一種低稀釋率的堆焊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種堆焊方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著制造業(yè)從高投入、高消耗、高污染的傳統(tǒng)模式向提高生產(chǎn)效率，最大限度地利用資源，和最低限度地產(chǎn)出廢物的可持續(xù)發(fā)展模式轉(zhuǎn)變，近年來表面工程和再制造工程得到迅猛發(fā)展。而堆焊是表面工程和再制造工程的重要技術(shù)手段。堆焊技術(shù)有如下特點(diǎn):堆焊層與母材能實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合；堆焊獲得的表面層厚度最大；所用的設(shè)備相對比較簡單；易于實(shí)現(xiàn)工地現(xiàn)場施工；并且在技術(shù)上也較為成熟。因此，目前堆焊技術(shù)已廣泛應(yīng)用于礦山、冶金、農(nóng)機(jī)、建筑、電站、鐵路、車輛、石油化工設(shè)備、核動力及工具、模具等的制造、修復(fù)中，并已成為近年來應(yīng)用最廣泛的表面技術(shù)之一。
[0003]堆焊技術(shù)較為常用的應(yīng)用是針對熱交換器的管或管屏，由于鍋爐的水冷壁，特別是超臨界鍋爐、CFB鍋爐、垃圾焚燒鍋爐和廢熱鍋爐，內(nèi)部有大量的高溫腐蝕介質(zhì)，或者有大量的顆粒狀煙塵，在高速流動下，會對鍋爐向火面或迎風(fēng)面的管壁造成極大的高溫腐蝕、化學(xué)腐蝕或磨損腐蝕，一般每年的管壁減薄量都在1.5?3毫米左右，惡劣情況下，管子在半年后就會出現(xiàn)爆管等現(xiàn)象，有可能會出現(xiàn)安全隱患，使鍋爐不得不經(jīng)常停下來進(jìn)行檢修，每次檢修的直接或間接損失有幾十萬甚至上百萬，給鍋爐運(yùn)行企業(yè)帶來了巨大的損失。
[0004]現(xiàn)在大部分鍋爐運(yùn)行企業(yè)都采用鍋爐水冷壁內(nèi)表面噴涂來解決管壁壁厚損失的問題，但是由于噴涂的致密性及和管壁的結(jié)合力很差，只能解決部分管壁壁厚損失的問題，對于高溫腐蝕及化學(xué)腐蝕等較復(fù)雜的服役環(huán)境，基本上不能解決問題。
[0005]現(xiàn)在國外解決該類問題的方式是在管壁上360度堆焊一層耐腐蝕的材料，然后再焊接成水冷壁，通常的堆焊金屬是INC0622或INC0625，該類合金由于含有22%的Cr，10?15%的Mo，其余的大部分合金都是Ni，所以該材料有非常好的抗腐蝕性能。但是這種堆焊方式的外觀成型不夠美觀，堆焊焊縫不均勻，稀釋率一般只能控制在10%左右，熔敷率大，焊接質(zhì)量低，使堆焊層的冶金性能大打折扣。同時(shí)，由于材料價(jià)格非常昂貴，而傳統(tǒng)的堆焊方式有很大一部分是非必要的，造成了很大程度的材料浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有的堆焊技術(shù)外觀成型不夠美觀，堆焊焊縫不均勻，稀釋率過高，材料浪費(fèi)較大的不足，本發(fā)明提供一種低稀釋率的堆焊方法。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種低稀釋率的堆焊方法，采用脈沖熔化極惰性氣體保護(hù)焊焊接電源，采用立向下焊接方式，焊槍斜向上，與豎直方向的夾角呈75?80度，電弧始終吹向熔池，熔化的熔池在重力和電弧的托力作用下始終處于電弧下方，焊槍高速擺動，擺動頻率為8?16次/秒，焊接電流為120?160A，焊接電壓為22?25V，焊接速度為600?800毫米/分鐘。
