热喷涂、喷焊与堆焊技术.ppt

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1、1.1.1.1.热喷涂原理热喷涂原理热喷涂原理热喷涂原理利用各种不同的热源，将欲喷涂的各种材料利用各种不同的热源，将欲喷涂的各种材料(如金如金属、合金、陶瓷、塑料及其各类复合材料属、合金、陶瓷、塑料及其各类复合材料)加热至加热至熔化或熔融状态，借助气流高速雾化形成熔化或熔融状态，借助气流高速雾化形成“微粒微粒雾流雾流”沉积在已经预处理的工件表面形成堆积状，沉积在已经预处理的工件表面形成堆积状，与基体紧密结合形成与基体紧密结合形成喷涂层喷涂层。而将某些喷涂层进行重熔处理形成的冶金结而将某些喷涂层进行重熔处理形成的冶金结合特征的涂层称之为合特征的涂层称之为喷熔层喷熔层或或重熔层重熔层。热喷涂方法分

2、类热喷涂方法分类热喷涂热喷涂熔体热喷涂熔体热喷涂电能热喷涂电能热喷涂高能束高能束热喷涂热喷涂火焰热喷涂火焰热喷涂金属溶液金属溶液注入喷涂注入喷涂普通火焰普通火焰喷涂喷涂高速火焰高速火焰喷涂喷涂爆炸喷涂爆炸喷涂陶瓷棒陶瓷棒火焰喷涂火焰喷涂粉末粉末火焰喷涂火焰喷涂线材线材火焰喷涂火焰喷涂粉末粉末火焰喷熔火焰喷熔电弧喷涂电弧喷涂等离子喷涂等离子喷涂线爆喷涂线爆喷涂激光喷涂激光喷涂液体稳定液体稳定等离子喷涂等离子喷涂可控气氛可控气氛等离子喷涂等离子喷涂大气大气等离子喷涂等离子喷涂.热喷涂技术的特点热喷涂技术的特点(1)(1)可在各种基体上制备各种材质的涂层可在各种基体上制备各种材质的涂层金属、陶瓷、金

3、属陶瓷以及工程塑料等金属、陶瓷、金属陶瓷以及工程塑料等都可用作热喷涂的材料；而金属、陶瓷、都可用作热喷涂的材料；而金属、陶瓷、金属陶瓷、工程塑料、玻璃、石膏、木金属陶瓷、工程塑料、玻璃、石膏、木材、布、纸等几乎所有固体材料都可以材、布、纸等几乎所有固体材料都可以作为热喷涂的基材；作为热喷涂的基材；(2)(2)基体温度低基体温度低 基材温度一般在基材温度一般在30200 30200 o oC C之之间，因此变形小，热影响区浅；间，因此变形小，热影响区浅；(3)(3)操作灵活操作灵活 可喷涂各种规格和形状的物体特可喷涂各种规格和形状的物体特别适合于大面积涂层，并可在野外作业；别适合于大面积涂层，并

4、可在野外作业；(4)(4)涂层厚度范围宽涂层厚度范围宽 从几十微米到几毫米的涂层从几十微米到几毫米的涂层都能制备，且容易控制；都能制备，且容易控制；（5 5）喷涂效率高，成本低喷涂时生产效率为每）喷涂效率高，成本低喷涂时生产效率为每小时数公斤到数十公斤。小时数公斤到数十公斤。（6 6）热喷涂技术的局限性主要体现在热效率低，）热喷涂技术的局限性主要体现在热效率低，材料利用率低、浪费大和涂层与基材结合强材料利用率低、浪费大和涂层与基材结合强度较低三个方面。度较低三个方面。尽管如此，热喷涂技术仍然以其独尽管如此，热喷涂技术仍然以其独特的优点获得了广泛的应用。特的优点获得了广泛的应用。.涂层材料涂层材

