基于等離子堆焊稀釋率的工藝改進

董兵天,吳學宏（甘肅有色冶金職業技術學院 機電工程系,甘肅 金昌 737100）

?

基于等離子堆焊稀釋率的工藝改進

董兵天,吳學宏
（甘肅有色冶金職業技術學院 機電工程系,甘肅 金昌 737100）

摘 要：為了最有效地發揮堆焊層的耐磨、耐蝕、耐高溫的作用，采用的堆焊方法有較小的母材稀釋、較高的熔敷速度和優良的堆焊層性能，即優質、高效、低稀釋率的堆焊技術。因此，堆焊時，通過焊接工藝改進，獲得較低的稀釋率，以充分發揮堆焊合金性能，達到預期目的。

關鍵詞：等離子；堆焊；稀釋率；工藝

0 引言

通常，填充金屬的成分同母材成分往往并不相同，特別'是異質金屬相焊或合金堆焊時。當堆焊金屬的合金成分主要來自填充金屬時，局部熔化了的母材在焊縫中的效果可以認為是稀釋。因此，熔合比又常稱為稀釋率。在所有電弧焊焊縫中，都有一定數量的熔化母材和填充金屬相混合，只有少數焊縫金屬成分與母材成分一樣，且因焊縫組織的性質有些獨特，所以母材被焊縫過多的稀釋而引起成分變化，就會影響焊縫金屬的性能，從而影響金屬焊接性。

1 影響因素

（1）稀釋率的高低決定焊縫成分與性能的變化。當熔合比小時，焊縫金屬中填充金屬量多，由填充金屬帶入焊縫金屬中的合金元素或雜質元素就多，焊縫金屬的成分和性能由填充金屬材料起主導作用；相反，當熔合比大時，焊縫金屬中母材的金屬量多，由母材金屬材料的熔化而進入焊縫中的合金元素或雜質元素就多，此時，焊縫金屬的成分和性能由母材金屬起主導作用。

（2）當等離子堆焊稀釋率高，基體金屬混入堆焊層中的量多,改變了堆焊合金的化學成分,將直接影響堆焊層的固有性能。母材被焊縫過多的稀釋而引起成分變化，就會影響焊縫金屬的性能，從而影響金屬焊接性。

2 工藝改進

采用合適的焊接方法和詳細的焊接工藝減小基層一側熔深和焊縫的稀釋率。通過改變熔合比的大小來調整焊縫的化學成分，降低對焊接裂紋的敏感性和提高焊縫金屬的力學性能。

（1）預熱，合金堆焊預熱能提高母材焊接時的起始溫度，將預熱溫度控制在150-250攝氏度范圍內，利于基體金屬與熔敷金屬的熔合，減少母材熔深。降低焊縫的冷卻速度，防止接頭生成淬硬組織，產生冷裂紋。

（2）焊接電流和焊接速度控制，焊接電流越大，稀釋率越大，在保證堆焊質量的前提下，盡量選擇較小的焊接電流。焊接速度越小，稀釋率越小，改變焊接速度也會引起熔池平面形狀變化，掌握前進速度尤為重要。

（3）選用等離子弧堆焊可將稀釋率控制5～15之間。堆焊方法稀釋率對比表（見表1）。

（4）降低熔合比，為了獲得合適的焊縫成分、組織和性能， 需將母材的熔合比控制在特定的范圍內。因此改善稀釋率可以改善焊縫的裂紋傾向，提高焊縫的力學性能。

3 結語

通過對等離子堆焊修復層檢測，稀釋率嚴格控制在使用范圍之內，

焊縫成分的控制主要有兩個途徑。一個是調整焊接材料的成分，另一個是控制焊接工藝來改變熔合比，由于熔合比對焊縫成分的影響很大，應根據確定的熔合比來選擇焊接材料。降低了焊縫的稀釋率。

表1　堆焊方法稀釋率對比表

參考文獻:

[1]周振豐.焊接冶金學（金屬焊接性）[M].北京：機械工業出版社,2000.

[2]中國機械工程學會焊接分會.焊接手冊：第一卷第二版[M].北京:機械工業出版社,2001.

[3]王宗杰.工程材料焊接技術問答[M].機械工業出版社,2002.

[4]陳茂愛,王新洪,陳俊華等.現代焊接技術[M].化學工業出版社,2010．

[5]陳祝年.焊接工程師手冊[K].機械工業出版社,2002.

[6]薛松柏等編著.焊接材料手冊[K].北京:機械工業出版社,2006年.

通訊作者：董兵天

作者簡介：董兵天（1970-），男，講師，研究方向：焊接技術。

基金項目：2014年度甘肅省高等學校科研項目（2014A-147）；2015年甘肅省第四批科技計劃（科技支撐計劃）（1504GKCC121-）產業技術研究與開發

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.171