15887873230堆焊工艺、操作规范与安全要求及
操作训练
一、堆焊工艺和操作规范
堆焊的过程与焊接基本相同，几乎任何一种熔焊方法都可以用于堆焊。但常规的焊接方法却无法满足堆焊时的特殊要求，如堆焊应有较高的熔敷率和较低的稀释率。因此，要把堆焊技术应用于生产中，必须选择合适的堆焊方法并制定相应的堆焊工艺及合理的操作规程。
1.焊条电弧堆焊
焊条电弧堆焊所用设备简单、机动灵活、电弧温度高、热量集中且不受焊接位置及工件表面形状的限制，尤其是通过实心焊条或管状焊芯焊条能获得所有堆焊合金，他因此成为最常见的一种堆焊方法。
堆焊时在工件表面的某一部位熔敷一层特殊的合金层，达到恢复被磨损。腐蚀的零件尺寸，提高工作面的耐磨性、耐蚀性或耐热性等性能的目的。
由于工件所处的工作条件比较复杂，所以，堆焊时必须根据工件材质及工作条件，正确地选择堆焊焊条。例如，对于已磨损的工件表面进行堆焊，应根据其表面硬度选择相同硬度等级的焊条；对于耐热钢、不锈钢工件的堆焊，应选择与基体金属化学成分相近的焊条，才能保证堆焊金属和基体的性质相接近。
在保证焊缝成形的前提下，应选择合理的工艺参数，尽量减少稀释率，如小电流、快速焊、窄焊道、焊条摆动不超过焊条直径的2.5倍。
在堆焊厚度、刚度较大的工件时，应对堆焊件预热，焊后缓冷，安排合理的焊接顺序，在堆焊工件上堆焊塑性良好的过渡层，防止堆焊层和热影响区产生裂纹，防止堆焊层与母材之间的剥离。
堆焊时，由于工件受热不均匀，变形较大，所以，应采取对称焊、跳焊机刚性固定法来控制和减少焊接变形。
堆焊时，可将工件倾斜一定角度，这样可以减小熔深，使熔敷率得到提高。另外、堆焊模具时，可采用石墨、紫铜作模控成形，能提高堆焊尺寸精度，减少堆焊后加工量。
2.氧一乙炔焰堆焊
这种堆焊方法的火焰温度较低（3050-3100℃），通过调整火焰能率，可以获得小的稀释率（1%-10%），堆焊层的厚度均匀且很薄（小于1.0mm）,另外，表面光滑美观。采用氧一乙炔焰堆焊，设备简单，操作容易，而且价格便宜，因此，目前仍广泛应用。
缺点是，由于碳化焰具有渗碳作用，会降低堆焊层的韧性；焊工手工操作的劳动强度较大；熔敷速度低，生产效率受到影响。另外，对焊工操作技术要求很高。因此对用于堆焊批量不大的工件，以及阀门、油井钻头、犁铧等的堆焊。对于自熔性较差的合金粉末则不宜采用氧一乙炔焰堆焊。
堆焊时，一般选用合金铸铁或镍基、铜基合金的实芯焊丝。为了清除堆焊过程形成的氧化物，改善堆焊金属的润湿性和致密性，应采用气焊熔剂。
焊接工艺参数的选择与气焊不同的是火焰功率的选择。堆焊时希望熔深越小越好，因此，在保证生产率的前提下，尽量选择小号焊炬和焊嘴，将稀释率和合金元素的烧损最大限度地控制在一定程度内。
堆焊时，一般都是选用碳化焰。但镍基合金则选用中性焰，为提高流动性，偶尔也用碳化焰。
3.二氧化碳气体保护堆焊
二氧化碳气体保护堆焊是采用二氧化碳气体作为保护介质的一种堆焊工艺，如图12-1所示。
CO2气体以一定速度从喷嘴中喷出，对电弧去形成可靠的保护层，把熔池与空气隔离，有效地防止N2、H2、O2的侵入，提高堆焊层的质量。由于CO2是氧化性极强的气体，熔融金属中的Fe、Si、Mn会被氧化，其氧化物形成渣浮在焊层表面，在堆焊层冷却时收缩脱落。
