焊条电弧堆焊

概述锻模的焊条电弧堆焊工艺热锻模一般采纳5CrNiMo或5CrMnMo合金工具钢制造。

为了节省珍贵合金钢，以45Mn2铸钢作为基体，采纳焊条电弧堆焊方法制造热锻模，可以降低热锻模的成本。

焊条电弧堆焊热锻模应用较多的是EDRCrMnMo-15(D397)堆焊焊条，可用于堆焊铸钢或锻钢为坯体的热锻模，也可用于修复SCrMnMo、5CrNiMo和5CrNiSiW钢制热锻横。

EDRCrMnMo-15焊条属于低氢型药皮焊条，采纳直流反接。

焊条使用前须在300350℃烘干11.5h。

热锻模的焊条电弧堆焊工艺如下。

①坯料锻造并进行热处理后，依据外形尺寸加工型槽。

加工时应将堆焊部位全部尖角都铣成圆角（尺寸不小于2-3mm），深而窄的型槽应适当加大尺寸，将垂直面改为1015斜度，以便堆焊操作，避开产生夹渣、未焊透等缺陷。

②45Mn2钢模体堆焊前应预热至450℃，在整个堆焊过程保持模体温度不低于300℃，否则需再预热。

焊前预热在煤炉中进行，然后取出放在石棉保温箱中堆焊，也可自行制造专用的加热保温电炉。

③用EDRCrMnMo-15焊条采纳分区分层堆焊法，由最深处开头逐层向上堆焊，各层间的堆焊焊缝可交叉成肯定角度，以便堆焊层厚度匀称并削减夹渣。

堆焊操作中焊条应稍作横向摇摆，应避开在夹角和狭窄处引弧和熄弧。

采纳45Mn2钢制造模坯，有效堆焊层厚度为5-10mm。

此外还应留3-5mm的加工余量。

④堆焊后马上放人炉中进行遇火处理，或在250C以上保温存放直到送入热处理炉中进行退火处理。

退火温度为(85010)℃，保温时间按每毫米厚度保温1.5～2min计算，然后将炉温降到680℃等温退火，保温一段时间后随炉冷至400℃以下出炉。

⑤机械加工并检查堆焊表面的缺陷。

对于直径不大于0.51mm 的个别气孔和夹渣可不处理；直径超过0.5～1mm但不超过4mm的气孔和夹渣，可在调质处理以后用镍铬不锈钢焊条进行不预热补焊。

非工作面的气孔和夹渣，直径小于2.5mm时可不处理。

焊接方法分类焊接方法分类一般都根据热源的性质、形成接头的状态及是否采用加压来划分。

1、熔化焊熔化焊是将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。

它包括气焊、电弧焊、电渣焊、激光焊、电子束焊、等离子弧焊、堆焊和铝热焊等。

2、压焊压焊是通过对焊件施加压力（加热或不加热）来完成焊接的方法。

它包括爆炸焊、冷压焊、摩擦焊、扩散焊、超声波焊、高频焊和电阻焊等。

3、钎焊钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，在加热温度高于钎料低于母材熔点的情况下，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。

它包括硬钎焊、软钎焊等。

焊接的特点及应用一、焊接的特点1、节约金属材料，产品密封性好2、以小拼大，化复杂为简单3、便于制造双金属结构缺点是焊缝处的力学性能有所降低，个别焊接方法的焊接质量检验仍有困难。