5、料热喷涂材料最好有较宽的液相区；热喷涂材料最好有较宽的液相区；较宽的液相区可以使熔滴在较长时间内保持液相。较宽的液相区可以使熔滴在较长时间内保持液相。对喷涂材料的形状与尺寸也有要求；对喷涂材料的形状与尺寸也有要求；一般是线材或粉末材料。线材的规格一般在一般是线材或粉末材料。线材的规格一般在13mm13mm，而粉末，而粉末1100m1100m之间。之间。4.4.涂层形成过程涂层形成过程涂层材料经加热熔化和加速涂层材料经加热熔化和加速撞击基体撞击基体冷却冷却凝固凝固形成涂层。形成涂层。5.5.涂层结构涂层结构由大小不一的扁平颗粒、未熔化的球形颗由大小不一的扁平颗粒、未熔化的球形颗粒、夹杂和孔隙组成

6、。粒、夹杂和孔隙组成。6.6.热喷涂中的相变热喷涂中的相变熔滴尺寸小，冷却速度快，可熔滴尺寸小，冷却速度快，可达到达到10106 6 K/sK/s，冷却后会形成非，冷却后会形成非晶态或亚稳相，在高温使用时，晶态或亚稳相，在高温使用时，涂层的亚稳态结构会向稳定相涂层的亚稳态结构会向稳定相转变，产生相变应力。转变，产生相变应力。7.7.涂层应力涂层应力涂层材料的冷却凝固伴随着收缩过程，从涂层材料的冷却凝固伴随着收缩过程，从而在基体表面产生压应力。热喷涂层的最而在基体表面产生压应力。热喷涂层的最佳厚度一般不超过佳厚度一般不超过0.5 mm.8.8.涂层结合强度涂层结合强度“抛锚作用抛锚作用”：即最先

7、形成的薄片状颗粒与基体：即最先形成的薄片状颗粒与基体表面凹凸不平处产生机械咬合，随后依照次序堆表面凹凸不平处产生机械咬合，随后依照次序堆叠镶嵌，形成以机械结合为主的喷涂层；此外基叠镶嵌，形成以机械结合为主的喷涂层；此外基体表面局部瞬时高温，导致涂层材料与基体之间体表面局部瞬时高温，导致涂层材料与基体之间发生局部扩散和焊合，形成冶金结合。发生局部扩散和焊合，形成冶金结合。机械结合为主的结合机理决定了热喷涂涂层机械结合为主的结合机理决定了热喷涂涂层的结合强度比较差，只相当于其母体材料的的结合强度比较差，只相当于其母体材料的5 530%30%。最高也只能达到。最高也只能达到70MPa70MPa。表面

8、预处理表面预处理表面预处理表面预处理清洗粗化粘结底层清洗粗化粘结底层清洗粗化粘结底层清洗粗化粘结底层热喷涂热喷涂热喷涂热喷涂热能产生热能与喷涂材料交互作用热能产生热能与喷涂材料交互作用热能产生热能与喷涂材料交互作用热能产生热能与喷涂材料交互作用后处理后处理后处理后处理封孔密实化封孔密实化封孔密实化封孔密实化机加工机加工机加工机加工车削磨削抛光车削磨削抛光车削磨削抛光车削磨削抛光热喷涂工艺流程热喷涂工艺流程热喷涂工艺流程热喷涂工艺流程9 9热喷涂工艺流程和质量控制热喷涂工艺流程和质量控制 熔体金属注入喷涂熔体金属注入喷涂熔体金属注入喷涂熔体金属注入喷涂 主要是喷涂低熔点主要是喷涂低熔点的金属。用