[0008]進(jìn)一步，干伸長度設(shè)置為12?15毫米?？梢员ＷC焊接過程的穩(wěn)定性，從而獲得一個(gè)寬度均均，成型美觀的焊縫。
[0009]進(jìn)一步，堆焊采用脈沖過渡方式。
[0010]采用合適的焊接氣體配比，可以獲得一個(gè)焊接穩(wěn)定、熱輸入量合適并且熔池浸潤性好的焊接熔池，也是獲得良好焊縫的關(guān)鍵。在【具體實(shí)施方式】中，焊接氣體包括按照一定比例進(jìn)行配比的氦氣、氬氣和二氧化碳。
[0011]為了使堆焊具有更好的結(jié)構(gòu)性能，能夠抵御高溫侵蝕，在【具體實(shí)施方式】中，首先使用焊道熔化覆蓋材料，形成熔敷在焊件上的第一焊道部分；第一焊道部分依次排列并部分重疊形成夾層，重疊交界處形成槽；使用焊道熔化覆蓋材料，形成熔敷在夾層上的第二焊道部分，第二焊道部分依次排列，并向下沉淀填滿第一焊道部分重疊交界處的槽，形成表面相對平滑的覆蓋層。
[0012]第一焊道部分和第二焊道部分寬度均勻，為15?20毫米。
[0013]進(jìn)一步，第一焊道部分的重疊部分寬度設(shè)置為3?5毫米?；蛘?，第一焊道部分的重疊部分寬度占第一焊道部分寬度的15%?20%。這樣就少于傳統(tǒng)重疊寬度的30%?50%。這樣產(chǎn)生的熱量少于傳統(tǒng)的堆焊方法，制造夾層的時(shí)間也延遲了覆蓋層的制造，有利于產(chǎn)生的熱量慢慢排出。由于控制了熱量的產(chǎn)生，能減少高合金覆蓋材料的稀釋。
[0014]進(jìn)一步，第一焊道部分和第二焊道部分形成平行直焊道。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:熔化的熔池在重力和電弧的托力作用下始終處于電弧下方，電弧始終吹向熔池，即焊接始終處在熔化的熔池上，這樣得到的電弧非常穩(wěn)定，可以獲得稀釋率極低，焊縫非常美觀的堆焊結(jié)構(gòu)；電弧沒有直接吹向管壁，也可以得到一個(gè)熔深很淺、稀釋率極低的焊縫，稀釋率可以控制在3%?5%左右，甚至可以達(dá)到2%?4%的標(biāo)準(zhǔn)，而現(xiàn)有技術(shù)的稀釋率只能控制在10%左右；采用高速擺動方式，使焊接熱量分散開，使熔池不至于太大，并且加大了熔池的寬度，得到了一個(gè)均勻的焊縫，焊縫的厚度范圍可以達(dá)到I?
1.2毫米，節(jié)約了大量的貴重材料。
【具體實(shí)施方式】
[0016]在下列【具體實(shí)施方式】中，針對鍋爐水冷壁進(jìn)行堆焊。
[0017]首先，焊接水冷壁，將水冷壁強(qiáng)制裝配到工裝上，確保水冷壁的平面度和側(cè)彎不大于2毫米。
[0018]然后，采用脈沖熔化極惰性氣體保護(hù)焊焊接電源，即PULSE-MIG，進(jìn)行焊接，采用脈沖過渡方式。焊接方式為立向下焊接，按照一定的層道布置和焊接順序進(jìn)行焊接。
[0019]其技術(shù)要點(diǎn)是:1、立向下焊接方式，焊槍斜向上，與豎直方向的夾角呈75?80度，保證電弧托力始終在電弧的下方。
[0020]2、電弧始終吹向熔池，熔化的熔池在重力和電弧的托力作用下始終處于電弧下方，即焊接始終在熔化的熔池上，這樣得到的電弧非常穩(wěn)定，而且電弧沒有直接吹向管壁，所以可以得到一個(gè)熔深很淺，稀釋率極低的焊縫。稀釋率可以控制在3-5%左右，現(xiàn)有技術(shù)的稀釋率一般只能控制在10%左右。
[0021]3、焊槍高速擺動，擺動頻率為8?16次/秒，使焊接熱量分散開，不至于熔池太大，以至于電弧力托不住熔池，同時(shí)也可以加寬熔池的寬度，得到一個(gè)均勻的焊縫。
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