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閥門密封面堆焊各種方法優(yōu)缺點分析
[ 2016-06-17 ]
焊屬于金屬晶內(nèi)結(jié)合的熔焊工藝方法，具有一般熔焊方法的特點，但又有其特殊性。閥門堆焊的優(yōu)點是能充分發(fā)揮材料的性能優(yōu)勢，節(jié)約用材和延長零部件使用壽命。堆焊過程的物理本質(zhì)、冶金過程和熱過程的規(guī)律與一般焊接過程相似。
(1)堆焊方法
一般的閥門熔焊方法都可用于堆焊。根據(jù)實現(xiàn)堆焊的條件，堆焊方法有焊條電弧堆焊、氧一乙炔火焰堆焊、埋弧堆焊、氣體保護堆焊、等離子弧堆焊等。
①焊條電弧堆焊焊條電弧堆焊設(shè)備簡單、操作方便，適于現(xiàn)場堆焊，適應(yīng)性強，不受堆焊位置及工件形狀的限制，可以在任何位置進行堆焊，小型或形狀不規(guī)則零件尤為適合。隨著焊接材料的發(fā)展和工藝方法的改進，焊條電弧堆焊應(yīng)用范圍不斷擴大。如應(yīng)用焊條電弧熔化自熔性合金粉末，可獲得熔深淺、表面平整、性能優(yōu)異的堆焊層。焊條電弧堆焊的缺點是生產(chǎn)率低，稀釋率較高，不易獲得薄而均勻的堆焊層，生產(chǎn)條件差。
②氧-乙炔火焰堆焊氧-乙炔火焰堆焊溫度低，能獲得較小的稀釋率，堆焊層表面光滑、質(zhì)量較好，是目前耐磨場合機械零部件堆焊常采用的工藝方法。焊屬于金屬晶內(nèi)結(jié)合的熔焊工藝方法，具有一般熔焊方法的特點，但又有其特殊性。閥門堆焊的優(yōu)點是能充分發(fā)揮材料的性能優(yōu)勢，節(jié)約用材和延長零部件使用壽命。堆焊過程的物理本質(zhì)、冶金過程和熱過程的規(guī)律與一般焊接過程相似。
(1)堆焊方法
一般的閥門熔焊方法都可用于堆焊。根據(jù)實現(xiàn)堆焊的條件，堆焊方法有焊條電弧堆焊、氧一乙炔火焰堆焊、埋弧堆焊、氣體保護堆焊、等離子弧堆焊等。
①焊條電弧堆焊焊條電弧堆焊設(shè)備簡單、操作方便，適于現(xiàn)場堆焊，適應(yīng)性強，不受堆焊位置及工件形狀的限制，可以在任何位置進行堆焊，小型或形狀不規(guī)則零件尤為適合。隨著焊接材料的發(fā)展和工藝方法的改進，焊條電弧堆焊應(yīng)用范圍不斷擴大。如應(yīng)用焊條電弧熔化自熔性合金粉末，可獲得熔深淺、表面平整、性能優(yōu)異的堆焊層。焊條電弧堆焊的缺點是生產(chǎn)率低，稀釋率較高，不易獲得薄而均勻的堆焊層，生產(chǎn)條件差。
②氧-乙炔火焰堆焊氧-乙炔火焰堆焊溫度低，能獲得較小的稀釋率，堆焊層表面光滑、質(zhì)量較好，是目前耐磨場合機械零部件堆焊常采用的工藝方法。如氧-乙炔火焰堆焊煉鐵工業(yè)中高爐料鐘可使壽命提高3倍。氧-乙炔火焰堆焊一般用于具有最小修整加工量的平滑表面。
③埋弧堆焊埋弧堆焊是用一層焊劑覆蓋在堆焊區(qū)，使電弧在堆焊工件和焊絲之間引燃。堆焊工件、焊絲和焊劑在堆焊電弧的高溫作用被部分熔化，在焊劑層下形成一個密閉的空腔，電弧在空腔內(nèi)燃燒。在空腔的上方覆蓋著熔化的焊劑層外殼，使堆焊熔池與大氣隔絕，形成外觀良好的堆焊層金屬。埋弧堆焊效率高、適于自動化生產(chǎn)，特別適用于容器襯里的大面積堆焊等。除了采用焊絲，還可以采用帶極埋弧堆焊，以提高堆焊熔敷效率。
