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　　耐熱模具鋼出廠狀態(tài)、相關(guān)參數(shù)和注意事項

　　

　　從80年代我國引進中速磨以來，就開始了磨煤輥的堆焊工作，但均采用當時國際上通用的埋弧自動焊方式。90年后期從英國WA公司引進了明弧焊機和焊絲，與此同時自98年無錫市新區(qū)哈德瑞焊接技術(shù)有限公司也開發(fā)出了H101和H901等新一代磨煤輥明弧自保護堆焊焊絲后，由于明弧焊本身具有的堆焊性能可靠、不易引起母材開裂變形、以及生產(chǎn)率高、勞動強度低、焊層耐磨性好等優(yōu)點，特別是它解決了埋弧焊不能解決的磨盤（中速磨底座）堆焊的問題中鉻合金耐磨鋼珠光體耐熱鋼的焊接，在短短幾年里，就得到廣泛推廣和應(yīng)用。

　　

　　1、明弧堆焊和埋弧堆焊綜合對比

　　

　　.明弧自保護堆焊埋弧自動焊

　　

　　材料消耗所用材料管狀（藥芯）焊絲管狀(藥芯)焊絲

　　

　　熔劑消耗量(kg/kg焊絲)0約1.2

　　

　　堆焊成本下降14～20％較高

　　

　　生產(chǎn)率Φ3.2焊絲適用電流(A)500～～430

　　

　　堆焊速率(kg/h)8～105～6.5

　　

　　堆焊速度(mm/min)宜用1600～1800宜用800～900

　　

　　勞動條件

　　

　　脫渣性能無脫渣問題因高合金,脫渣相當困難

　　

　　煙霧有,需抽風裝置無

　　

　　弧光有,需加遮護板無

　　

　　自動化程度高(調(diào)好無需管)低(需照看)

　　

　　勞動強度低高(脫/篩渣等)

　　

　　粉塵基本無嚴重(焊劑灰塵)

　　

　　焊縫性能焊道稀釋率30～40％30～40％

　　

　　焊道冷卻速度用水冷,快無法水冷,慢低

　　

　　焊縫硬度同樣焊絲,略高2～3度HRc稍低

　　

　　可否堆焊磨盤可不可母材裂紋不易產(chǎn)生溫度高,難以避免

　　

　　工件變形可做到無變形有(如內(nèi)孔收縮等)

　　

　　堆焊熔合面開裂和剝落熱影響區(qū)小,無高溫時母材與焊縫金屬膨脹系數(shù)不一,易產(chǎn)生

　　

　　適用性可否堆焊磨盤可不可

　　

　　埋弧堆焊與明弧堆焊對比

　　

　　1．工藝簡介

　　

　　埋弧堆焊是指分別連接焊接電源正、負兩極的堆焊材料和母材之間發(fā)生的電弧被埋在置于電弧前方預先鋪好的顆粒狀焊劑下面的一種堆焊方式。

　　

　　埋弧堆焊焊劑的作用：保護人眼，保護熔池，保護焊道，滲合金，減少飛濺，減少由于熱輻射而引起的電弧熱量損失，保護焊嘴等等。

　　

　　明弧堆焊時不使用焊劑保護，為了遮蔽弧光和保護操作人員眼睛而在焊嘴周圍安裝遮光罩。其在焊接時不使用保護氣體，因此在這一點上不同于熔化極氣體保護焊。

　　

　　適用場合：埋弧堆焊因為要有焊劑，故只能適用于能夠在焊接機頭之前保持住焊劑的場合，如平面堆焊，大曲率曲面堆焊等。而且只能適用于平焊或坡度很小的堆焊。明弧堆焊幾乎可以適用于任何場合（由于熔池大，切未有保持裝置，不能適用于仰焊）。

　　

　　2．工作環(huán)境

　　

　　明弧堆焊有弧光，且煙霧較埋弧堆焊大，需要有較好的通風設(shè)施和通風條件。埋弧堆焊時電弧被遮在焊劑下，弧光不外露。

　　

　　3．冷卻

　　

　　一般的冷卻方式有風冷和水冷。明弧堆焊冷卻方式調(diào)整容易，埋弧堆焊冷卻方式調(diào)整較不易。

　　

　　埋弧堆焊風冷時易吹起焊劑細粉，因此不太適合。水冷時，由于使用焊劑，故不能在剛焊完后的焊縫正面通水冷卻，而只能通過母材背面通水冷卻的方式，且冷卻效果一方面受冷卻水流量的影響，另一方面很大程度上受母材厚度的影響，母材越厚，冷卻效果越差。

　　

　　明弧堆焊可以通過風冷，也可以通過水冷。而明弧堆焊既能象埋弧堆焊那樣通過工件背面通水冷卻的方式，也可以通過工件正面通水冷卻的方式，而且冷卻效果可調(diào)（通過改變冷卻水相對于熔池的位置以改變冷卻峰值溫度，通過改變冷卻水的流速以改變冷卻速度）。由于是在剛焊完的焊縫的正面直接通水冷卻，故冷卻效果較好，因而焊縫更易于出現(xiàn)共晶組織，且對于有淬透傾向的材料對硬度的提高有利。此外，由于有冷卻水的冷卻，使焊縫及整個焊接區(qū)尺寸變小，溫度升高很少，便于后續(xù)焊道在較低的溫度堆焊，對冷卻效果又有進一步的提高。

