Q/SY

三一重工股份有限公司企业标准

Q/SY 1097-2005

代替Q/SY 1097-2004

堆焊工艺规程

2005－07－30发布 2005－08－10实施

三一重工股份有限公司 发 布 Q/SY 1097-2005

前 言

本标准是根据堆焊工艺特点及结合公司工艺的要求而制定的。

本标准由三一重工股份有限公司泵送研究院工艺所提出。

本标准由三一重工股份有限公司研究本院归口。

本标准由三一重工股份有限公司泵送研究院工艺所负责起草和解释。

本标准主要起草人：廖向宇、曾泽斌、周洪。

本标准自实施之日起代替Q/SY1097-2004《堆焊工艺规程》，原标准作废。

Ⅰ Q/SY 1097-2005

堆焊工艺规程

1 范围

本标准规定了堆焊工艺的一般规则和基本要求。

本标准适用于公司范围内零件表面的堆焊。

2 要求

2.1 堆焊前表面处理和退火处理

2.1.1 需要堆焊修复的零件，在堆焊前都要仔细除锈脱脂。

2.1.2 此外有些零件在工作过程中表面往往产生裂纹和剥离，零件表面被介质腐蚀成坑或孔穴，这些缺陷对堆焊层的质量都很不利，容易造成焊接裂纹和剥离开裂，因此这类零件焊前要去应力退火，并且还要用机加工的方法把表面缺陷消除干净。

2.2 焊前预热和焊后缓冷

2.2.1 为了防止堆焊裂纹的剥离开裂，零件在堆焊前要进行预热。预热温度与堆焊金属的冷脆和淬硬倾向有关，与零件的大小和堆焊部位的刚度有关，此外，也与零件的材质有关。（表 1 推荐堆焊金属的预热温度；表 2 推荐不同材质工件的预热温度）焊前预热温度取两者中较高的预热温度。一般应在150～600℃范围以内。

表1 堆焊金属按碳当量估算的预热温度

碳当量Ceq 预热温度℃ 碳当量Ceq 预热温度℃

0.40 100～150 0.70 250～300

0.50 150～200 0.80 300以上

0.60 200～250

碳当量的估算公式：Ceq=C+1/6Mn+1/2Si+1/5Cr+1/4Mo+1/15N

表2 不同材质工件的预热温度和焊后热处理温度

工件材质 预热温度℃ 焊后处理

低碳钢，低合金钢（小件） 220～250 放在石棉灰中缓冷

低碳钢，低合金钢（大件）高、中碳钢（小件） 350～450 放在石棉灰中缓冷

高、中碳钢（大件）铸钢件 500～600 焊后立即放入600℃炉中加热30分钟，随炉冷却 Q/SY 1097-2005

2.2.2 对于堆焊金属硬度比较高，堆焊面积比较大的工件，需整体预热;对于堆焊金属的硬度比较低,且堆焊过程中就能整体加热的小零件,可以不预热。

2.2.3 为了防止裂纹和剥离开裂，除了焊前预热外，还要焊后缓冷。缓冷的材料可以用石棉灰，硅酸铝针织毯等。对于淬硬倾向较小的堆焊金属，如普通零件的堆焊，焊后为了获得较高的硬度，也可以选择空冷，机加工后不再进行热处理。对于堆焊金属淬火倾向较大的堆焊金属，例如：VAUTID-150，VAUID-Ultra II等高铬铸铁焊条，碳化钨焊条焊后要进行保温缓冷，最好在600～700℃回火1小时后随炉缓冷，以避免出现裂纹。

2.3 堆焊过渡层

为了减小应力，防止裂纹和剥离开裂，先用塑性， 韧性较好的焊接材料进行打底焊，起到将堆焊层与基体隔离的作用。例如：在碳钢上堆焊高锰钢时，可先在碳钢上堆焊一层铬镍或铬锰奥氏体钢，然后再在奥氏体钢上堆焊高锰钢， 这样既可以减小焊接应力，又不影响高锰钢采取快速冷却的措施。

2.4 减小母材对堆焊层合金元素的稀释率

堆焊的过程中，一部分基体金属要熔入到堆焊金属中去，堆焊金属中的一部分合金元素要被电弧烧损，这样会使得堆焊层的硬度和性能有所下降。因此在选择堆焊工艺规范时，要尽量选择低电压，小电流，慢焊速，以降低熔深，减少稀释率和合金元素的烧损。

2.5 减小零件堆焊后的变形

对于细长轴和薄板件，以及大面积堆焊的过程中，工件易产生弯曲和波浪变形。因而在堆焊时应采取如下措施。

a)尽量选用熔深浅，输入线能量小的堆焊方法，如等离子弧堆焊，等离子弧喷涂，振动堆焊等。

b)采用夹具或支撑板，以增加工件的刚度。

c)采用反变形以抵消堆焊后的变形。

d)选择合理的焊拉顺序，如对对称焊，跳焊等使热量分布均匀，热应力相互平衡。

e)对于淬硬倾向不大的堆焊金属可采用间歇冷却等方法。

2.6 堆焊后的热处理

堆焊后，堆焊层的性能达不到要求时，需要将零件重新进行热处理。热处理规范要根据堆焊层的合金成分和要求而定。当堆焊层的硬度达不到要求时，可在焊后进行淬火或淬火+回火。当堆焊层的脆性很大，为了避免龟裂或剥离开裂，焊后要进行消除应力退火或回火。