手工堆焊技术及其预热方法

在全部堆焊方法中，手工堆焊是生产上应用最为广泛的一种。这种方法具有方便、灵活、成本低、设备简单等优点，因此应用得较多，但这种方法生产率低，劳动条件差，且由于规范不稳定，易造成焊缝金属的化学成分和性能变化较大，所以近年来国内外的堆焊工作都是向着机械化和自动化发展。

目前，手工堆焊应用较多的还是焊条电弧堆焊。焊条电弧堆焊中最重要的问题是如何选用焊条和制订合理的堆焊工艺。关于选用焊条的问题在本章的第2节已作介绍，并在表8-6中列出了不同情况下堆焊时所用的焊条。关于堆焊的工艺评定，已在本章第3节进行了介绍，而堆焊工艺问题，由于堆焊产品的要求不同（如热锻模、耐泥沙磨损的叶片、挖掘机的镐牙，以及高炉料钟等有很大的差别），这里仅对焊条电弧堆焊带有普遍性的问题进行讨论。

1.防止堆焊层和母材热影响区出现裂纹

堆焊层在其硬度较高或母材的含碳量偏高而淬火倾向较大的情况下往往塑性较差，因此堆焊后在焊接热应力的作用下，冷却过程中容易产生堆焊层开裂和母材热影响区开裂。防止这种缺陷的关键是设法减小堆焊时的焊接应力，一般多采用下列措施。

（1）焊前预热

工件整体预热或局部预热是降低焊接热应力的有效办法。根据工件的材料成分、尺寸大小及堆焊部位的不同，预热温度可以选用150～350℃。对于某些特殊的堆焊合金（如高炉料钟），可选用更高的预热温度（500～600℃），而对于不锈钢、高锰钢等塑性好的堆焊材料，一般可不预热。

（2）焊后热处理

对于某些裂纹倾向较大的堆焊件，还要求焊后缓冷并及时进行热处理，一般多采用450～550℃回火处理。(www.xing528.com)

（3）堆焊过渡层

堆焊过渡层即选用塑性较好、抗裂性较强的焊条（一般多用铬镍不锈钢焊条）在母材表面制备具有特殊性能的堆焊层。这种办法可以减小应力，在堆焊层较高且预热有困难时应用得较多，如堆焊齿轮牙。有时用这种办法来防止焊缝开裂和剥离。

2.防止堆焊层硬度不符合要求

在堆焊过程中，有时堆焊层的硬度偏低，影响堆焊工件的使用寿命。生产实践证明，产生这种缺陷的主要原因是焊缝金属中母材过多，冲淡了堆焊金属的成分。一般情况下，堆焊的第一层由于母材的混合比较大，硬度常常偏低，但其余各层的硬度逐渐提高，第三层以后硬度基本不再变化。其次，当采用较大的焊接电流时，由于母材熔深较大，也常常使硬度偏低，因此在堆焊时应尽量采用较小的电流或快速堆焊。

3.防止变形

堆焊工件由于受热，故常常焊后严重变形，给生产带来很大困难（如细长轴及精度要求较高的工件）。减少变形一般多采用夹具或采用对称焊、跳焊或选择合理的焊接顺序，这方面与一般的焊条电弧焊有着完全一致的规律。