各种焊接方法及设备(堆焊)

90  什么是堆焊？

为增大或恢复焊件尺寸，或使焊件表面获得具有特殊性能的熔敷金属而进行的焊接称为堆焊。为达到不同目的，堆焊可分以下四种：

⑴包层堆焊  当焊件表面与腐蚀介质接触时，为使其表面具有耐腐蚀性，而在碳钢或合金钢母材上堆焊一定厚度的填充金属层。

⑵耐磨堆焊  为减轻焊件表面磨粒磨损、冲击、腐蚀、气蚀而采用的堆焊层。

⑶增厚堆焊  在焊件表面、接头边缘或者先前熔敷的金属上为恢复构件所要求的尺寸而添加焊缝金属。

⑷隔离层堆焊  焊接异种材料或有特殊要求的材料时，为保证接头质量和性能，预先在母材表面（或坡口面）上熔敷的一定成分的金属层称隔离层。熔敷隔离层的工艺过程称隔离层堆焊。

91  试述堆焊的工艺要求。

堆焊的特点在于它不是把两个分离的部件连接在一起，而仅仅是在焊件表面施焊一层熔敷金属，因此其工艺要求是：

⑴防止堆焊层的裂纹及剥离  堆焊后的焊缝金属硬度大、塑性低，尤其当堆焊金属成分与基本金属成分相差比较大时，金属的线膨胀系数较大，从而引起相当大的内应力，使堆焊层金属在堆焊后的冷却过程中容易产生堆焊层裂纹及剥离（堆焊层金属从基体上剥落下来）。防止的主要办法是设法减小堆焊时的焊接应力，具体措施是：对焊件进行整体预热或合理的局部预热，或者用隔离层堆焊的办法，即先用塑性好、强度不高的普通焊条或不锈钢焊条进行打底焊，使堆焊层与母材隔离开来。

⑵防止堆焊层的硬度不符合要求  堆焊层的硬度依靠堆焊层的合金成分来获得，而合金成分来自焊接材料（焊条、焊丝、焊剂）而不是母材。所以堆焊时，希望熔深浅、熔合比小，因此不宜采用大电流。由于母材对焊缝金属的稀释，所以堆焊第一层时硬度往往偏低，其余各层硬度逐渐提高，一般在第三层后硬度基本不再变化。

⑶防止堆焊零件变形  对细长轴及直径大而壁厚不大的圆筒形零件表面堆焊时，要考虑防止焊后变形。

92  常用的堆焊方法有哪些？各有什么特点？

几乎任何一种焊接方法都可以用于堆焊。目前最常用的是氧乙炔焰堆焊和手工电弧堆焊，氧乙炔焰堆焊时焊件加热和冷却都较慢，不易出现裂纹，堆焊位置准确，稀释率低，设备价廉，携带方便，但生产率低。手工电弧堆焊由于温度梯度大，焊层和热影响区易开裂，但生产率相对较高，对焊工的操作技能要求也较低，目前应用较普遍。

几种堆焊方法的特点比较，见表9。

表9  几种堆焊方法特点比较

93  试述堆焊金属的选择原则。

正确选择堆焊金属要考虑焊件材质、工作条件、经济合理性等。根据工作条件选择堆焊金属的一般原则，见表10。

表10  堆焊金属选择的一般原则

94  如何确定堆焊时的预热温度？

焊前将焊件预热和焊后缓冷，是堆焊时防止堆焊层金属开裂和剥离的主要工艺措施。当堆焊材料为碳钢或低合金钢时，焊件的预热温度可用碳当量Ceq（JIS）进行估算。常用的碳当量计算公式如下

Mn    Si        Cr       Mo      Ni        V

    Ceq（JIS）=C+ ── + ──　+　──　+　──　+　──　+　── （质量分数）（%）

     6     24        5        4       40       14

不同碳当量钢材所需最低预热温度，见表11。

表11  不同碳当量钢材所需最低预热温度