耐磨堆焊基礎(chǔ)知識(shí)
用焊接方法在零件表面堆敷一層具有一定性能的材料,以增加零件的耐磨、耐熱、耐腐蝕等方面性能。在冶金、礦山、電力、農(nóng)業(yè)、石油等行業(yè)被廣泛應(yīng)用。
2、堆焊須注意幾點(diǎn):
根據(jù)使用要求,合理選用堆焊合金;
盡量降低母材稀釋率;(擺動(dòng)、防工件變形)
提高生產(chǎn)率;(明弧)
希望堆焊金屬和母材有相近的膨脹系數(shù)和相變溫度。(高鉻鑄鐵)
3、堆焊目的:
降低成本
延長(zhǎng)使用壽命
減少維修(費(fèi)用及時(shí)間)
減少備件
一、金屬磨損主要形式:
據(jù)專家早年對(duì)金屬損耗的綜合統(tǒng)計(jì),世界每年生產(chǎn)的金屬材料有1/3是被磨損掉;還有1/3是被腐蝕掉的。磨損是多因數(shù)相互影響的過(guò)程,受溫度、速度、潤(rùn)滑、載荷等等影響,故耐磨性不是金屬固有的性能。大兩統(tǒng)計(jì)表明,75%機(jī)器零件是因磨損而報(bào)廢。
1、粘著磨損(金屬和金屬間):
相對(duì)移動(dòng)——表面不平——局部高溫焊合或轉(zhuǎn)移到另一表面。如:軸、軸承、履帶輪、制動(dòng)輪等等。
堆焊材料:較小磨擦系數(shù);硬度和與其相摩擦的金屬相近。主要低碳和中碳合金鋼。耐沖擊條件時(shí)也有用高錳鋼。
2、磨料磨損(金屬和非金屬間):
硬質(zhì)顆粒和表面粗糙的物體(巖石、礦石、沙子、土壤、硬金屬削、沙布、沙輪等)對(duì)金屬表面進(jìn)行顯微切削。
鑿削磨料磨損:磨粒以很大沖擊力切入金屬表面形成溝漕。如挖掘機(jī)斗齒、破碎機(jī)錘頭和顎板。要求高韌性耐磨材料,如奧氏體高錳鋼、回火的馬氏體合金鋼。
高應(yīng)力(三體)磨料磨損:兩金屬間夾有磨料,接觸點(diǎn)上有很高壓應(yīng)力,使金屬被碾碎,同時(shí)引起金屬顯微劃傷或使硬相(如碳化物)剝落。如電廠中速磨、球磨機(jī)、挖掘機(jī)臉條鏈輪等。沖擊是次要的,需材料有高的抗壓強(qiáng)度和硬度,可用合金白口鑄鐵、碳化鎢、高碳鋼。
低應(yīng)力(二體)磨料磨損:固態(tài)磨料以某種速度、較自由地與所接觸的金屬表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起,沖擊力較小。含有磨料的氣體或液體沖擊金屬表面也可屬此類。推土機(jī)鏟刀、犁鏵、泥漿泵葉輪、粉塵排除設(shè)備等。要求材料有高耐磨性和硬度,如白口鑄鐵、碳化鎢、馬氏體鋼等。
以上主要比較耐磨和沖擊程度來(lái)找最佳平衡點(diǎn)。
3、熱疲勞:
熱軋輥、熱鍛摸、壓鑄摸等。要含Cr、W、Mo、V合金鋼和Co基、Ni基等。
4、磨蝕磨損:
磨損+付蝕。Cr-Ni鋼、Co基、Ni基等
5、氣蝕磨損:
水輪機(jī)葉片、船舶螺旋漿、水泵等
6、沖擊、疲勞、微動(dòng)……等等。
磨損往往是復(fù)合的和變化的,如:軋輥(粘著、應(yīng)力疲勞、冷熱疲勞、高溫氧化、氧化皮磨料、氣蝕)、制動(dòng)、摩擦……等。
二、公司材料種類和用途:
1、低合金鋼:H3·H2
耐嚴(yán)重磨粒磨損、交變應(yīng)力——中等金屬間磨損
H3**用于作過(guò)渡層或恢復(fù)被磨損零件的尺寸。如導(dǎo)軌、鏈輪、軸類、起重機(jī)輪等H2**主要用于堆焊較低溫度工作的各種軋輥。
2、奧氏體錳鋼:H5
優(yōu)良的耐沖擊性能,可冷作硬化,用于嚴(yán)重沖擊——輕微磨粒磨損。
如破碎機(jī)錘頭、顎板,破碎機(jī)輥等。
3、碳化鈦強(qiáng)化鋼:H6
中等沖擊——嚴(yán)重磨粒磨損,不裂,HRc近60,專門用于水泥廠輥壓機(jī)輥的修復(fù)
4、馬氏體不銹鋼:H4
中等沖擊,中等金屬間磨損,中等磨粒磨損。用于較高溫度工作的鋼軋輥、水壓機(jī)柱塞、部分軸類等。
5、高鉻鑄鐵類型:H9·H1
Fe——Cr胎體上分布著大量初生碳化物,Cr/C到5以上碳化物主要呈顆粒狀分布,根據(jù)合金含量及與C的親和力形成各種合金C化物。
MnFeCrMo(W)VNbTi
耐嚴(yán)重磨粒磨損和低的沖擊力。用于挖土機(jī)、采礦機(jī)、破碎機(jī)、輸送帶零件修復(fù)
三、各種堆焊方法
1、氧——乙炔堆焊
2、手工電焊條堆焊
3、鎢極氬弧堆焊(手工或自動(dòng))
4、埋弧堆焊(自動(dòng))
配用焊劑:H101、H103、H104、H201、H204、H403——SH107
H202、H203、H401、H402、——HJ260
H301、H302——HJ301
5、明弧堆焊:(不用焊劑,手工或自動(dòng))
手工明弧焊和手工電焊條堆焊比較:焊機(jī)、效率、收得率
擺動(dòng)和非擺動(dòng)比較:成形、稀釋率、堆厚
手工和自動(dòng)比較:勞動(dòng)強(qiáng)度、成形、生產(chǎn)率、靈活性、
6、等離子粉末堆焊
7、各種堆焊方法稀釋率比較:
噴焊、噴涂——0%;
等離子、粉末堆焊、氧-乙炔——5%;
鎢極氬弧焊——5-15%;
焊條堆焊——20-30%;
埋弧、明弧和熔化極氬弧——30-40%.
8、明弧堆焊和埋弧堆焊綜合對(duì)比
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明弧自保護(hù)堆焊
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埋弧自動(dòng)焊
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材料消耗及成本
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所用材料
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管狀藥芯焊絲
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管狀(藥芯)焊絲
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焊絲價(jià)格(元/公斤)
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0-50
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40-50
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熔劑消耗(元/公斤焊絲)
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0
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0.804
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堆焊成本
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下降14~20%
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較高
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勞動(dòng)生產(chǎn)率
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Φ3.2焊絲適用焊接電流(安)
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400~450
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350~400
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堆焊速率(公斤/小時(shí))
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7~9
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5~6.5
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單層堆焊厚度(mm)
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可達(dá)
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≥2
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勞動(dòng)條件
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脫渣性能
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無(wú)脫渣問(wèn)題
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由于高合金成分,脫渣相當(dāng)困難
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煙霧
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有,需抽風(fēng)裝置
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無(wú)
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弧光
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有,需加遮護(hù)板
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無(wú)
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自動(dòng)化程度
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高(調(diào)好后無(wú)需看管)
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低(人工操作)
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勞動(dòng)強(qiáng)度
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低
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高
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粉塵
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基本無(wú)
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嚴(yán)重
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焊縫性能
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焊道稀釋率
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30~40%
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30~40%
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焊道冷卻速度
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稍高
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稍低
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焊縫硬度
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同樣焊盤,略高2~3度HRc
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稍低
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對(duì)母材影響
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層間溫度
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100℃
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高
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母材裂紋
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不易產(chǎn)生
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難以避免
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工件變形
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可做到無(wú)變形
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有變形
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