9、电阻加的金属。用电阻加热的方法使熔化热的方法使熔化金属漏入雾化罐内，金属漏入雾化罐内，喷射到基体表面形喷射到基体表面形成涂层成涂层 线材火焰喷涂线材火焰喷涂线材火焰喷涂线材火焰喷涂主要喷涂铝、锌、锌铝合金主要喷涂铝、锌、锌铝合金材料，用于大型钢结构件和材料，用于大型钢结构件和各类钢丝的耐腐涂层。各类钢丝的耐腐涂层。通过调节压紧滚轮的旋转速通过调节压紧滚轮的旋转速度，调节线材进入氧度，调节线材进入氧乙炔乙炔火焰的速度，在环状压缩空火焰的速度，在环状压缩空气的作用下将熔化的线材雾气的作用下将熔化的线材雾化成金属熔滴沉积到工件表化成金属熔滴沉积到工件表面上面上火火焰焰丝丝材材喷喷涂涂设设备备 粉末火

10、焰喷涂粉末火焰喷涂粉末火焰喷涂粉末火焰喷涂喷涂粉末从火焰中央喷喷涂粉末从火焰中央喷出后被火焰加热至熔融出后被火焰加热至熔融态喷射到基体表面，可态喷射到基体表面，可以喷涂各种金属及合金以喷涂各种金属及合金粉末，并可以喷涂熔点粉末，并可以喷涂熔点低于低于2600C陶瓷粉末和陶瓷粉末和塑料粉末。塑料粉末。火焰粉末喷涂设备火焰粉末喷涂设备 爆炸喷涂爆炸喷涂爆炸喷涂爆炸喷涂这是一种将燃气和助燃这是一种将燃气和助燃气按一定比例进行混合气按一定比例进行混合后，送入燃爆室内点燃后，送入燃爆室内点燃爆炸，产生的高温、高爆炸，产生的高温、高速气流将粉末喷射到工速气流将粉末喷射到工作表面形成涂层的方法作表面形成涂层

11、的方法 高速火焰喷涂高速火焰喷涂高速火焰喷涂高速火焰喷涂该方法将燃烧火该方法将燃烧火焰约束在枪体内焰约束在枪体内部，火焰温度高，部，火焰温度高，对粒子加热时间对粒子加热时间长，焰流速可达长，焰流速可达1050 m/s。因此。因此涂层甚至比等离涂层甚至比等离子喷涂层更细密，子喷涂层更细密，氧化物含量更低，氧化物含量更低，涂层结合强度约涂层结合强度约为为70 Mpa。噪音。噪音大。大。电弧喷涂电弧喷涂电弧喷涂电弧喷涂二根送入的通电金属丝相交二根送入的通电金属丝相交时产生电弧，由电弧热溶化时产生电弧，由电弧热溶化的金属丝被压缩空气雾化成的金属丝被压缩空气雾化成颗粒，喷射到工件表面形成颗粒，喷射到工件

12、表面形成涂层涂层这种喷涂方法比线材火焰喷这种喷涂方法比线材火焰喷涂具有更高的喷涂效率和好涂具有更高的喷涂效率和好的涂层质量电弧喷涂效率的涂层质量电弧喷涂效率可达可达50kg/h。电弧喷涂设备电弧喷涂设备 等离子喷涂等离子喷涂等离子喷涂等离子喷涂采用氮气、氩气、氢气作采用氮气、氩气、氢气作为离子气、经电离产生等为离子气、经电离产生等离子高温射流，将输入的离子高温射流，将输入的材料熔化或熔融喷射到工材料熔化或熔融喷射到工作表面形成涂层的方法。作表面形成涂层的方法。主要用于制备金属陶瓷，主要用于制备金属陶瓷，金属相陶瓷涂层。金属相陶瓷涂层。在其基础上发展了超音速在其基础上发展了超音速等离子喷涂它的等

