堆焊工藝、操作規(guī)范與安全要求及

操作訓(xùn)練

一、堆焊工藝和操作規(guī)范

堆焊的過程與焊接基本相同，幾乎任何一種熔焊方法都可以用于堆焊。但常規(guī)的焊接方法卻無法滿足堆焊時的特殊要求，如堆焊應(yīng)有較高的熔敷率和較低的稀釋率。因此，要把堆焊技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)中，必須選擇合適的堆焊方法并制定相應(yīng)的堆焊工藝及合理的操作規(guī)程。

1.焊條電弧堆焊

焊條電弧堆焊所用設(shè)備簡單、機動靈活、電弧溫度高、熱量集中且不受焊接位置及工件表面形狀的限制，尤其是通過實心焊條或管狀焊芯焊條能獲得所有堆焊合金，他因此成為最常見的一種堆焊方法。

堆焊時在工件表面的某一部位熔敷一層特殊的合金層，達到恢復(fù)被磨損。腐蝕的零件尺寸，提高工作面的耐磨性、耐蝕性或耐熱性等性能的目的。

由于工件所處的工作條件比較復(fù)雜，所以，堆焊時必須根據(jù)工件材質(zhì)及工作條件，正確地選擇堆焊焊條。例如，對于已磨損的工件表面進行堆焊，應(yīng)根據(jù)其表面硬度選擇相同硬度等級的焊條；對于耐熱鋼、不銹鋼工件的堆焊，應(yīng)選擇與基體金屬化學(xué)成分相近的焊條，才能保證堆焊金屬和基體的性質(zhì)相接近。

在保證焊縫成形的前提下，應(yīng)選擇合理的工藝參數(shù)，盡量減少稀釋率，如小電流、快速焊、窄焊道、焊條擺動不超過焊條直徑的2.5倍。

在堆焊厚度、剛度較大的工件時，應(yīng)對堆焊件預(yù)熱，焊后緩冷，安排合理的焊接順序，在堆焊工件上堆焊塑性良好的過渡層，防止堆焊層和熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋，防止堆焊層與母材之間的剝離。

堆焊時，由于工件受熱不均勻，變形較大，所以，應(yīng)采取對稱焊、跳焊機剛性固定法來控制和減少焊接變形。

堆焊時，可將工件傾斜一定角度，這樣可以減小熔深，使熔敷率得到提高。另外、堆焊模具時，可采用石墨、紫銅作�？爻尚�，能提高堆焊尺寸精度，減少堆焊后加工量。

2.氧一乙炔焰堆焊

這種堆焊方法的火焰溫度較低（3050-3100℃），通過調(diào)整火焰能率，可以獲得小的稀釋率（1%-10%），堆焊層的厚度均勻且很�。ㄐ∮�1.0mm）,另外，表面光滑美觀。采用氧一乙炔焰堆焊，設(shè)備簡單，操作容易，而且價格便宜，因此，目前仍廣泛應(yīng)用。

缺點是，由于碳化焰具有滲碳作用，會降低堆焊層的韌性；焊工手工操作的勞動強度較大；熔敷速度低，生產(chǎn)效率受到影響。另外，對焊工操作技術(shù)要求很高。因此對用于堆焊批量不大的工件，以及閥門、油井鉆頭、犁鏵等的堆焊。對于自熔性較差的合金粉末則不宜采用氧一乙炔焰堆焊。

堆焊時，一般選用合金鑄鐵或鎳基、銅基合金的實芯焊絲。為了清除堆焊過程形成的氧化物，改善堆焊金屬的潤濕性和致密性，應(yīng)采用氣焊熔劑。

焊接工藝參數(shù)的選擇與氣焊不同的是火焰功率的選擇。堆焊時希望熔深越小越好，因此，在保證生產(chǎn)率的前提下，盡量選擇小號焊炬和焊嘴，將稀釋率和合金元素的燒損最大限度地控制在一定程度內(nèi)。

堆焊時，一般都是選用碳化焰。但鎳基合金則選用中性焰，為提高流動性，偶爾也用碳化焰。

3.二氧化碳?xì)怏w保護堆焊

二氧化碳?xì)怏w保護堆焊是采用二氧化碳?xì)怏w作為保護介質(zhì)的一種堆焊工藝，如圖12-1所示。

CO₂氣體以一定速度從噴嘴中噴出，對電弧去形成可靠的保護層，把熔池與空氣隔離，有效地防止N2、H₂、O₂的侵入，提高堆焊層的質(zhì)量。由于CO₂是氧化性極強的氣體，熔融金屬中的Fe、Si、Mn會被氧化，其氧化物形成渣浮在焊層表面，在堆焊層冷卻時收縮脫落。

CO₂氣體保護堆焊具有堆焊層質(zhì)量好；電弧熱量集中，工件的熱變形��；堆焊層硬度高且均勻；較高的熔敷率，生產(chǎn)率高且成本較低的有點。但是稀釋率也 較高，為15%-20%。

