理论教育 堆焊层形成和控制的分析介绍

堆焊层形成和控制的分析介绍

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:稀释率强烈影响堆焊层的成分和性能,高的稀释率会降低堆焊层的性能,增加堆焊材料的消耗。在堆焊方法和设备已选定的情况下,应从堆焊材料成分上补偿稀释率的影响,并从工艺参数上严格控制稀释率。一般选择堆焊工艺时,稀释率应低于20%。为减小残余应力,除了采取必要的预热、缓冷等工艺措施,还可通过减少堆焊金属与基材的热胀系数差、增设过渡层、改进堆焊金属的塑性来控制。

堆焊层形成和控制的分析介绍

堆焊层是采用堆焊的工艺方法在材料层表面对磨损和崩裂的部位进行修复的堆敷层。为了有效地发挥堆焊层的作用,希望采用的堆焊方法有较小的母材稀释率、较高的熔敷速度和优良的堆焊层性能,即优质、高效、低稀释率的堆焊技术。

堆焊层的影响因素较多,控制好各影响因素才能得到优质的堆焊层性能。

(1)稀释率 在焊接热源的作用下,不仅堆焊金属会发生熔化,基材表面也会发生不同程度的熔化,将堆焊金属被基材稀释的程度称为稀释率,用基材的熔化面积占整个熔池面积的百分比来表示。

稀释率强烈影响堆焊层的成分和性能,高的稀释率会降低堆焊层的性能,增加堆焊材料的消耗。为选择合适的填充材料和焊接方法,必须考虑各种焊接方法所获得的稀释率的大小。在堆焊方法和设备已选定的情况下,应从堆焊材料成分上补偿稀释率的影响,并从工艺参数上严格控制稀释率。一般选择堆焊工艺时,稀释率应低于20%。

(2)相容性 在堆焊过程中,堆焊层材料和基体材料的相容性非常重要,由于堆焊层材料与基体材料成分不同,在堆焊时必然会产生一层组织和性能与基体和堆焊层都不相同的过渡层,该过渡层如果是脆性的,将恶化堆焊层的性能。(www.daowen.com)

堆焊层材料和基体材料在冶金学上是否相容取决于它们液态和固态时的互溶性,以及在堆焊过程中是否产生金属间化合物。堆焊层材料和基体材料的物理相容性也很重要,即两者之间的熔化温度、热胀系数、热导率等物理性能差异应尽可能小,因为这些差异将影响堆焊的热循环过程和结晶条件,增加焊接应力,降低结合质量。

(3)热循环的影响 堆焊层经受的热循环比一般焊缝复杂得多,这使堆焊层的化学成分和金相组织很不均匀。在堆焊生产过程中,为了防止堆焊层开裂和剥离,主要采用预热、层间保温和焊后缓冷等措施。有些焊件在焊后需进行去应力退火。

(4)内应力 堆焊应用得成功与否有时取决于内应力的大小。由于堆焊操作而产生的残余应力会与使用过程中产生的应力叠加或抵消,因而会加大或减少堆焊层开裂的倾向。

为减小残余应力,除了采取必要的预热、缓冷等工艺措施,还可通过减少堆焊金属与基材的热胀系数差、增设过渡层、改进堆焊金属的塑性来控制。

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