④氣體保護堆焊氣體保護堆焊可以用手工、自動或半自動方式完成。根據(jù)所使用的電極，氣體保護堆焊可分為熔化極氣體保護堆焊和非熔化極氣體保護堆焊。熔化極氣體保護堆焊的熱量由作為電極之一的焊絲與工件之間產(chǎn)生電弧并熔化焊絲所產(chǎn)生;非熔化極氣體保護堆焊是在電極與焊件之間產(chǎn)生電弧，電弧的熱量將填充焊絲和基體金屬熔化、形成堆焊熔池。根據(jù)保護氣體的種類，氣體保護堆焊又可分為CO2氣體保護堆焊、氬氣保護堆焊和混合氣體保護堆焊等。
氣體保護堆焊由于有保護氣體的保護，避免了空氣的侵入和雜質(zhì)污染，堆焊質(zhì)量高、熔敷效率高、熱影響區(qū)小。氣體保護堆焊屬于明弧焊，可以在施焊過程中觀察堆焊層，并可實現(xiàn)全位置焊接，特別適用于合金鋼和特殊合金的堆焊。
⑤等離子弧堆焊等離子弧堆焊是利用等離子弧高溫加熱的一種熔化堆焊方法，等離子弧熱量集中、溫度極高，弧柱中心溫度達24000K以上。因此，等離子弧堆焊具有堆焊層性能好、結(jié)合強度高，堆焊層致密性好，工件熔深淺可控、堆焊層稀釋率低、成形規(guī)則等一系列優(yōu)點，且易于實現(xiàn)機械化和自動化，手工操作也比較方便。是一種很有發(fā)展前途的堆焊工藝，
⑥其他堆焊方法電渣堆焊是利用電阻熱熔化堆焊材料及基體金屬形成熔池的堆焊方法。電渣堆焊一次可以堆焊很大的厚度，熔敷效率高，可采用實心焊絲、管狀焊絲、板極或帶極等進行堆焊。電渣堆焊適用于堆焊厚度較大、表面形狀簡單的大、中型零件。但堆焊過程中過熱嚴重，堆焊后工件須進行熱處理。
振動電弧堆焊是采用細焊絲使其連續(xù)振動的堆焊方法，在小電流下保證堆焊過程的穩(wěn)定。零件受熱少，熱影響區(qū)小，能獲得薄而平整、硬度較高的堆焊合金層。在機械零件修復(fù)中得到了廣泛應(yīng)用，特別在汽車、拖拉機修理中應(yīng)用較廣泛。但振動電弧堆焊生產(chǎn)率低、堆焊層耐磨性一般，修復(fù)零件的抗疲勞性能低，對于重要零件的修復(fù)受到一定的限制。
高頻感應(yīng)堆焊是靠高頻電流加熱熔化堆焊材料而形成堆焊層的方法。高頻堆焊時，加熱溫度略高于堆焊材料的熔化溫度，低于基體金屬的熔化溫度。這樣可使零件受熱少、變形小，又能使堆焊合金與基體金屬獲得良好的冶金結(jié)合。高頻感應(yīng)堆焊操作簡便、熔深淺、生產(chǎn)率高，堆焊層厚度為0.1～2mm，在機械零件的耐磨場合得到廣泛應(yīng)用。如氧-乙炔火焰堆焊煉鐵工業(yè)中高爐料鐘可使壽命提高3倍。氧-乙炔火焰堆焊一般用于具有最小修整加工量的平滑表面。
③埋弧堆焊埋弧堆焊是用一層焊劑覆蓋在堆焊區(qū)，使電弧在堆焊工件和焊絲之間引燃。堆焊工件、焊絲和焊劑在堆焊電弧的高溫作用被部分熔化，在焊劑層下形成一個密閉的空腔，電弧在空腔內(nèi)燃燒。在空腔的上方覆蓋著熔化的焊劑層外殼，使堆焊熔池與大氣隔絕，形成外觀良好的堆焊層金屬。埋弧堆焊效率高、適于自動化生產(chǎn)，特別適用于容器襯里的大面積堆焊等。除了采用焊絲，還可以采用帶極埋弧堆焊，以提高堆焊熔敷效率。