二、焊接的应用1、制造金属结构2、制造金属零件或毛坯3、连接电器导线焊条电弧焊电弧是两带电导体之间持久而强烈的气体放电现象。

1．电弧的形成（1）焊条与工件接触短路短路时，电流密集的个别接触点被电阻热Q=I2Rt所加热，极小的气隙的电场强度很高。

结果：①少量电子逸出。

②个别接触点被加热、熔化，甚至蒸发、汽化。

③出现很多低电离电位的金属蒸汽。

（2）提起焊条保持恰当距离在热激发和强电场作用下，负极发射电子并作高速定向运动，撞击中性分子和原子使之激发或电离。

结果：气隙间的气体迅速电离，在撞击、激发和正负带电粒子复合中，其能量转换，发出光和热。

2．电弧的构造与温度分布电弧由三部分构成，即阴极区（一般为焊条端面的白亮斑点）、阳极区（工件上对应焊条端部的溶池中的薄亮区）和弧柱区（为两电极间空气隙）。

3、电弧稳定燃烧的条件（1）应有符合焊接电弧电特性要求的电源a）当电流过小时，气隙间气体电离不充分，电弧电阻大，要求较高的电弧电压，方能维持必需的电离程度。

b）随着电流增大，气体电离程度增加，导电能力增加，电弧电阻减小，电弧电压降低。

常用的堆焊操作方法
堆焊（Hardfacing）是一种在金属表面上添加耐磨、耐腐蚀或其他特殊性能的涂层或填充材料的焊接过程。

下面列举了几种常用的堆焊操作方法：
1.熔敷堆焊（FuseWelding）：这是最常见的堆焊方法之一。

在熔敷堆焊中，焊材以焊丝或焊条的形式添加到基材上，然后通过熔化焊材和基材来形成涂层。

这种方法可以使用多种焊接工艺，如手工电弧焊、气体保护焊等。

2.粉末堆焊（PowderWelding）：粉末堆焊是一种将金属粉末喷射到基材表面，并通过热源（如等离子弧或激光）将其熔化和熔合到基材上的堆焊方法。

这种方法适用于高温和高速应用，并可以实现较高的精度和微观组织控制。

3.硬面割弧堆焊（OpenArcHardfacing）：硬面割弧堆焊是一种在基材上使用割弧电弧焊进行堆焊的方法。

焊丝通过电弧进行熔化，并在电弧下落到基材表面时形成涂层。

这种方法操作简单、适用范围广，常用于重型设备的维修和耐磨涂层的制备。

4.激光堆焊（LaserHardfacing）：激光堆焊是利用激光束将焊材熔化并精确熔合到基材上的堆焊方法。

激光堆焊具有高能量密度、焊接速度快和热影响区小等优点，可以实现高精度、低热输入的涂层制备。

5.电弧喷涂堆焊（ArcSprayingHardfacing）：电弧喷涂堆焊是通过电弧喷涂设备将金属线材熔化并喷射到基材表面，形成涂层。

这种方法通常用于在大面积上进行涂覆，并能提供良好的附着力和涂层均匀性。

这些是常见的堆焊操作方法，根据具体的应用需求和工艺条件，可以选择适合的堆焊方法来实现所需的涂层性能和质量。

堆焊工艺1.焊前准备待堆焊层母材表面处理：堆焊过渡层之前，应将表面铁锈等所有污物去除干净，确定表面处理干净；对压制好的锥体内表面进行渗透探伤，有缺陷要采取方法处理；2.焊条烘干过渡层A312（E309Mo）焊条，烘干工艺300℃，1小时。

钴基硬质合金EcoCr-A（STELLITE6）焊条，烘干工艺250℃，1小时。

焊条随用随取，焊接时焊条放在保温筒内，保温筒随时带电保温（也可以将要用的焊条放在堆焊椎体内以保持干燥度），焊条在空气中曝露不大于4小时：对于取焊条时掉出的焊条，如果没有及时发现，此根焊条将不予使用。

3.预热和堆焊时温度控制预热方法：采用履带，加保温棉保温；将履带均匀布置在锥体上并用保温棉（两层）完全包裹起来；锥内要塞上保温棉；尽可能保证加热均匀。

加热履带要电工随时检测防止出现短路！如果遇到停电或温度过低最高温度低于240℃，要塞好保温棉进行保温，但在持续通电的情况下要一次堆完。

4.堆焊采用手工电弧焊（SMAW）进行堆焊，按下列工艺执行：①堆焊过程中要保持层间和焊道温度不低于预热温度；②采用小电流短弧堆焊（弧长控制4mm左右），增加焊条熔敷速度。

4.0mm焊条电流在140A左右。

③采用多层多道堆焊，焊接过程中要严格进行焊道，层间清渣，焊缝重叠量掌握在1/2焊缝宽度左右，即第二道焊缝覆盖第一道焊缝宽度1/2左右。

④如果堆焊两层则第二层的焊接接头要超过或短于第一层焊接接头20～25mm。

⑤堆焊完一圈后要进行对堆焊层检查对有缺陷或引高处或弧坑应进行打磨去除。

5. 堆焊要领①堆焊采用直流反接（即工件接负极，焊钳接正极）②堆焊时焊条于焊件表面要尽量保持垂直状态（小端除外）③堆焊运条要快且直，焊条横向摆动宽度不超过10～15mm，焊道厚要小于2.5mm④收弧时应使熔池填充饱满，也就是在收弧时稍微停留一下将收弧处引高，然后拉向横向一侧，然后息弧；采用点击法进行引弧，引弧后将焊条提高，作‘预热’状，立即恢复短弧及横向摆动，且要将收弧段堆焊金属完全重新熔化，形成新的堆焊熔池。