CO₂氣體保護堆焊的焊接材料主要是CO₂氣體和焊絲，它們是決定焊層質(zhì)量和性能的主要因素。CO₂的純度應(yīng)大于99.5%。焊絲的成分應(yīng)根據(jù)母材及堆焊層的要求來選擇。堆焊時，為了解決CO₂氧化所引起的合金元素?zé)龘p、氣孔、飛濺等問題，要求焊絲必須具有足夠的脫氧能力，常用的焊絲有H08MnSi、H08MnSiA、H08Mn2SiA、H04Mn2SiTiA、H10MnSi、H10MnSiMo、H08MnSiCrMo、H08Cr3Mn2MoiA、等。

由于高合金成分焊絲難以拔制，所以，對于要求合金含量較低的金屬與金屬磨損類型的工作，則采用實心焊絲CO2氣體保護堆焊。對于高合金的堆焊，則采用各種管狀焊絲氣體保護堆焊工藝。

二、堆焊安全要求

1.實焊時應(yīng)使用必須的電焊防護用具，如護目鏡。工作服等，并必須帶上口罩，防止鐵粉微塵的吸入，確保職業(yè)衛(wèi)生健康。

2.調(diào)整遮光板使操作時能察看焊道而不受弧光刺目。

3.室內(nèi)墻壁最好涂黑，在堆焊設(shè)備周圍如有人進行工作時，應(yīng)注意用屏蔽欄使弧光不直接照射到別人身上。

4.施工前應(yīng)檢查周圍有無易燃易爆物品，在易燃易爆危險區(qū)動火，應(yīng)按規(guī)定辦理動火證，無動火證嚴(yán)禁動火。

5.焊前應(yīng)整理工作場地，清除易燃易爆物品，設(shè)備擺放整齊，保持過道通暢。

6.焊機應(yīng)放在通風(fēng)。干燥處，放置平穩(wěn)。

7.堆焊及其輔助設(shè)備須具有參數(shù)穩(wěn)定、調(diào)節(jié)靈活、安全可靠等性能，并滿足堆焊規(guī)范的要求。

三、堆焊操作訓(xùn)練

某鋼廠80t轉(zhuǎn)爐爐體因事故漏鋼造成爐殼燒穿，熔敷鋼水沖刷了起制成爐體作用的托圈。脫圈內(nèi)側(cè)板厚為80mm的鋼板被沖刷的薄厚不均，最薄處僅約20mm，沖刷變薄的范圍達1000mmX1260mm。

托圈材質(zhì)16MnR,斷面為鋼板焊接的箱形結(jié)構(gòu)，由于托圈沖薄面積較大，且厚度不一致，轉(zhuǎn)爐托圈因無備件，無法更換，局部挖補困難大，所以采用堆焊修復(fù)。

1.轉(zhuǎn)爐托圈的堆焊修復(fù)件

修復(fù)件如圖12-2所示。

2.焊接方法的選擇

采用熔化極混合氣體保護堆焊方法。這種堆焊方法比焊條電弧焊的線能量小，熔敷效率高，焊接變形小。

3.焊接材料的確定

根據(jù)母材的要求選用1.2mm的H08Mn2SiA焊絲作為填充金屬采用CO₂作為保護氣體。

4.堆焊工藝

（1）焊前準(zhǔn)備。由于托圈內(nèi)側(cè)被熔融鋼水沖薄后，爐殼漏鋼處的燒損范圍約1000mmX1260mm，且不規(guī)則，為保證堆焊順利進行，爐殼必須開孔且尺寸必須大于補焊區(qū)域。

將堆焊區(qū)域的殘鋼等雜質(zhì)清除干凈，用角向磨光機將堆焊區(qū)清理至露出金屬光澤。

在焊接區(qū)域用玻璃纖維布搭設(shè)帳篷，避免過堂風(fēng)影響氣體對電弧的保護。將轉(zhuǎn)爐置于便于水平堆焊作業(yè)的位置。

（2）堆焊工藝參數(shù)。具體工藝參數(shù)為：焊接電流200-220A，電弧電壓17-20V，道間溫度＜150℃，電源極性為正接法，保護氣體流量10-15L/min。

（3）托圈堆焊。焊接時，采用多層多焊道，焊道彼此重疊，重疊部分不小于焊道寬度的1/3，層間交錯90°施焊，道間溫度控制在150℃以下。焊接過程中，每焊完一道，立即對焊進行一次錘擊，以清除焊接應(yīng)力。

轉(zhuǎn)爐土托圈由于采用了CO₂氣體保護堆焊的修復(fù)，使被沖刷變薄的部分恢復(fù)了原有的厚度，確保了轉(zhuǎn)爐托圈的生產(chǎn)安全，節(jié)省資金，縮短了工期，保證了80t轉(zhuǎn)爐的正常運行。