?、軞怏w保護堆焊氣體保護堆焊可以用手工、自動或半自動方式完成。根據(jù)所使用的電極，氣體保護堆焊可分為熔化極氣體保護堆焊和非熔化極氣體保護堆焊。熔化極氣體保護堆焊的熱量由作為電極之一的焊絲與工件之間產(chǎn)生電弧并熔化焊絲所產(chǎn)生;非熔化極氣體保護堆焊是在電極與焊件之間產(chǎn)生電弧，電弧的熱量將填充焊絲和基體金屬熔化、形成堆焊熔池。根據(jù)保護氣體的種類，氣體保護堆焊又可分為CO2氣體保護堆焊、氬氣保護堆焊和混合氣體保護堆焊等。
氣體保護堆焊由于有保護氣體的保護，避免了空氣的侵入和雜質(zhì)污染，堆焊質(zhì)量高、熔敷效率高、熱影響區(qū)小。氣體保護堆焊屬于明弧焊，可以在施焊過程中觀察堆焊層，并可實現(xiàn)全位置焊接，特別適用于合金鋼和特殊合金的堆焊。
⑤等離子弧堆焊等離子弧堆焊是利用等離子弧高溫加熱的一種熔化堆焊方法，等離子弧熱量集中、溫度極高，弧柱中心溫度達24000K以上。因此，等離子弧堆焊具有堆焊層性能好、結(jié)合強度高，堆焊層致密性好，工件熔深淺可控、堆焊層稀釋率低、成形規(guī)則等一系列優(yōu)點，且易于實現(xiàn)機械化和自動化，手工操作也比較方便。是一種很有發(fā)展前途的堆焊工藝，
⑥其他堆焊方法電渣堆焊是利用電阻熱熔化堆焊材料及基體金屬形成熔池的堆焊方法。電渣堆焊一次可以堆焊很大的厚度，熔敷效率高，可采用實心焊絲、管狀焊絲、板極或帶極等進行堆焊。電渣堆焊適用于堆焊厚度較大、表面形狀簡單的大、中型零件。但堆焊過程中過熱嚴重，堆焊后工件須進行熱處理。
振動電弧堆焊是采用細焊絲使其連續(xù)振動的堆焊方法，在小電流下保證堆焊過程的穩(wěn)定。焊屬于金屬晶內(nèi)結(jié)合的熔焊工藝方法，具有一般熔焊方法的特點，但又有其特殊性。閥門堆焊的優(yōu)點是能充分發(fā)揮材料的性能優(yōu)勢，節(jié)約用材和延長零部件使用壽命。堆焊過程的物理本質(zhì)、冶金過程和熱過程的規(guī)律與一般焊接過程相似。
(1)堆焊方法
一般的閥門熔焊方法都可用于堆焊。根據(jù)實現(xiàn)堆焊的條件，堆焊方法有焊條電弧堆焊、氧一乙炔火焰堆焊、埋弧堆焊、氣體保護堆焊、等離子弧堆焊等。
①焊條電弧堆焊焊條電弧堆焊設(shè)備簡單、操作方便，適于現(xiàn)場堆焊，適應(yīng)性強，不受堆焊位置及工件形狀的限制，可以在任何位置進行堆焊，小型或形狀不規(guī)則零件尤為適合。隨著焊接材料的發(fā)展和工藝方法的改進，焊條電弧堆焊應(yīng)用范圍不斷擴大。如應(yīng)用焊條電弧熔化自熔性合金粉末，可獲得熔深淺、表面平整、性能優(yōu)異的堆焊層。焊條電弧堆焊的缺點是生產(chǎn)率低，稀釋率較高，不易獲得薄而均勻的堆焊層，生產(chǎn)條件差。
②氧-乙炔火焰堆焊氧-乙炔火焰堆焊溫度低，能獲得較小的稀釋率，堆焊層表面光滑、質(zhì)量較好，是目前耐磨場合機械零部件堆焊常采用的工藝方法。如氧-乙炔火焰堆焊煉鐵工業(yè)中高爐料鐘可使壽命提高3倍。氧-乙炔火焰堆焊一般用于具有最小修整加工量的平滑表面。
③埋弧堆焊埋弧堆焊是用一層焊劑覆蓋在堆焊區(qū)，使電弧在堆焊工件和焊絲之間引燃。堆焊工件、焊絲和焊劑在堆焊電弧的高溫作用被部分熔化，在焊劑層下形成一個密閉的空腔，電弧在空腔內(nèi)燃燒。在空腔的上方覆蓋著熔化的焊劑層外殼，使堆焊熔池與大氣隔絕，形成外觀良好的堆焊層金屬。埋弧堆焊效率高、適于自動化生產(chǎn)，特別適用于容器襯里的大面積堆焊等。除了采用焊絲，還可以采用帶極埋弧堆焊，以提高堆焊熔敷效率。