表面堆焊技术摘要堆焊是为了增大或恢复零部件尺寸或使焊件表面获得具有特殊性能的合金层而进行的焊接, 是一种重要的但又常常不被理解的减少磨损的方法。

堆焊的最大优点是能充分发挥材料的性能优势, 达到节约用材和延长零部件使用寿命等目的。

常用的堆焊方法有, 手工电弧堆焊、氧乙炔焰堆焊、埋弧自动堆焊、气体保护堆焊、等离子弧堆焊、振动电弧堆焊、激光堆焊等。

目前应用最为广泛的是手工电弧堆焊和氧乙炔焰堆焊。

关键词：堆焊；轧辊；阀门；应用现状目录摘要 (I)目录 ........................................................................................................................................ I I1 绪论 (1)2 表面堆焊技术的工作原理 (2)3 表面堆焊技术的工艺流程 (4)4 表面堆焊技术的发展现状 (4)5 结语 (9)参考文献 (9)1 绪论1.1引言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，以赋予母材特殊使用性能或使零件恢复原有形状尺寸的工艺方法。

因此，堆焊既可用于修复材料因服役而导致的失效部位，亦可用于强化材料或零件的表面，其目的都在于延长零件的使用寿命、节约贵重材料、降低制造成本。

因此，国内外制造业对堆焊技术的发展十分重视，IIW 以及各工业发达国家的相关学术机构均设置了专门委员会，以协调和促进堆焊技术的发展[1]。

堆焊技术在我国起源于20 世纪50 年代末，几乎与焊接技术同步发展。

发展初期主要用于修复领域，即恢复零件的形状尺寸，60 年代已经将恢复形状尺寸与强化表面及表面改性相结合，改革开放后堆焊技术的应用领域进一步扩大，堆焊技术从修理业扩展到制造业，90 年代受先进制造技术理念的影响，堆焊方法与智能控制技术和精密磨削技术相结合的近净形技术（Near Net Shape）引起了制造业的广泛关注，这也是堆焊技术从技艺走向科学的重要标志[2]。

焊条电弧焊及堆焊工艺措施操作技能1.预热焊接前对焊件全部（或局部）进行加热的工艺措施（1）预热的作用：降低焊后冷却速度，减小淬硬程度，防止焊接裂纹，减小焊接应力与变形。

对于刚性不大的低碳钢、强度等级较低的低合金钢的一般结构不必预热；焊接有淬硬倾向的焊接性不好的钢材或刚度大的结构时，需预热；焊接铬镍不锈钢时，不可进行预热，因为预热可使热影响区在危险温度区的停留时间增加，增大晶间腐蚀倾向。

（2）预热温度的选择：根据钢材的成分、厚度、结构刚性、接头形式、焊接材料、焊接方法及环境因素综合考虑，并通过焊接试验来确定。

钢材的含碳量越多、合金元素越多、母材越厚、结构刚性越大环境温度越低，预热温度应越高。

多层多到焊时，道间温度不应低于预热温度。

（3）预热方法加热范围：对接接头每侧加热宽度不得小于板厚的5倍，一般在坡口两侧各75～100mm范围内应保持一个均热区域，测温点应取在均热区域的边缘。

采用火焰加热，测温最好在加热面的反面进行。

预热方法有火焰加热、工频感应加热、红外线加热等。

2.后热焊接后立即对焊件全部（或局部）进行加热或保温，使其缓冷的工艺措施叫后热。

（不等于焊后热处理）后热的作用：避免形成淬硬组织，促使氢逸出焊缝表面，防止裂纹产生。

对于冷裂纹倾向大的低合金高强度钢，要进行专门的消氢处理，即在焊后立即将焊件加热到250～350℃温度范围，保温2～6h后空冷。

消氢的目的：使焊缝金属中的扩散氢加速逸出，大大降低焊缝和热影响区中的含氢量，防止产生冷裂纹。

3.焊后热处理焊接后为改善焊接接头的组织和性能或消除残余应力而进行的热处理，叫焊后热处理。

焊后热处理的作用：消除残余应力，软化淬硬部位，改善焊缝和热影响区的组织和性能，提高接头的塑性和韧性，稳定结构尺寸。

焊后热处理有整体热处理和局部热处理，最常用的焊后热处理是在600～650℃范围内的去应力退火和低于Ac1点温度的高温回火；还有为改善铬镍奥氏体不锈钢抗腐蚀性能的均匀化处理。

堆焊焊条标准
堆焊焊条标准包括以下几种：
1.GB/T 984-2001《焊接用填充金属材料分类》：该标准规定了焊接用
填充金属材料的分类、代号、化学成分、金属材料的机械性质、化学成分试验方法、施焊试验方法等内容。

