基于等离子堆焊稀释率的工艺改进

董兵天,吴学宏（甘肃有色冶金职业技术学院 机电工程系,甘肃 金昌 737100）



基于等离子堆焊稀释率的工艺改进

董兵天,吴学宏
（甘肃有色冶金职业技术学院 机电工程系,甘肃 金昌 737100）

摘 要：为了最有效地发挥堆焊层的耐磨、耐蚀、耐高温的作用，采用的堆焊方法有较小的母材稀释、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。因此，堆焊时，通过焊接工艺改进，获得较低的稀释率，以充分发挥堆焊合金性能，达到预期目的。

关键词：等离子；堆焊；稀释率；工艺

0 引言

通常，填充金属的成分同母材成分往往并不相同，特别'是异质金属相焊或合金堆焊时。当堆焊金属的合金成分主要来自填充金属时，局部熔化了的母材在焊缝中的效果可以认为是稀释。因此，熔合比又常称为稀释率。在所有电弧焊焊缝中，都有一定数量的熔化母材和填充金属相混合，只有少数焊缝金属成分与母材成分一样，且因焊缝组织的性质有些独特，所以母材被焊缝过多的稀释而引起成分变化，就会影响焊缝金属的性能，从而影响金属焊接性。

1 影响因素

（1）稀释率的高低决定焊缝成分与性能的变化。当熔合比小时，焊缝金属中填充金属量多，由填充金属带入焊缝金属中的合金元素或杂质元素就多，焊缝金属的成分和性能由填充金属材料起主导作用；相反，当熔合比大时，焊缝金属中母材的金属量多，由母材金属材料的熔化而进入焊缝中的合金元素或杂质元素就多，此时，焊缝金属的成分和性能由母材金属起主导作用。

（2）当等离子堆焊稀释率高，基体金属混入堆焊层中的量多,改变了堆焊合金的化学成分,将直接影响堆焊层的固有性能。母材被焊缝过多的稀释而引起成分变化，就会影响焊缝金属的性能，从而影响金属焊接性。

2 工艺改进

采用合适的焊接方法和详细的焊接工艺减小基层一侧熔深和焊缝的稀释率。通过改变熔合比的大小来调整焊缝的化学成分，降低对焊接裂纹的敏感性和提高焊缝金属的力学性能。

（1）预热，合金堆焊预热能提高母材焊接时的起始温度，将预热温度控制在150-250摄氏度范围内，利于基体金属与熔敷金属的熔合，减少母材熔深。降低焊缝的冷却速度，防止接头生成淬硬组织，产生冷裂纹。

（2）焊接电流和焊接速度控制，焊接电流越大，稀释率越大，在保证堆焊质量的前提下，尽量选择较小的焊接电流。焊接速度越小，稀释率越小，改变焊接速度也会引起熔池平面形状变化，掌握前进速度尤为重要。

（3）选用等离子弧堆焊可将稀释率控制5～15之间。堆焊方法稀释率对比表（见表1）。

（4）降低熔合比，为了获得合适的焊缝成分、组织和性能， 需将母材的熔合比控制在特定的范围内。因此改善稀释率可以改善焊缝的裂纹倾向，提高焊缝的力学性能。

3 结语

通过对等离子堆焊修复层检测，稀释率严格控制在使用范围之内，

焊缝成分的控制主要有两个途径。一个是调整焊接材料的成分，另一个是控制焊接工艺来改变熔合比，由于熔合比对焊缝成分的影响很大，应根据确定的熔合比来选择焊接材料。降低了焊缝的稀释率。

表1　堆焊方法稀释率对比表

参考文献:

[1]周振丰.焊接冶金学（金属焊接性）[M].北京：机械工业出版社,2000.

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[5]陈祝年.焊接工程师手册[K].机械工业出版社,2002.

[6]薛松柏等编著.焊接材料手册[K].北京:机械工业出版社,2006年.

通讯作者：董兵天

作者简介：董兵天（1970-），男，讲师，研究方向：焊接技术。

基金项目：2014年度甘肃省高等学校科研项目（2014A-147）；2015年甘肃省第四批科技计划（科技支撑计划）（1504GKCC121-）产业技术研究与开发

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