堆焊工艺方法及堆焊材料形状

一、堆焊工艺技术方式及堆焊金属材料花纹

（一）堆焊工艺技术方式或其工艺技术特征

基本上上任何人一类冲压方式都能用作堆焊，如氧乙炔焰堆焊、铜焊静电堆焊、钨极氩弧堆焊、熔融极液体为保护静电堆焊、埋弧堆焊、电渣堆焊、高速路带极堆焊、激光弧堆焊等。

（二）堆焊金属材料的花纹

堆焊方式相同明确要求的堆焊金属材料花纹也相同，常见的堆焊金属材料花纹可分片状、管状、柱状、粉片状、片状等。

二、堆焊钛的进行分类

大部份的堆焊钛可概括为铁基、镍基、钴基、皮德盖和铍堆焊金属材料三种类别。铁基堆焊合金操控性变动面广，能满足用户很多相同的明确要求，且采用最广为，种类也最多。镍基、钴基主要就用在耐热破损、低温锈蚀的公开场合。皮德盖钛常见在耐锈蚀或抗剪剪破损的公开场合。耐热料破损最合适的是铍堆焊合金。

铁基堆焊合金的堆焊层碳纳米管组织机构有纤维状、莱氏体、若丽鱼体和若丽鱼体铌等三种基本上类别。

三、铁基堆焊钛

（一）若丽鱼体钢堆焊合金

若丽鱼体钢堆焊合金的电阻率通常在0.5%（产品质量平均分）下列，钛原素总额也在5%（产品质量平均分）下列。在焊后大自然加热时，堆焊合金的林国组织机构以若丽鱼体居多，延展性20~38HRC。

若丽鱼体钢堆焊合金多在焊态采用，也能通过热处理改善操控性。它的特征是冲压操控性优良，具有中等的延展性和一定的耐热性，冲击韧性好，易机械加工。它主要就用作如下几个方面∶在堆焊修复中用作堆焊耐热层之前的恢复母材尺寸层堆焊，当需要堆焊层数大于2层或3层时，全部采用耐热性高的合金将增加成本或某些金属材料不宜多层堆焊时，用作过渡层的堆焊;当母材为低碳钢时，过渡层可加强工件的强度以避免在采用中母体产生变形而引起耐热层剥落。当母材为高碳钢时，过渡层是为了改善母材熔合区的韧性以防止工件断裂或耐热层剥落。也能用作对堆焊层延展性值明确要求不高的零件的堆焊。

若丽鱼体钢堆焊合金采用的工艺技术方式主要就是铜焊静电堆焊和熔融极自动堆焊，也能采用钨极氩弧堆焊或气焊堆焊等。若丽鱼体钢的铜焊静电堆焊工艺技术如下;铜焊按规定烘干;工件堆焊前清理油、锈;当母材为低碳钢时，焊前不预热，但当母材为中碳钢或低钛高强度钢时，焊前预热200℃左右。

（二）纤维状钢堆焊合金

纤维状钢堆焊合金根据它们的成分、操控性、用途相同，可分为普通纤维状钢、高速路钢及工具钢、高铬纤维状钢三种。

1.普通纤维状钢

当堆焊层的韧性、强度、耐热性都有明确要求时，常选用普通纤维状钢堆焊合金。它也常在堆焊更脆、更耐热的金属材料前，作为高强度的过渡层金属材料。

纤维状钢堆焊合金采用的工艺技术方式主要就是铜焊静电堆焊和熔融极自动堆焊。普通纤维状的铜焊静电堆焊工艺技术如下∶铜焊按规定烘干;工件堆焊前清理油、锈;当母材为低碳钢时，堆焊低、中碳纤维状铜焊时能不预热，对于堆焊高碳纤维状铜焊时则应预热200～300℃。对于抗裂性差的低钛钢母材和中、高碳母材，则应视铜焊与母材的相同，预热150～350℃。对于高碳纤维状堆焊合金的堆焊件有时也采用焊后热处理。

2.高速路钢及工具钢

高速路钢堆焊合金热硬性高，主要就用作制作双合金切削刀具。热工具钢堆焊合金主要就用作热锻模、热轧辊等的堆焊制造与堆焊修复。

（三）高铬纤维状钢

高铬纤维状不锈钢堆焊合金抗热性好，热强度高，耐锈蚀性也较好，主要就用作中温耐合金间破损，如中温中压阀门密封面的堆焊。含钼含碳型堆焊合金耐热性较高，有一定的抗冲击能力，在耐气蚀零件的堆焊中得到推广应用。高铬纤维状不锈钢的堆焊工艺技术方式主要就是铜焊静电堆焊，熔融极氩弧堆焊和埋弧堆焊。除小件堆焊在焊前不预热外，通常需要预热150～300℃;焊后能不进行处理，也可退火软化;当加热到900～1000℃空冷或油冷后，可重新硬化。