CO2气体保护堆焊具有堆焊层质量好；电弧热量集中，工件的热变形小；堆焊层硬度高且均匀；较高的熔敷率，生产率高且成本较低的有点。但是稀释率也 较高，为15%-20%。
CO2气体保护堆焊的焊接材料主要是CO2气体和焊丝，它们是决定焊层质量和性能的主要因素。CO2的纯度应大于99.5%。焊丝的成分应根据母材及堆焊层的要求来选择。堆焊时，为了解决CO2氧化所引起的合金元素烧损、气孔、飞溅等问题，要求焊丝必须具有足够的脱氧能力，常用的焊丝有H08MnSi、H08MnSiA、H08Mn2SiA、H04Mn2SiTiA、H10MnSi、H10MnSiMo、H08MnSiCrMo、H08Cr3Mn2MoiA、等。
由于高合金成分焊丝难以拔制，所以，对于要求合金含量较低的金属与金属磨损类型的工作，则采用实心焊丝CO2气体保护堆焊。对于高合金的堆焊，则采用各种管状焊丝气体保护堆焊工艺。
二、堆焊安全要求
1.实焊时应使用必须的电焊防护用具，如护目镜。工作服等，并必须带上口罩，防止铁粉微尘的吸入，确保职业卫生健康。
2.调整遮光板使操作时能察看焊道而不受弧光刺目。
3.室内墙壁最好涂黑，在堆焊设备周围如有人进行工作时，应注意用屏蔽栏使弧光不直接照射到别人身上。
4.施工前应检查周围有无易燃易爆物品，在易燃易爆危险区动火，应按规定办理动火证，无动火证严禁动火。
5.焊前应整理工作场地，清除易燃易爆物品，设备摆放整齐，保持过道通畅。
6.焊机应放在通风。干燥处，放置平稳。
7.堆焊及其辅助设备须具有参数稳定、调节灵活、安全可靠等性能，并满足堆焊规范的要求。
三、堆焊操作训练
某钢厂80t转炉炉体因事故漏钢造成炉壳烧穿，熔敷钢水冲刷了起制成炉体作用的托圈。脱圈内侧板厚为80mm的钢板被冲刷的薄厚不均，最薄处仅约20mm，冲刷变薄的范围达1000mmX1260mm。
托圈材质16MnR,断面为钢板焊接的箱形结构，由于托圈冲薄面积较大，且厚度不一致，转炉托圈因无备件，无法更换，局部挖补困难大，所以采用堆焊修复。
1.转炉托圈的堆焊修复件
修复件如图12-2所示。
2.焊接方法的选择
采用熔化极混合气体保护堆焊方法。这种堆焊方法比焊条电弧焊的线能量小，熔敷效率高，焊接变形小。
3.焊接材料的确定
根据母材的要求选用1.2mm的H08Mn2SiA焊丝作为填充金属采用CO2作为保护气体。
4.堆焊工艺
（1）焊前准备。由于托圈内侧被熔融钢水冲薄后，炉壳漏钢处的烧损范围约1000mmX1260mm，且不规则，为保证堆焊顺利进行，炉壳必须开孔且尺寸必须大于补焊区域。
将堆焊区域的残钢等杂质清除干净，用角向磨光机将堆焊区清理至露出金属光泽。
在焊接区域用玻璃纤维布搭设帐篷，避免过堂风影响气体对电弧的保护。将转炉置于便于水平堆焊作业的位置。
（2）堆焊工艺参数。具体工艺参数为：焊接电流200-220A，电弧电压17-20V，道间温度＜150℃，电源极性为正接法，保护气体流量10-15L/min。
（3）托圈堆焊。焊接时，采用多层多焊道，焊道彼此重叠，重叠部分不小于焊道宽度的1/3，层间交错90°施焊，道间温度控制在150℃以下。焊接过程中，每焊完一道，立即对焊进行一次锤击，以清除焊接应力。
转炉土托圈由于采用了CO2气体保护堆焊的修复，使被冲刷变薄的部分恢复了原有的厚度，确保了转炉托圈的生产安全，节省资金，缩短了工期，保证了80t转炉的正常运行。
