳化钨熔点高达3000℃，在电弧的高温作用下部分熔化，并熔入母材金属中，使表层堆焊层的母材组织多是马氏体钢或马氏体合金铸铁，产生裂纹倾向大。合金铸铁的堆焊马氏体合金铸铁裂纹倾向很大，堆焊前需要预热，堆焊后也需要缓冷，焊后不能进行热处理，不能进行机加工，磨削加工也较困难，仅适用焊后不需要加工零件的堆焊。奥氏体合金铸铁硬度比马氏体合金铸铁低,焊后容易产生冷裂纹,焊前需预热,焊后需在预热的温度下随炉缓冷,仅适用焊后不需加工零件的堆焊。受气蚀和泥沙磨损合金的堆焊大多数采用低碳铬锰奥氏体，钢焊条堆焊，堆焊层为奥氏体加铁素体的双相组织，堆焊前不需预热。堆焊层抗裂性好，原始硬度不高，受到冲击后能迅速强化，抗气蚀性能也很好。耐冲击磨损合金的堆焊高锰钢表面受到冲击压力后引起表层塑性变形，使原先高韧性的奥氏体组织转变成高硬度的马氏体和析出碳化物,变得内层韧性好耐冲击、表面硬而耐磨。焊件不能预热，堆焊时焊层温度不能高,要短道焊、分散焊。要控制层间温度，必要时用冷却水浇在焊件上或将焊件部分浸入水中强制冷却。堆焊时尽量减小热输入，采用小电流、大焊速,使堆焊层有足够快的冷却速度。每层堆焊后立即锤击，堆焊后焊件进行水韧处理。耐高温腐蚀和磨损合金的堆焊工作温度低于450℃的铬不锈钢堆焊金属能耐蒸气、弱酸的腐蚀，抗裂性好，可不预热堆焊。工作温度在450~580℃的奥氏体不锈钢堆焊金属用于中、高压阀门密封面的堆焊。由于堆焊层是奥氏体加一定数量的铁素体双相组织，抗裂性较好,一般可不预热。工作温度为500~650℃的高铬合金铸铁堆焊金属。由于含碳量高，碳化物和其它化合物使堆焊层具有较高的硬度HRC≥40~48，需要充分预热才能避免裂纹。多层短段往返堆焊ZG200-400材料时,后道焊缝必须在前道焊缝金属尚处在亮红色时就堆敷上去,否则易出现裂纹。常温下金属与金属间摩擦磨损的堆焊主要用于修理磨损后的零件，一般只要求恢复尺寸，并不要求得到更高的硬度和耐磨性。这类堆焊金属合金元素总质量分数不超过5%。低碳低合金钢堆焊金属抗裂性较好，可进行切削加工。中碳低合金钢堆焊金属组织主要是马氏体、还有少量珠光体或残余奥氏体。堆焊层硬度为HBS350~550，含碳量和合金量偏高时可达HRC50，退火后可以机械加工，堆焊金属裂纹倾向较大。高速钢刀具的堆焊高速钢刀具材料堆焊时，预热、冷却速度要适当，堆焊层内的菜氏体共晶和网状碳化物就会减少，高速钢刀具的使用寿命就会提高。堆焊后的高速钢刀具应立即入炉退火或在热的石棉灰中缓冷。堆焊后的高速钢需经热处理后才能使用。冷变形模具磨损的堆焊在冷变形模具的堆焊金属中,一类是高碳铬12型，堆焊金属耐磨性很好，但抗裂性较差，焊前需预热550℃，焊后需立即放入700℃炉中随炉冷却；另一类是低铬型，堆焊前预热温度为300~400℃。热加工模具的堆焊热锻模、热轧辊和热剪切刀具堆焊金属易淬硬而产生裂纹，焊前应预热，焊接时控制并保持一定层间温度，焊后应缓冷。每道堆焊层的层间停顿时间25~35s。多层堆焊时，后道焊缝应在前道焊缝的弧坑处引弧，并将弧坑堆满。要在引弧板上引弧和在堆高层上收弧。堆焊结束后立即将焊件送入200℃的炉(或烘箱)中保温2h,再随炉冷却。堆焊工艺与操作焊前准备做好堆焊前的准备工作是保证堆焊质量的重要因素，主要内容有以下几点：（1）确定零件堆焊部位的要求。（2）确定堆焊方法、焊接参数、堆焊材料（焊条、焊丝、焊剂等）、堆焊用设备、熔化极形状及极性的选择等。（3）清除焊件表面油、污、裂纹。（4）烘干焊条、焊剂。焊前表面处理和退火需要堆焊的焊件表面，在焊前要脱脂除锈和清除污物。有些焊件在工作过程中表面往往已产生裂纹和剥离，有的表面还有腐蚀坑等，这些缺陷不去除将对堆焊层的质量不利，因此这类焊件焊前要进行去应力退火，并且还要用机械加工的方法把表面缺陷彻底除掉。焊前预热和焊后缓冷焊有开裂倾向的碳钢和低合金钢时，防止开裂和剥落的有效方法是预热和缓冷。预热温度高低，与堆焊金属的碳当量、工件的材质、大小和堆焊部位的刚度等有关。预热温度一般选150~600℃。表1

碳当量选择预热温度对于堆焊金属硬度比较高、堆焊面积比较大的焊件，如锻模、大阀体等，需要整体预热。对于仅需局部堆焊的焊件，可以局部预热。而对于那些在堆焊过程中就能够被整体加热的小零件，可以不预热。为了防止裂纹和剥离，除了焊前预热外，还要焊后缓冷。缓冷的方法是：堆焊后可将堆焊零件放在石棉灰、石棉毯或硅酸铝等保温材料中缓冷。对于淬硬倾向小的堆焊金属，如1Cr13、2Cr13等，焊后为了获得较高的硬度，也可选用空冷，机械加工后不再进行热处理。对于淬硬倾向大的堆焊金属，如高铬铸铁、碳化钨、钴基合金等，焊后要进行600~700℃回火1h，再缓冷以免出现裂纹。隔离层堆焊为了减少应力，防止堆焊层产生裂纹和剥离，可先用塑、韧性好的焊条堆焊隔离层将堆焊层与基体隔离。如在碳钢上堆焊高锰钢时，可先在碳钢上堆焊一层铬镍或铬锰奥氏体钢，然后再在奥氏体钢上堆焊高锰钢，这样既可减少焊接应力，又不影响高锰钢焊后采取快冷的措施。减少母材对堆焊层合金元素的稀释率堆焊过程中，部分母材金属要熔入堆焊金属中，堆焊金属中的部分合金元素也要烧损，这些都会使堆焊硬度改变和力学性能下降。因此在选择堆焊方法时，要进行比较，尽量选择稀释率低的焊接方法。减少焊件堆焊后的变形对细长轴和大直径的薄壁筒,堆焊时容易产生弯曲和波浪变形。对这类零件堆焊时应采取以下措施：（1）尽量选择熔深小、线能量小的堆焊方法。（2）采用夹具或焊上临时支撑板，以增加焊件刚度。（3）采用预先反变形法。（4）选取合理的施焊顺序。（5）采用较细焊条，小电流及快焊速，并采取间歇冷却等方法，防止堆煌部位局部过热。堆焊后的热处理堆焊后，堆焊层的性能达不到要求时，需要将