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氩弧焊焊5mm黄铜板角焊缝(氩弧焊堆焊焊接)

氩弧焊焊5mm黄铜板角焊缝(氩弧焊堆焊焊接)因为堆焊时的热过程及冶金过程和焊接时的规律基本相同。所以,几乎所有用于焊接的熔化焊方法都可以用于堆焊。但由于堆焊和焊接两者的目的及其生产中的应用有所不同,因而堆焊有其本身的具体特点。三、堆焊方法在可能发生磨损的零件、刃具表面或边缘熔敷一层耐磨层、耐腐蚀或其他特殊性能的金属层来制造双金属部件,是一种既经济又简单且行之有效的工艺方法。机械密封件是一种轴封式密封件,常应用于高速、高温及强腐蚀等一般橡胶密封件所不能使用的地方。而且机械密封件要求动静环在相对运动(转动)时,既要求耐腐蚀、耐高温,还要求金属与金属间在高速摩擦中耐磨损。在机械密封件及刃具易磨损的部件熔敷耐磨金属,可节约材料,使密封件的体积减小、成本降低、工艺简单,并延长了其使用寿命。中英合资上海斯米克焊材有限公司钴基硬面堆焊焊丝的牌号、主要成分、特性和用途表:

(钴铬钨TIG堆焊工艺在密封环、球阀、齿轮、刃具上的应用)

在实践中,历经反复实验得出结论。此文在理论上首先提出:“物体的耐磨性不但与硬度有关,还与物体的组织结构和物体的密致状态有关”的分析见解。

摘要:介绍了在不锈钢密封环、球阀、齿轮或某种切削刃具的表面进行CoCrWTIG堆焊的工艺特点,在采取小规范、减少母材熔入量、降低熔合比的条件下,对CoCrWTIG合金TIG堆焊工艺作了进一步研究和探讨,经过多年的生产应用,获得了显著的成效,达到了国外同类产品领先水平。

一、引言

在可能发生磨损的零件、刃具表面或边缘熔敷一层耐磨层、耐腐蚀或其他特殊性能的金属层来制造双金属部件,是一种既经济又简单且行之有效的工艺方法。

机械密封件是一种轴封式密封件,常应用于高速、高温及强腐蚀等一般橡胶密封件所不能使用的地方。而且机械密封件要求动静环在相对运动(转动)时,既要求耐腐蚀、耐高温,还要求金属与金属间在高速摩擦中耐磨损。在机械密封件及刃具易磨损的部件熔敷耐磨金属,可节约材料,使密封件的体积减小、成本降低、工艺简单,并延长了其使用寿命。

中英合资上海斯米克焊材有限公司钴基硬面堆焊焊丝的牌号、主要成分、特性和用途表:

氩弧焊焊5mm黄铜板角焊缝(氩弧焊堆焊焊接)(1)

三、堆焊方法

因为堆焊时的热过程及冶金过程和焊接时的规律基本相同。所以,几乎所有用于焊接的熔化焊方法都可以用于堆焊。但由于堆焊和焊接两者的目的及其生产中的应用有所不同,因而堆焊有其本身的具体特点。

堆焊方法的选择除了考虑生产率和具体焊接条件外,还应考虑到在焊接时应尽量减小熔合比,减小扩散层,以降低对堆焊金属的稀释作用,几种堆焊方法特点的比较见下表。

氩弧焊焊5mm黄铜板角焊缝(氩弧焊堆焊焊接)(2)

由于TIG堆焊具有投资费用低,操作灵活和适应性强等优点。尤其是堆焊时电弧对堆焊件有特殊的“清洁”作用,能够得到高质量的堆焊金属,特别是对小部件进行堆焊,适宜选用TIG堆焊。不锈钢密封环的本体材料是1Cr18Ni9Ti,采用目前国内常用的氧乙炔火焰堆焊方法,易出现稳定的钛氧化物,使堆焊层熔合不良,不易保证堆焊质量,若采用等离子弧堆焊成本又较高。

四、TIG堆焊工艺

1.预留凹槽

不锈钢密封环采用TIG堆焊时,开预留凹槽,为了防止凹槽根部生成氧化物造成未熔合的缺陷,确定的凹槽形状见下图。

氩弧焊焊5mm黄铜板角焊缝(氩弧焊堆焊焊接)(3)

堆焊前,还应对预留凹槽进行必要的清整。

2.工艺规范

在不锈钢密封环表面上TIG堆焊CoCrW合金,为了减少母材熔入量,降低熔合比,采用了小规范。施焊的主要工艺参数如下:

焊接方法: TIG

焊丝牌号: S111

焊丝直径(mm): φ3

电源极性: 直流正接

焊接电流(A): 50~60

钨极端部锥度: 20~250

钨极伸出长度(mm): 6

钨极直径(mm):φ3

喷嘴直径(mm): φ10

氩气流量: 10~12 L/min

在堆焊过程中,还应注意堆焊金属层的稀释。其最末层的金属成分的平均含量,可由下面公式表示:

Cw=Cf (P/100)n(Cp-Cf) (%)式中

n——层数

Cw——第n层金属元素的含量,%

Cf——整体金属元素的含量,%

Cp——母材金属元素的含量,%

P——溶合比

由上式可看出熔合比对堆焊质量的影响。由于TIG堆焊的溶合比与操作技术和填充金属的数量有关,能在一个相当宽的范围内变化。所以,堆焊时焊丝要做适当的横向摆动以改善堆焊的质量。

为了防止裂纹、气孔、凹陷等缺陷的产生,堆焊收弧时还应用衰减电流和延长滞后断气时间。焊后把堆焊件埋入石棉灰中缓冷以防止微裂纹的产生。

3.层间温度

堆焊的质量与层间温度有着重要的关系,层间温度约为300℃时,堆焊金属冷却速度较慢,堆焊层内容易析出钨的碳化物。

由于钨的碳化物的形成,能够使堆焊层的硬度得到提高,同时也能够提高堆焊层的耐磨性。

4. 焊后加工

不锈钢密封环TIG堆焊后,经外观检验,不存在任何焊接缺陷。再按照设计要求,采用机械加工的方法将堆焊件加工成设计尺寸并表面磨光。

五、施焊结果与分析

采用TIG堆焊工艺满足了设计的质量要求,母材的平均硬度为HRC36,堆焊层的表面硬度为HRC51。

堆焊层的金属组织为富钴固溶体和固溶体加碳化物共晶,见下图。

氩弧焊焊5mm黄铜板角焊缝(氩弧焊堆焊焊接)(4)

CoCrW堆焊层金相组织 500×

氩弧焊焊5mm黄铜板角焊缝(氩弧焊堆焊焊接)(5)

焊缝组织全貌 40×

氩弧焊焊5mm黄铜板角焊缝(氩弧焊堆焊焊接)(6)

焊缝组织全貌 200×

氩弧焊焊5mm黄铜板角焊缝(氩弧焊堆焊焊接)(7)

CoCrW堆焊层 200×

氩弧焊焊5mm黄铜板角焊缝(氩弧焊堆焊焊接)(8)

SUS304不锈钢组织 200×

六、结论

1.在理论上首先提出:“物体的耐磨性不但与硬度有关,还与物体的组织结构和物体的密致状态有关”的分析见解。

(此论点一经提出,本所有位武大郎式的人物,认为我又要发明什么新的定理。我答道:英国的实验室工人虎克,在日常工作中能发明虎克定律。中国的实验室主任白津生,为什么在日常工作中就不能发明一个定理?)

2.在易磨损产品上采用堆焊耐磨合金的方法后,可使产品提升其性能,降低磨损率;其使用寿命可得到成数倍的提高。

3.多年来历经生产实践证明:在不锈钢密封环或球阀表面实施CoCrW合金TIG堆焊,该工艺能够满足设计要求,使产品达到了国外同类产品的水平。

4.使用TIG焊接堆焊方法与其他焊接堆焊方法相比成本低,效率高。

5.此方法简单易行,便于操作掌握。

6.由于现在堆焊材料大部分立足于国内,利用我国自己的科学技术和生产经验,为国家节约了大量的外汇。

氩弧焊焊5mm黄铜板角焊缝(氩弧焊堆焊焊接)(9)

CoCrWTIG堆焊的耐高温刃具

氩弧焊焊5mm黄铜板角焊缝(氩弧焊堆焊焊接)(10)

CoCrWTIG堆焊的密封环

氩弧焊焊5mm黄铜板角焊缝(氩弧焊堆焊焊接)(11)

CoCrWTIG堆焊的球阀体

氩弧焊焊5mm黄铜板角焊缝(氩弧焊堆焊焊接)(12)

已经经过机械精加工后,再进行CoCrWTIG

堆焊的球阀体变形量为0

《六言诗·CoCrWTIG堆焊》

CoCrWTIG堆焊

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