13、离子等离子喷涂它的等离子焰流能量密度更高、焰流焰流能量密度更高、焰流速度更快、提高了涂层质速度更快、提高了涂层质量。量。等离子喷涂设备等离子喷涂设备超音速喷涂设备超音速喷涂设备 激光喷涂激光喷涂激光喷涂激光喷涂将从激光器发出的激光束将从激光器发出的激光束聚焦在喷枪喷嘴近旁，喷聚焦在喷枪喷嘴近旁，喷涂粉末由压缩气体从喷嘴涂粉末由压缩气体从喷嘴喷出，由激光束加热熔化，喷出，由激光束加热熔化，压缩气体将熔粒雾化、加压缩气体将熔粒雾化、加速，喷射到基材表面形成速，喷射到基材表面形成涂层。涂层。热喷涂工艺对涂层材料的基本要求热喷涂工艺对涂层材料的基本要求涂层材料必须满足设计特性；涂层材料必须满足设计特性

14、；1l被喷涂的材料必须满足对热喷涂涂层使用被喷涂的材料必须满足对热喷涂涂层使用功能特性的基本要求，如耐磨、耐蚀、耐功能特性的基本要求，如耐磨、耐蚀、耐高温、抗氧化、可磨耗密封、自润滑、热高温、抗氧化、可磨耗密封、自润滑、热辐射、导电、绝缘及超导等。辐射、导电、绝缘及超导等。涂层材料具有良好的物理性能；涂层材料具有良好的物理性能；2与基体或结合底层有良好的性能匹配。与基体或结合底层有良好的性能匹配。涂层材料具有良好的稳定性；涂层材料具有良好的稳定性；3涂层材料在加热过程中，具有良好的化学稳涂层材料在加热过程中，具有良好的化学稳定性和热稳定性，不会产生有害的化学反应定性和热稳定性，不会产生有害的化

15、学反应及有碍涂层使用的晶型转变。及有碍涂层使用的晶型转变。涂层材料应是无剧毒性和无产生爆炸的可能性涂层材料应是无剧毒性和无产生爆炸的可能性.5涂层材料应满足工艺及设备的要求；涂层材料应满足工艺及设备的要求；4如线材应具有一定强度、径值均匀、表面光洁如线材应具有一定强度、径值均匀、表面光洁无污染；粉末材料必须有足够的流动性应干无污染；粉末材料必须有足够的流动性应干燥清洁、无污染。燥清洁、无污染。热热喷喷涂涂涂涂层层材材料料分分类类热喷涂涂层材料分类热喷涂涂层材料分类1 1 1 1）喷涂耐腐蚀涂层喷涂耐腐蚀涂层喷涂耐腐蚀涂层喷涂耐腐蚀涂层采用热喷涂技术可以喷涂耐各种介质腐蚀的保护涂采用热喷涂技术可

16、以喷涂耐各种介质腐蚀的保护涂层，如锌、铝、不锈钢、镍合金、蒙乃尔合金、青层，如锌、铝、不锈钢、镍合金、蒙乃尔合金、青铜以及氧化铝、氧化铬陶瓷涂层和塑料等。铜以及氧化铝、氧化铬陶瓷涂层和塑料等。2)2)2)2)喷涂耐磨涂层喷涂耐磨涂层喷涂耐磨涂层喷涂耐磨涂层喷涂各种铁基或镍基耐磨合金涂层，或氧化铝、氧化喷涂各种铁基或镍基耐磨合金涂层，或氧化铝、氧化铬等耐磨陶瓷涂层和镍基或钴基碳化钨涂层。铬等耐磨陶瓷涂层和镍基或钴基碳化钨涂层。3)3)3)3)喷涂耐高温涂层喷涂耐高温涂层喷涂耐高温涂层喷涂耐高温涂层喷涂技术可用于改善机械零件的高温性能。超音速火焰喷涂技术可用于改善机械零件的高温性能。超音速火焰喷涂

