1．堆焊的定義
堆焊是指將具有一定使用性能的合金材料借助一定的熱源手段熔覆在母體材料的表面，以賦予母材特殊使用性能或使零件恢復(fù)原有形狀尺寸的工藝方法。
2．堆焊的特點(diǎn)[14]
堆焊層與母材具有典型的冶金結(jié)合，堆焊層在服役過程中的剝落傾向小，而且可以根據(jù)服役性能選擇或設(shè)計(jì)堆焊合金，使材料或零件表面具有良好的耐磨、耐腐蝕、耐高溫、抗氧化、耐輻射等性能，在工藝上有很大的靈活性。
從物理本質(zhì)看，堆焊的熱過程、冶金過程、以及堆焊金屬層的凝固結(jié)晶和相變過程與普通熔焊工藝是相同的，但是，堆焊是以獲得具有特殊性能的表面層為目的，因此，須注意堆焊過程中可能會受到的影響：
（1）堆焊時(shí)，熔敷金屬因母材的熔入而被稀釋。因此，在選擇堆焊金屬時(shí)，既要考慮與母材之間相容性問題，又要充分估計(jì)這種稀釋給堆焊層的性能帶來影響。尤其是在修復(fù)工作中母材的材質(zhì)復(fù)雜，幾乎包括了所有類型的金屬，也許待堆焊面原先就是堆焊層，必須對其化學(xué)成分進(jìn)行檢測；在選擇堆焊方法和制定堆焊工藝時(shí)，應(yīng)以減小稀釋率為主要選擇原則。
（2）由于基體與堆焊層合金成分和物理性能存在差別，在堆焊層的熔合區(qū)上可能出現(xiàn)延性下降的脆性層；在高溫條件下工作，熔合區(qū)上可能出現(xiàn)碳遷移層；由于線膨脹系數(shù)差別大，堆焊后的冷卻、熱處理和運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致堆焊層開裂或剝離；在鋼制基體上堆焊有色金屬將受到鐵的污染等。
因此，在選擇堆焊金屬時(shí)，盡量選擇與母材金屬有相近性能的材料。不然，就須考慮預(yù)置中間（過渡）層，以減小化學(xué)成分和物理性能上的差別。
（3）當(dāng)多道或多層堆焊時(shí)，先焊焊道受多次熱循環(huán)作用，其化學(xué)成分、金相組織變得不均勻；晶粒可能粗化；碳化物或 相可能析出；由于熱應(yīng)力作用而引起熱疲勞、應(yīng)變時(shí)效等。這些均影響堆焊層的工作性能[15]。
（4）在制造業(yè)中當(dāng)工件采用堆焊結(jié)構(gòu)時(shí)，母材（即基體）是可以選擇的。選擇時(shí)，除須滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（通常是強(qiáng)度和剛度）和成形方式的要求外，還須考慮與堆焊金屬的焊接性和匹配件問題。如果工件的堆焊層性能是主要的，而對母材沒特殊要求，這時(shí)宜選擇易焊的金屬材料作母材，如 ～ 的碳素鋼。若兼顧焊接性和強(qiáng)度，則宜選用中碳鋼，或者是碳當(dāng)量較低的普通低合金高強(qiáng)度鋼。
3．我國堆焊技術(shù)的發(fā)展概況
堆焊技術(shù)在我國起源于20世紀(jì)50年代末，幾乎與焊接技術(shù)同步發(fā)展。發(fā)展初期主要用于修復(fù)領(lǐng)域，即恢復(fù)零件的形狀尺寸，60年代已經(jīng)將恢復(fù)形狀尺寸與強(qiáng)化表面及表面改性相結(jié)合，改革開放后堆焊技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大，堆焊技術(shù)從修理業(yè)擴(kuò)展到制造業(yè)，90年代受先進(jìn)制造技術(shù)理念的影響，堆焊方法與智能控制技術(shù)和精密磨削技術(shù)相結(jié)合的近凈形技術(shù)（Near Net Shape）引起了制造業(yè)的廣泛關(guān)注，
這也是堆焊技術(shù)從技藝走向科學(xué)的重要標(biāo)志。堆焊技術(shù)在我國歷經(jīng)近50年的風(fēng)雨歷程，不僅是延長材料或零件服役壽命的工藝方法，而且成為先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)。我國堆焊專家圍繞提高堆焊質(zhì)量和效率開展了大量工作。堆焊方法方面，相繼開發(fā)了電弧堆焊（單絲、多絲、單帶極、多帶極）、電渣堆焊（窄帶極、寬帶極、躺極）、MIG堆焊、等離子弧粉末堆焊、高能光束（激光、聚焦光束）粉末堆焊等，就熔敷效率而言，已從單絲電弧堆焊的11kg/h 發(fā)展到多帶極電弧堆焊的70 kg/h[16]，而稀釋率從電弧堆焊的30%～60%降低到等離子弧、激光、聚焦光束堆焊的5％左右[17]。在堆焊材料方面，針對被修復(fù)零件的服役要求，相繼開發(fā)了耐磨的硬質(zhì)合金復(fù)合堆焊材料（包WC的管狀焊條以及含碳化物的鈷基合金、鎳基合金、鐵基合金粉末），耐冷熱疲勞的CrNiWMoNb及鎳馬氏體時(shí)效鋼等模具堆焊材料，以及用于軋輥修復(fù)的低合金鋼堆焊材料(30CrMnSi，40CrMn)、熱作模具鋼堆焊材料(3Cr2W8，Cr5Mo)、彌散硬化鋼堆焊材料(15Cr3Mo2MnV，25Cr5WMoV，27Cr3Mo2W2MnVSi)、馬氏體不銹鋼堆焊材料（1Cr13NiMo 配SJ11 燒結(jié)焊劑，0Cr14Ni2Si 配SJ11 燒結(jié)焊劑）[18].等。在堆焊材料的使用形式方面，已從堆焊發(fā)展初期的以焊條為主轉(zhuǎn)向焊條、實(shí)心焊絲配焊劑、焊帶配焊劑、藥芯焊絲及粉末等多種使用形式，而且藥芯焊絲的使用比例呈逐年增長趨勢。與堆焊技術(shù)的國際發(fā)展前沿相比較，我國在堆焊基礎(chǔ)理論方面（如堆焊合金的設(shè)計(jì)、堆焊缺陷的形成機(jī)理等）并不落后于工業(yè)發(fā)達(dá)國家，但堆焊材料和設(shè)備的工業(yè)發(fā)展水平與發(fā)達(dá)國家存在較大差距，我國堆焊材料方面的突出特點(diǎn)是“焊條多焊絲少、熔煉焊劑多燒結(jié)焊劑少、實(shí)心焊絲多藥芯焊絲少，而堆焊設(shè)備方面的現(xiàn)狀則是“改裝設(shè)備多專用設(shè)備少、機(jī)械化設(shè)備多智能化設(shè)備少，因此，無論是堆焊材料的品種和質(zhì)量，還是堆焊設(shè)備的自動化、智能化水平等方面均亟待發(fā)展和提高。www.m.578j.com
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