是国内常用的焊接标准之一。

2.GB/T 983-2001《焊接用炭钢电焊条》：该标准规定了焊接用炭钢电
焊条的分类、代号、化学成分、机械性能、试验方法、施焊性能和包装等内容。

适用于炭素钢的电弧焊、埋弧焊和氩弧焊，具有普遍适用性。

3.GB/T 5293-1999《钢铁焊接电焊条》：该标准规定了钢铁焊接电焊
条的分类、代号、化学成分、机械性质、试验方法和包装等内容。

适用于各种钢铁材料及其焊件的电弧焊和埋弧焊。

除以上之外，堆焊焊条还有一些国际标准，如AN AWS A5.1-1991 A5.5-1991 A5.4-1992等。

焊条电弧焊焊条电弧焊是用焊条进行焊接的方法。

焊条电弧焊是利用焊条与焊件之间稳定燃烧的电弧，使焊条和焊件熔化，从而获得牢固的焊接接头。

焊接过程中，药皮不断地分解、熔化而生成气体及熔渣，保护焊条端部、电弧、熔池及其附近区域，防止大气对熔化金属的有害污染。

焊芯也在电弧热作用下不断熔化，进入熔池，成为焊缝的填充金属。

焊条电弧焊具有设备简单、应用灵活、成本低等优点，对焊接接头的装配尺寸要求不高，可在各种条件下进行各种位置的焊接，是目前生产中应用最广泛的焊接方法。

但在焊接过程中有强烈的弧光和烟尘，劳动条件差，生产效率低，对工人的技术水平要求较高，焊接质量也不稳定。

一般用于单件小批量生产中焊接碳素钢、低合金结构钢、不锈钢和铸铁的补焊等。

焊条电弧焊的电源种类常用的焊条电弧焊电源有交流弧焊机、直流弧焊机和逆变焊机。

（1）交流弧焊机交流弧焊机是一种特殊的降压变压器，具有结构简单、噪声小、成本低等优点，但电弧稳定性差。

该焊机即使用于酸性焊条焊接，有适用于碱性焊条焊接。

（2）直流弧焊机直流弧焊机分为焊接发电机（旋转式）与弧焊整流器（整流式）两种。

（3）逆变焊机逆变焊机是近几年发展起来的新一代焊接电源，它从电网吸取三相380V交流电，经整流波成直流，然后经逆变器变成频率为2000～30000HZ的交流电，再单相全波整流和滤波输出。

它具有体积小、重量轻、节约材料、高效节能、适应性强等优点，现已逐渐取代目前的整流弧焊机。

2焊条（1）焊条的组成和作用焊条电弧焊使用的焊接材料，是由心部的金属焊芯和表面皮涂层构成。

焊芯在焊接过程中既是导电的电极，同时本身也融化作为填充金属，与熔化的母材共同形成焊缝金属。

焊芯的质量直接影响焊缝的质量。

焊丝中硫、磷等杂质的质量分数很低。

药皮是压涂在焊芯表面的涂料层，主要作用是在焊接过程中造气造渣，起保护作用，防止空气进入焊缝，防止焊缝高温金属被氧化、脱氧、脱硫、脱磷、和渗合金等，并具有稳弧、脱渣的作用以保证焊条具有良好的工艺性能，形成美观的焊缝。

耐磨焊条的堆焊方法
耐磨堆焊方法是一种常用的修复和保护金属表面的方法。

耐磨焊条是一种专门用于耐磨修复的焊条，具有较高的硬度和耐磨性。

耐磨堆焊方法一般分为以下几个步骤：
1. 清洁表面：首先需要将金属表面清洁干净，去除任何杂质和污垢。

可以使用机械方法如打磨、刷洗以及溶剂清洗等。

2. 预热：对于一些大型和厚度较大的金属工件，可能需要进行预热以减少热应力。

预热温度根据具体的材料和厚度而有所不同。

3. 调节焊接电流和电压：根据焊接材料和要求，调节焊接电流和电压以确保焊接质量。

一般建议根据焊接材料生产商提供的焊接参数进行调整。

4. 焊接：将焊条按照一定的角度和速度在金属表面进行移动焊接，形成堆焊层。

焊接过程中要注意保持良好的焊接电弧稳定和焊条与金属表面的接触。

5. 冷却和后处理：焊接完成后，需要进行冷却和后处理。

可以使用水冷或者自然冷却的方法，避免过快冷却引起应力集中。

之后可以对焊接区域进行研磨、打磨和涂覆等处理，以进一步提高表面质量和耐磨性。

需要注意的是，耐磨堆焊方法的具体操作步骤可能因焊接材料、工艺要求和设备条件等而有所不同。

在进行耐磨堆焊前，建议仔细阅读焊接材料生产商提供的使用说明书，并遵循相关的安全操作规程。