焊接修复技术及常用堆焊合金

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：利用焊接方法修复失效零件的技术称为焊接修复技术。表6.4常用堆焊合金堆焊合金为了满足零件性能方面的要求，堆焊修复首先要选用合适的堆焊层合金。表6.4列出了我国常用堆焊合金的主要特点及用途，供使用时参考。表6.4常用堆焊合金续表续表堆焊层的切削加工采用堆焊方法使机械零件修复表面获得耐磨性修补层之后，往往还需要经过切削加工，以达到零件的精度要求。

利用焊接方法修复失效零件的技术称为焊接修复技术。用于恢复零件尺寸、形状，并使零件表面获得特殊性能的熔敷金属时，称为堆焊。焊接修复技术应用广泛，可用堆焊修复磨损失效的零件，可以校正零件的变形。它具有焊修质量好、效率高、成本低、简便易行以及便于现场抢修等特点。

由于焊接方法容易产生焊接变形和应力，一般不宜修复较高精度、薄壳和细长类零件。另外，焊接修复技术的应用受到焊接时产生的气孔、夹渣、裂纹等缺陷及零件焊接性能的影响，但随着焊接修复技术的进步，它的缺点大部分可以克服。

6.4.1　堆焊

堆焊的主要目的是在零件表面堆敷金属。堆焊可以修复磨损的零件表面，恢复尺寸、形状要求，还可以改善零件表面的耐磨、耐蚀等性能。堆焊可以修复各种轴类、轧辊类零件以及工具、模具等。堆焊修复技术在农机、工程机械、冶金、石油化工等行业应用广泛。

（1）堆焊方法

常用的堆焊方法及其特点见表6.3。

表6.3　常用堆焊方法及其特点

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（2）堆焊合金

为了满足零件性能方面的要求，堆焊修复首先要选用合适的堆焊层合金。目前，堆焊合金品种繁多，选择时可以结合零件的失效形式，选择焊接性能好、成本低的堆焊合金。表6.4列出了我国常用堆焊合金的主要特点及用途，供使用时参考。

表6.4　常用堆焊合金

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续表

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（3）堆焊层的切削加工

采用堆焊方法使机械零件修复表面获得耐磨性修补层之后，往往还需要经过切削加工，以达到零件的精度要求。堆焊层切削加工过程中冲击与振动大，刀具容易崩刃和非正常磨损，刀具耐用度低，加工难度大。应合理选择加工方法、刀具材料、刀具几何参数和切削用量。

1）堆焊层的车削

①低合金堆焊层的车削

低合金堆焊层根据焊条含碳量的不同分为中等硬度和高硬度堆焊层。车削硬度为200～350 HBW的中等硬度堆焊层时，以下内容可供参考：

a.刀具材料。粗车时宜选YG8、YT5、YW1等，精加工宜选YT15。

b.刀具几何参数。一般取前角γ0 =5°，后角α0 =6°～8°主切削刃上磨出负倒棱，负倒棱前角γ01 = -5°～-10°，负倒棱宽度bγ1 =（0.3～0.8）f（f为进给量）；主偏角κr =60°～75°，副偏角k′r =15°～30°；粗加工时，刃倾角λs =5°～10°，精加工时，λs =0°～5°，刀尖半径rε =0.5～1 mm。

c.切削用量。粗车：背吃刀量aP =2～4 mm，进给量f =0.4～0.6 mm/r，切削速度v =30～50 m/min。半精车：aP =1～1.5 mm，f =0.2～0.3 mm/r，v =60～70 m/min。精车：aP =0.1～0.5 mm，f=0.08～0.15 mm/r，v=80～120 m/min。

②高铝合金铸铁堆焊层的车削

此类堆焊层硬度大于40 HRC。切削力和切削热都集中在切削刃附近，容易崩刃。

a.刀具材料。宜选YH3Y、YG6X、YG10H等。

b.刀具几何参数。前角γ0 =0°～5°，α0 =4°～6°，刃倾角λs =0°～5°，适当减小主偏角，加大刀尖圆弧半径。

c.切削用量：ap =1.5～2 mm，f=0.3～0.4 mm/r，v=14～18 m/min。

2）堆焊层的磨削

①砂轮选择

a.磨削低合金堆焊层的磨料。棕刚玉（A）、白刚玉（WA）；粒度：粗磨选F36或F46，精磨选F60～F80；硬度：中软1（ZR1）；中软2（ZR2），黏合剂为陶瓷；组织为5～7号。

b.磨削高铝合金铸铁堆焊层的磨料。黑碳化硅（C）、绿碳化硅（GC）；粒度：F36～F60；硬度：软3（R3）、中软1（ZR1）；黏合剂为陶瓷；组织为5～8号。

②切削用量

a.砂轮速度v=20～30 m/s，磨内圆时取低值。

b.工件速度v=10～20 m/min，精磨时取低值。