　　

　　并且，明弧堆焊時母材受焊接熱的影響較小，對于焊接性差的母材非常有利。

　　

　　4．堆焊層硬度

　　

　　硬度受堆焊材料和堆焊工藝的影響，相同堆焊材料的情況下，如果材料有淬透性，則隨著冷卻速度的增加，硬度增加。如果堆焊熔敷金屬有空淬性，則通水冷卻的效果將不再明顯。

　　

　　5．成本，材料，人工

　　

　　熱效率埋弧堆焊的熱效率約0.77～0.99[1]。其中有一部分熱量用于熔化焊劑。

　　

　　埋弧堆焊焊劑的熔化量與焊接電流和焊接電壓有關(guān)，隨著焊接電流的增加，單位時間內(nèi)熔化的焊絲量增加，焊劑與熔敷金屬的比例降低；隨著焊接電壓的增加，單位時間內(nèi)熔化的焊絲量與焊劑量幾乎同比例增加，有效熱效率降低。

　　

　　明弧堆焊的熱效率還未見有正式報道，但從實際中看，熱效率大致與埋弧堆焊相當，盡管其不需要熔化焊劑，但畢竟有一部分熱量通過輻射而損失。

　　

　　明弧堆焊堆焊層熔敷金屬量由于有焊接飛濺的存在而少于焊絲消耗量，

　　

　　由于明弧堆焊時沒有焊劑的保護，熔融的金屬飛出焊接區(qū)產(chǎn)生飛濺，飛濺率的大小與焊機的性能、焊絲性能、焊接工藝有關(guān)。

　　

　　在這里提出一個“堆焊收益率”及“堆焊損失率”的概念。堆焊收益率是指熔敷金屬與消耗的焊絲的比率，堆焊損失率是指1-堆焊收益率。

　　

　　堆焊損失率與飛濺率是不同的概念，飛濺率更多的強調(diào)焊接工藝性，堆焊損失率則更多的關(guān)心堆焊成本方面的問題。

　　

　　由于埋弧堆焊有焊劑的機械保護作用，因此其飛濺率幾乎為零，埋弧堆焊堆焊層熔敷金屬量與焊絲消耗量幾乎相同，堆焊收益率為1。

　　

　　明弧堆焊使用的焊接電流較一般手工電弧焊接等大，熔池尺寸大，故對母材的熔化能力和結(jié)合能力強，飛濺到待堆焊表面的金屬顆粒又被隨后的堆焊過程熔化，成為堆焊層的一部分，因此增加了堆焊收益率，減少了堆焊損失率，但飛濺率未變。堆焊工件越大，堆焊損失率越小于飛濺率。

　　

　　明弧堆焊的飛濺率受焊接工藝參數(shù)的影響較大珠光體耐熱鋼，因為隨著焊接電流的增加，熔滴的過渡形態(tài)會發(fā)生變化，從大滴狀顆粒過渡、射滴過渡、亞射流過渡到射流過渡。另外，過渡形態(tài)也受焊接電壓以及焊接電源外特性的影響。尤其是現(xiàn)在新開發(fā)出的一些焊接電源（比如變頻焊機），能夠很容易地控制熔滴的過渡形態(tài)，從而可以大大地減少焊接飛濺，提高堆焊收益率。

　　

　　6．工藝范圍對焊機的要求

　　

　　現(xiàn)在通用的埋弧焊機既可應(yīng)用于埋弧堆焊也可應(yīng)用于明弧堆焊。埋弧堆焊時焊絲直徑范圍為φ2.4～φ6.0，堆焊電流從300A～1200A，明弧堆焊時焊絲直徑一般較埋弧堆焊時細，通常使用的焊絲直徑范圍為φ2.4～φ3.2。

　　

　　明弧堆焊對焊機的工藝性能要求較嚴格，否則焊接電弧動特性不理想，使焊接飛濺增加。

　　

　　7．熔池大小，結(jié)晶快慢，金相轉(zhuǎn)變

　　

　　相同的焊接工藝條件下，由于熔化的焊劑的保護與隔熱作用，埋弧堆焊的熔池尺寸比明弧堆焊的熔池尺寸要大些。因此埋弧堆焊比明弧堆焊時的結(jié)晶過程更充分，有利于先析出相的生長。而由于明弧堆焊比埋弧堆焊的冷卻速度稍大，明弧堆焊時焊縫區(qū)晶粒細小，且易于形成共晶組織。

　　

　　8．進一步改進

　　

　　當焊絲成分一定時，埋弧堆焊可以通過焊劑滲一部分合金，使堆焊層的合金含量更高或更有利。

　　

　　明弧堆焊熔敷金屬中各合金元素的成分一般不高于焊絲成分，使其進一步提高合金含量受到了限制。

　　

　　蘇州東锜公司主要鋼種有：熱作模具鋼H13（SKD61、1.2344）、H13-S（FDAC）、38CrMoAl（SACM645）等；冷作模具鋼D2（1.2379）、SKD11、Cr12MoV、O1（SKS3、1.2510）、DC53、S7等；高速工具鋼M2（SKH51、1.3343）、M35（SKH55、1.3243）、塑膠模9Cr18Mo（440C）、4Cr13等，其廣泛應(yīng)用于汽車、船舶、電器、電子通訊、醫(yī)療機械等各大領(lǐng)域，已成為工業(yè)企業(yè)必不可少的材料。