17、喷涂Cr2C3-NiCr涂层，在涂层，在900o以下是非常好的耐磨涂以下是非常好的耐磨涂层，温度在层，温度在900o以上，则可以采用大气等离子喷涂氧以上，则可以采用大气等离子喷涂氧化锆涂层。喷涂氧化铝化锆涂层。喷涂氧化铝氧化钛等陶瓷涂层可防止熔融氧化钛等陶瓷涂层可防止熔融金属的侵蚀。金属的侵蚀。4)4)4)4)喷涂功能涂层喷涂功能涂层喷涂功能涂层喷涂功能涂层广泛应用于电气工业中，如喷涂屏蔽涂层，用于广泛应用于电气工业中，如喷涂屏蔽涂层，用于消除电磁波和无线电波的干扰。消除电磁波和无线电波的干扰。5)5)5)5)喷涂成型喷涂成型喷涂成型喷涂成型采用热喷涂制造机械零件。快速成型。采用热喷涂制造机械

18、零件。快速成型。1.1.涂层厚度的测定涂层厚度的测定简单几何形状可直接用游简单几何形状可直接用游标卡尺或千分尺；标卡尺或千分尺；复杂形状可采用磁性法和复杂形状可采用磁性法和涡流法测厚仪涡流法测厚仪(参考参考GB11374GB1137489)89)2.2.孔隙率测定孔隙率测定金相法金相法3.3.结合强度测定结合强度测定采用拉伸法，见右图采用拉伸法，见右图4 4涂层显微结构观察涂层显微结构观察采用热源使涂层材料在基体表面重新熔化或采用热源使涂层材料在基体表面重新熔化或部分熔化，实现涂层与基体之间、涂层内颗部分熔化，实现涂层与基体之间、涂层内颗粒之间的冶金结合，消除孔隙、这就是热喷粒之间的冶金结合，

19、消除孔隙、这就是热喷焊技术。焊技术。根据采用的热源不同，热喷焊技术有：根据采用的热源不同，热喷焊技术有：氧氧乙炔火焰喷焊和等离子喷焊两种。乙炔火焰喷焊和等离子喷焊两种。基本特点基本特点a)a)热喷焊组织致密，冶金缺陷很少，与基材结合强度高热喷焊组织致密，冶金缺陷很少，与基材结合强度高;b)b)热喷焊材料必须与基材相匹配，喷焊材料和基材比热热喷焊材料必须与基材相匹配，喷焊材料和基材比热喷涂窄得多；喷涂窄得多；原因原因1 1）喷焊材料需能够润湿基材；）喷焊材料需能够润湿基材；2 2）必须与基材相容，即它们在液相和固）必须与基材相容，即它们在液相和固相下必须有一定的溶解度；相下必须有一定的溶解度；3

20、 3）基材的熔点应高于喷焊材料的熔点，）基材的熔点应高于喷焊材料的熔点，否则易导致基材塌陷或损坏；否则易导致基材塌陷或损坏；4 4）喷焊材料在凝固结晶过程中应不会产）喷焊材料在凝固结晶过程中应不会产生热裂纹，或使基材热影响区产生裂纹。生热裂纹，或使基材热影响区产生裂纹。因此，热喷焊工艺只能适合于一些特定的金属材料（包因此，热喷焊工艺只能适合于一些特定的金属材料（包括基材和粉末）括基材和粉末）C)C)热喷焊工艺中基材的变形比热喷涂大得多；热喷焊工艺中基材的变形比热喷涂大得多；温度高，导致基材变形大。因此，对于温度高，导致基材变形大。因此，对于一些形状复杂、易热变形的零件，无法一些形状复杂、易热变

21、形的零件，无法使用热喷焊技术。使用热喷焊技术。d)d)热喷焊层的成分与喷焊材料的原始成分会有热喷焊层的成分与喷焊材料的原始成分会有一定差别；一定差别；由于基体表面会少量熔化，并与喷焊材由于基体表面会少量熔化，并与喷焊材料形成合金，导致成分差异。一般将基料形成合金，导致成分差异。一般将基材熔入喷焊层中的重量百分含量称为喷材熔入喷焊层中的重量百分含量称为喷焊层的稀释率。焊层的稀释率。采用氧乙炔火焰作为喷焊热源的工艺。采用氧乙炔火焰作为喷焊热源的工艺。等离子喷焊技术是采用等离子喷焊技术是采用等离子喷焊技术是采用等离子喷焊技术是采用等离子弧作为热源加热等离子弧作为热源加热等离子弧作为热源加热等离子弧作