（四）莱氏体钢堆焊合金

1.高锰莱氏体钢与铬锰莱氏体钢

高锰莱氏体钢与铬锰莱氏体钢堆焊层适于伴有冲击作用的合金间破损和高应力磨料破损的工作条件，主要就用途之一是对高锰钢铸造件的铸造缺陷进行补焊和对破损件进行修复堆焊。

2.铬镍莱氏体钢堆焊合金

（1）铬镍莱氏体钢堆焊的应用 铬镍莱氏体钢堆焊合金具有优良的耐锈蚀性，抗低温氧化性。当加入一些钛原素后，还兼有优良的耐热性、耐冷热疲劳性、耐气蚀性等。

铬镍莱氏体钢中有一类是单纯的耐锈蚀用钢，它们虽然耐热性不好，但由于优良的耐锈蚀性，在化工设备中广为应用。有耐锈蚀操控性明确要求且不便于采用整体不锈钢制造的容器、管道及机器零件，相当一部分能采用不锈钢-碳钢双合金钛钢板或类似的双合金金属材料制造，但在某些明确要求高的公开场合则必须是采用堆焊方式制造。采用耐锈蚀铬镍高钛堆焊的容器、管道及机器零件，多数明确要求母材与堆焊合金的熔合区具有较高的韧性，即不允许或限制纤维状组织机构的出现，以减小脆性和冲压裂纹的敏感性。此外还明确要求用最少的堆焊层数，得到表层具有符合明确要求的铬镍钛成分和所明确要求的有效耐蚀层厚度。与此同时，不允许表层的增碳值超过某一限定的数值。

还有一类是除了具有耐锈蚀性外，还具有其他优良操控性，如耐中、低温合金间破损操控性，主要就用作阀门密封面的堆焊。

（2）铬镍莱氏体钢堆焊金属材料的堆焊工艺技术 铬镍莱氏体钢堆焊的冲压方式主要就有铜焊静电堆焊和带极堆焊，其次由于内部空间的限制，也常采用钨极氩弧堆焊工艺技术。

耐蚀不锈钢堆焊时，首先用高铬镍的E309（Cr25-Ni13）型不锈钢冲压金属材料在低碳钢或低钛结构钢母材上堆焊一层过渡层，且该过渡层在与母材交界的熔合区有满意的韧性，从而确保焊缝合金有较高的抗裂性和较好的耐锈蚀性。堆焊工艺技术应采用小的热输入，堆焊电流也宜尽可能小，以减小母材熔深，避免稀释率过高。当堆焊耐锈蚀层时，仍应采用小的热输入。所选用的铬镍莱氏体钢堆焊金属材料应能保证堆焊层的电阻率、含铁素体量或其他化学成分符合技术条件明确要求。

在多数情况下，堆焊前不预热并在整个堆焊过程中严格限制层间温度，但个别情况下，堆焊前可稍加预热，并在整个过程中限制层间温度不能过高。铜焊、焊剂按规定预热，堆焊后通常不进行热处理。

耐蚀耐热的铬镍莱氏体钢很大部分是用作阀门堆焊，且堆焊方式主要就是铜焊静电堆焊和粉末冶金堆焊。铜焊静电堆焊除工件预热温度明确要求稍高，其余工艺技术要点与其他铬镍莱氏体钢堆焊工艺技术相同。

四、其他堆焊钛简介

（一）镍与镍基钛堆焊合金

镍与镍基钛堆焊金属材料中一类是属于电阻率较低的且具有优良抗裂性及耐热耐蚀性的纯镍、镍铜（蒙乃尔）和镍基钛;一类是采用较多的耐热、耐蚀且耐热的镍铬硼硅和镍钼铁钛。

纯镍、镍铜（蒙乃尔）和镍基钛具有良好的抗裂性，可用作铸铁或其他难焊钛的过渡层堆焊金属材料;又由于它们有良好的耐热、耐蚀性，也可用做耐热、耐蚀层堆焊金属材料。

镍基钛常见的堆焊方式为铜焊静电堆焊、火焰堆焊和激光弧堆焊。铜焊静电堆焊时，尽量避免横向摆动。多层堆焊时，层间温度不宜超过100~150℃。

（二）钴基钛堆焊合金

钴基钛堆焊合金主要就指钴铬钨堆焊钛，即通常的司太立钛。该钛在低温下能保持较高的延展性，且具有一定的耐锈蚀性及优良的抗粘着破损操控性。

钴基钛由于能加工得很光滑，加上高的抗擦伤能力和低的摩擦因数，因此特别适合用作合金间破损公开场合;另外，还具有较高的抗氧化性、耐锈蚀性和耐热操控性，也用作低温锈蚀和低温破损的工况条件。

（三）铜及铜钛堆焊合金

铜及铜钛堆焊合金分为纯铜、黄铜、青铜和白铜四类。铜及铜钛堆焊合金分别具有较好的耐大气、耐海水和耐各种酸碱溶液的锈蚀，耐气蚀及耐粘着破损等操控性，但易受硫化物和氨盐的锈蚀，抗磨料破损操控性不好。主要就是用来制造明确要求耐锈蚀、耐气蚀和耐合金间破损的以铁基金属材料为母材的双合金零件或修补破损的工件。

堆焊工艺技术对铜钛堆焊操控性影响极大。堆焊层厚度往往较厚，取堆焊层厚度6mm 以上部分作为工作层。火焰焊和钨极氩弧堆焊比较好，铜焊静电焊时，电流要尽量小些。皮德盖钛堆焊时，通常不预热，但堆焊件厚度较大、熔合不良时，可适当预热。

五、铍或其他铌硬质钛堆焊

合金铍是硬质钛的重要成分。另外还有用碳化钛、碳化铬作为硬质点的，目前应用最多的是铍硬质钛。铍堆焊合金实际上是含有铌硬质颗粒和较软胎体合金的复合金属材料堆焊层，它在石油钻井及修井设备工具中应用较多，冶金、矿山等其他行业也有不少应用。铍或其他硬质钛复合金属材料堆焊工艺技术的特征是最大限度地防止硬质钛颗粒在堆焊过程中发生分解、溶解甚至熔融，以保持铌原有的高耐热性。因此常采用温度较低的火焰堆焊。