④氣體保護堆焊氣體保護堆焊可以用手工、自動或半自動方式完成。根據(jù)所使用的電極，氣體保護堆焊可分為熔化極氣體保護堆焊和非熔化極氣體保護堆焊。熔化極氣體保護堆焊的熱量由作為電極之一的焊絲與工件之間產(chǎn)生電弧并熔化焊絲所產(chǎn)生;非熔化極氣體保護堆焊是在電極與焊件之間產(chǎn)生電弧，電弧的熱量將填充焊絲和基體金屬熔化、形成堆焊熔池。根據(jù)保護氣體的種類，氣體保護堆焊又可分為CO2氣體保護堆焊、氬氣保護堆焊和混合氣體保護堆焊等。
氣體保護堆焊由于有保護氣體的保護，避免了空氣的侵入和雜質(zhì)污染，堆焊質(zhì)量高、熔敷效率高、熱影響區(qū)小。氣體保護堆焊屬于明弧焊，可以在施焊過程中觀察堆焊層，并可實現(xiàn)全位置焊接，特別適用于合金鋼和特殊合金的堆焊。
⑤等離子弧堆焊等離子弧堆焊是利用等離子弧高溫加熱的一種熔化堆焊方法，等離子弧熱量集中、溫度極高，弧柱中心溫度達24000K以上。因此，等離子弧堆焊具有堆焊層性能好、結(jié)合強度高，堆焊層致密性好，工件熔深淺可控、堆焊層稀釋率低、成形規(guī)則等一系列優(yōu)點，且易于實現(xiàn)機械化和自動化，手工操作也比較方便。是一種很有發(fā)展前途的堆焊工藝，
⑥其他堆焊方法電渣堆焊是利用電阻熱熔化堆焊材料及基體金屬形成熔池的堆焊方法。電渣堆焊一次可以堆焊很大的厚度，熔敷效率高，可采用實心焊絲、管狀焊絲、板極或帶極等進行堆焊。電渣堆焊適用于堆焊厚度較大、表面形狀簡單的大、中型零件。但堆焊過程中過熱嚴重，堆焊后工件須進行熱處理。
振動電弧堆焊是采用細焊絲使其連續(xù)振動的堆焊方法，在小電流下保證堆焊過程的穩(wěn)定。零件受熱少，熱影響區(qū)小，能獲得薄而平整、硬度較高的堆焊合金層。在機械零件修復(fù)中得到了廣泛應(yīng)用，特別在汽車、拖拉機修理中應(yīng)用較廣泛。但振動電弧堆焊生產(chǎn)率低、堆焊層耐磨性一般，修復(fù)零件的抗疲勞性能低，對于重要零件的修復(fù)受到一定的限制。
高頻感應(yīng)堆焊是靠高頻電流加熱熔化堆焊材料而形成堆焊層的方法。閥門高頻堆焊時，加熱溫度略高于堆焊材料的熔化溫度，低于基體金屬的熔化溫度。這樣可使零件受熱少、變形小，又能使堆焊合金與基體金屬獲得良好的冶金結(jié)合。高頻感應(yīng)堆焊操作簡便、熔深淺、生產(chǎn)率高，堆焊層厚度為0.1～2mm，在機械零件的耐磨場合得到廣泛應(yīng)用。零件受熱少，熱影響區(qū)小，能獲得薄而平整、硬度較高的堆焊合金層。在機械零件修復(fù)中得到了廣泛應(yīng)用，特別在汽車、拖拉機修理中應(yīng)用較廣泛。但振動電弧堆焊生產(chǎn)率低、堆焊層耐磨性一般，修復(fù)零件的抗疲勞性能低，對于重要零件的修復(fù)受到一定的限制。
高頻感應(yīng)堆焊是靠高頻電流加熱熔化堆焊材料而形成堆焊層的方法。閥門高頻堆焊時，加熱溫度略高于堆焊材料的熔化溫度，低于基體金屬的熔化溫度。這樣可使零件受熱少、變形小，又能使堆焊合金與基體金屬獲得良好的冶金結(jié)合。高頻感應(yīng)堆焊操作簡便、熔深淺、生產(chǎn)率高，堆焊層厚度為0.1～2mm，在機械零件的耐磨場合得到廣泛應(yīng)用。
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