22、为热源加热基体，使其表面形成熔基体，使其表面形成熔基体，使其表面形成熔基体，使其表面形成熔池，同时将喷焊粉末材池，同时将喷焊粉末材池，同时将喷焊粉末材池，同时将喷焊粉末材料送入等离子弧中，粉料送入等离子弧中，粉料送入等离子弧中，粉料送入等离子弧中，粉末在弧柱中得到预热，末在弧柱中得到预热，末在弧柱中得到预热，末在弧柱中得到预热，呈熔化或半熔化状态，呈熔化或半熔化状态，呈熔化或半熔化状态，呈熔化或半熔化状态，被焰流喷射至熔池后，被焰流喷射至熔池后，被焰流喷射至熔池后，被焰流喷射至熔池后，充分熔化并排出气体和充分熔化并排出气体和充分熔化并排出气体和充分熔化并排出气体和熔渣，喷枪移开后合金熔渣，喷枪

23、移开后合金熔渣，喷枪移开后合金熔渣，喷枪移开后合金熔池凝固、形成喷焊层熔池凝固、形成喷焊层熔池凝固、形成喷焊层熔池凝固、形成喷焊层的工艺过程。的工艺过程。的工艺过程。的工艺过程。等离子喷焊技术的主要特点：等离子喷焊技术的主要特点：(1)生产效率高生产效率高 因为等离子喷焊温度高、传热率大，因为等离子喷焊温度高、传热率大，因此喷焊速度高，生产率也较高，并能顺利地进因此喷焊速度高，生产率也较高，并能顺利地进行难熔材料的喷焊；行难熔材料的喷焊；(2)稀释率低稀释率低 为保持喷焊层的性能，要求基体材料为保持喷焊层的性能，要求基体材料熔入喷焊层的比例少；即稀释率低；熔入喷焊层的比例少；即稀释率低；5(3

24、)工艺稳定性好易实现自动化工艺稳定性好易实现自动化(4)喷焊层成分、组织均匀喷焊层成分、组织均匀 喷焊层平整光滑，尺寸喷焊层平整光滑，尺寸可以得到较精确地控制，可获得可以得到较精确地控制，可获得0.258mm之之间任意厚度的喷焊层。间任意厚度的喷焊层。堆焊是在零件表面熔敷上一层耐磨、耐蚀、耐热等具堆焊是在零件表面熔敷上一层耐磨、耐蚀、耐热等具有特殊性能合金层的技术有特殊性能合金层的技术。堆焊的物理本质与一般的熔焊工艺无区别。只是堆焊堆焊的物理本质与一般的熔焊工艺无区别。只是堆焊的目的不是为了起连接作用，而是为了发挥堆焊层的的目的不是为了起连接作用，而是为了发挥堆焊层的优良性能。优良性能。热喷焊

25、也属于堆焊技术的范畴，只是热喷焊采用的是热喷焊也属于堆焊技术的范畴，只是热喷焊采用的是粉末填充材料，而常规堆焊一般采用线材或焊条粉末填充材料，而常规堆焊一般采用线材或焊条。堆焊的优势在于熔敷效率比热喷焊要高，但是稀释率堆焊的优势在于熔敷效率比热喷焊要高，但是稀释率比热喷焊大得多比热喷焊大得多。.堆焊层的形成堆焊层的形成堆焊层的形成堆焊层的形成由于堆焊材料与基材成分不同，必定会产生一层性由于堆焊材料与基材成分不同，必定会产生一层性能和组织与基材和堆焊层都不相同的过渡层。该过能和组织与基材和堆焊层都不相同的过渡层。该过渡层如果是脆性的，将使性能恶化。渡层如果是脆性的，将使性能恶化。.相容性相容性相

26、容性相容性取决于互溶性及是否产生脆性金属间化合物；还需取决于互溶性及是否产生脆性金属间化合物；还需考虑两者之间的熔化温度、膨胀系数、热导率和比考虑两者之间的熔化温度、膨胀系数、热导率和比电阻等物理性能的差异。电阻等物理性能的差异。3.3.3.3.熔合区的成分、组织熔合区的成分、组织熔合区的成分、组织熔合区的成分、组织与性能与性能与性能与性能熔合区即堆焊层与基体之间的分界区，一般包括熔熔合区即堆焊层与基体之间的分界区，一般包括熔合线和结晶过渡区段。合线和结晶过渡区段。由于熔焊区内各层的结晶特点不同，可能由于成分由于熔焊区内各层的结晶特点不同，可能由于成分的变化形成性能不良的过渡层，如在低碳钢上堆

27、焊的变化形成性能不良的过渡层，如在低碳钢上堆焊合金钢焊层，经回火后过渡层中的含碳量大大增加，合金钢焊层，经回火后过渡层中的含碳量大大增加，形成大量脆性金属化合物，导致焊层开裂。形成大量脆性金属化合物，导致焊层开裂。堆焊过程中应尽量堆焊过程中应尽量堆焊过程中应尽量堆焊过程中应尽量避免或控制过渡层避免或控制过渡层避免或控制过渡层避免或控制过渡层的产生和长大。尽的产生和长大。尽的产生和长大。尽的产生和长大。尽量采用能抑制脆性量采用能抑制脆性量采用能抑制脆性量采用能抑制脆性相产生的元素。相产生的元素。相产生的元素。相产生的元素。如选用含有大量的如选用含有大量的如选用含有大量的如选用含有大量的奥氏体形成

28、元素的奥氏体形成元素的奥氏体形成元素的奥氏体形成元素的奥氏体堆焊材料。奥氏体堆焊材料。奥氏体堆焊材料。奥氏体堆焊材料。4.4.4.4.稀释率稀释率稀释率稀释率稀释率强烈地影响堆焊稀释率强烈地影响堆焊稀释率强烈地影响堆焊稀释率强烈地影响堆焊层的成分和性能。层的成分和性能。层的成分和性能。层的成分和性能。稀释率主要通过控制堆稀释率主要通过控制堆稀释率主要通过控制堆稀释率主要通过控制堆焊工艺参数，如堆焊功焊工艺参数，如堆焊功焊工艺参数，如堆焊功焊工艺参数，如堆焊功率、堆焊速度、焊道间率、堆焊速度、焊道间率、堆焊速度、焊道间率、堆焊速度、焊道间距等来控制。距等来控制。距等来控制。距等来控制。另外，在堆

29、焊过程中向熔另外，在堆焊过程中向熔池中补加填充金属，也可池中补加填充金属，也可以降低稀释率。以降低稀释率。5.5.5.5.内应力内应力内应力内应力堆焊耐磨层通常不做消除应力处理，所以在堆堆焊耐磨层通常不做消除应力处理，所以在堆焊过程中由于热膨胀或收缩引起的残余应力可焊过程中由于热膨胀或收缩引起的残余应力可能是难以克服的。能是难以克服的。这些应力是否引起变形或开裂，在很大程度这些应力是否引起变形或开裂，在很大程度上取决于堆焊金属和基材的强度和塑性。对上取决于堆焊金属和基材的强度和塑性。对工件进行工件进行焊前预热焊前预热和和焊后缓冷焊后缓冷以及以及采用堆焊采用堆焊底层底层方法，可以减少堆焊层内应力

30、。方法，可以减少堆焊层内应力。结合强度高，抗冲击性能好；结合强度高，抗冲击性能好；1l通过正确设计堆焊层的合金体系，可以获通过正确设计堆焊层的合金体系，可以获得抗磨损、冲击、腐蚀、擦伤和气蚀等多得抗磨损、冲击、腐蚀、擦伤和气蚀等多种性能的堆焊层，种性能的堆焊层，成分和性能调节方便；成分和性能调节方便；2堆焊层厚度大，堆焊层厚度大，2-30mm；3手弧焊：手弧焊：3kg/h;双带极埋弧焊：双带极埋弧焊：68kg/h；设备简单，与焊接设备通用；设备简单，与焊接设备通用；5熔敷效率高；熔敷效率高；4加热不均匀，薄壁、细长构件要注意变形。加热不均匀，薄壁、细长构件要注意变形。6各种焊接方法都可以用来进

31、行堆焊各种焊接方法都可以用来进行堆焊.常用堆焊的工艺方法可分为常用堆焊的工艺方法可分为氧氧乙炔焰堆乙炔焰堆焊、手工电弧堆焊、钨极氩弧堆焊、熔化焊、手工电弧堆焊、钨极氩弧堆焊、熔化极气体保护电弧堆焊、埋弧堆焊、等离子极气体保护电弧堆焊、埋弧堆焊、等离子弧堆焊弧堆焊和和电渣堆焊电渣堆焊等。等。堆焊材料通常呈棒状、管状、带状，焊剂可以装在堆焊材料通常呈棒状、管状、带状，焊剂可以装在管芯内或作为焊条药皮包覆在外层使用。管芯内或作为焊条药皮包覆在外层使用。1 1 1 1类类类类 型型型型包括：铁基、镍基、钴基、铜基包括：铁基、镍基、钴基、铜基和碳化钨复合堆焊材料等和碳化钨复合堆焊材料等u铁基合金：含铁基

32、合金：含C C量的变化量的变化-珠光体，珠光体，M M，耐磨。，耐磨。u钴基、镍基堆焊合金价格较高，由于高温性能好，耐腐蚀，钴基、镍基堆焊合金价格较高，由于高温性能好，耐腐蚀，主要在要求高温磨损、高温腐蚀的场合使用。主要在要求高温磨损、高温腐蚀的场合使用。u铜基堆焊材料具有较好的耐大气、耐海水和耐各种酸碱溶铜基堆焊材料具有较好的耐大气、耐海水和耐各种酸碱溶液的腐蚀，并能减少金属间的摩擦系数。液的腐蚀，并能减少金属间的摩擦系数。u碳化钨金属陶瓷堆焊层在耐严重磨料磨损和工具堆焊中占碳化钨金属陶瓷堆焊层在耐严重磨料磨损和工具堆焊中占有重要地位。这类合金硬度高，但脆性大，容易破裂剥落。有重要地位。这类

33、合金硬度高，但脆性大，容易破裂剥落。加入一定质量分数的钴可以降低熔点，增加韧性。加入一定质量分数的钴可以降低熔点，增加韧性。2 2 2 2选择堆焊合金的原则选择堆焊合金的原则选择堆焊合金的原则选择堆焊合金的原则 满足使用要求、经济性和工艺可行性。满足使用要求、经济性和工艺可行性。步骤步骤1.1.分析工作条件，确定失效类型及其堆焊层的要求；分析工作条件，确定失效类型及其堆焊层的要求；2.2.选择几种可供采用的堆焊合金和堆焊方法；选择几种可供采用的堆焊合金和堆焊方法；3.3.分析这些堆焊合金与基材的相容性，同时考虑热应力和开分析这些堆焊合金与基材的相容性，同时考虑热应力和开裂性；裂性；4.4.堆焊零件进行试验分析；堆焊零件进行试验分析；5.5.根据使用寿命和成本进行评价，选出堆焊材料和堆焊方法根据使用寿命和成本进行评价，选出堆焊材料和堆焊方法的最佳方案；的最佳方案；6.6.制定严密的堆焊工艺。制定严密的堆焊工艺。