喷焊与堆焊技术.pdf

第二节：热喷焊工艺与特点

2.1、热喷焊工艺的一般特点

采用热源使涂层材料在基体表面重新熔化或
部分熔化，实现涂层与基体之间、涂层内颗
粒之间的冶金结合，消除孔隙、这就是热喷
焊技术。

•根据采用的热源不同，热喷焊技术有：
氧—乙炔火焰喷焊和等离子喷焊两种。
基本特点
a)热喷焊组织致密，冶金缺陷很少，与基材结合强度高,
(结合强度是热喷涂的10倍），可形成几毫米厚的涂层;
b)热喷焊材料必须与基材相匹配，喷焊材料和基材比热
喷涂窄得多；
原因1）喷焊材料需能够润湿基材；
2）必须与基材相容，即它们在液相和固
相下必须有一定的溶解度；
3）基材的熔点应高于喷焊材料的熔点，
否则易导致基材塌陷或损坏；
4）喷焊材料在凝固结晶过程中应不会产
生热裂纹，或使基材热影响区产生裂纹。

因此，热喷焊工艺只能适合于一些特定的金属材料（包括
基材和粉末）
C)热喷焊工艺中基材的变形比热喷涂大得多；

温度高，导致基材变形大。因此，对于
一些形状复杂、易热变形的零件，无法
使用热喷焊技术。

d)热喷焊层的成分与喷焊材料的原始成分会有
一定差别；

•由于基体表面会少量熔化，并与喷焊材
料形成合金，导致成分差异。一般将基
材熔入喷焊层中的重量百分含量称为喷
焊层的稀释率。
2.2、氧—乙炔火焰喷焊

采用氧乙炔火焰作为喷焊热源的工艺。

主要有喷焊枪、氧气瓶和乙炔瓶。
喷焊工艺包括预处理、喷焊和后处理。
喷焊过程包括预热、喷粉和重熔。预热使表面湿气蒸
发，产生适当的热膨胀以减少焊层应力，提高喷粉沉积效
率。一般钢材预热200～300ºC，不锈钢和高合金钢300～

400ºC。
喷粉和重熔过程又分“一步法”或“二步法”。
重熔温度控制在固相线和液相线之间，可达到颗粒熔
化、消除颗粒间隙、与基体润湿以及氧化物造渣的最佳效
果，同时保持一定的粘度防止流淌。
喷焊后处理包括采取缓冷措施（焊层与基体热胀系数
相差较大）和喷焊后热处理（如喷焊后回火使强度降低）。
2.3、等离子喷焊等离子喷焊技术是采用等离子喷焊技术是采用
等离子弧作为热源加热等离子弧作为热源加热
基体，使其表面形成熔基体，使其表面形成熔
池，同时将喷焊粉末材池，同时将喷焊粉末材
料送入等离子弧中，粉料送入等离子弧中，粉
末在弧柱中得到预热，末在弧柱中得到预热，
呈熔化或半熔化状态，呈熔化或半熔化状态，
被焰流喷射至熔池后，被焰流喷射至熔池后，
充分熔化并排出气体和充分熔化并排出气体和
熔渣，喷枪移开后合金熔渣，喷枪移开后合金
熔池凝固、形成喷焊层熔池凝固、形成喷焊层
的工艺过程。的工艺过程。
●喷涂用非转移弧（钨阴极、喷嘴铜阳极）；而喷焊

用的则是非转移弧和转移弧的联合弧（工件作阳极）。

转移弧对工件的加热能力比非转移弧强，是喷焊的主

弧。
●等离子喷焊的前、后处理与氧—乙炔火焰喷焊相

同。
●等离子喷焊的材料范围比较宽，可喷焊难熔材料。

粉末粒度与火焰喷焊的一样，但比热喷涂的要稍大一

些。
等离子喷焊技术的主要特点：等离子喷焊技术的主要特点：

(1)生产效率高因为等离子喷焊温度高、传热率
大，因此喷焊速度高，生产率也较高，并能顺利
地进行难熔材料的喷焊；

(2)稀释率低为保持喷焊层的性能，要求基体材料
熔入喷焊层的比例少；即稀释率低；5％

(3)工艺稳定性好．易实现自动化

(4)喷焊层成分、组织均匀喷焊层平整光滑，尺寸
可以得到较精确地控制，可获得0.25—8mm之
间任意厚度的喷焊层。
2.4、常用热喷焊材料

自熔性合金粉末要求喷焊材料的熔点比基体低。添加元素的作用①降
低熔点，扩大液固两相区；②脱氧、造渣；③硬化、强化喷焊层。
•思考题：简述热喷涂工艺对涂层材料的基
本要求？
•作业：热喷焊工艺与热喷涂工艺的区别？

第三节：堆焊工艺及特点

¾堆焊是在零件表面熔敷上一层耐磨、耐蚀、耐热等具
有特殊性能合金层的技术。

¾堆焊的物理本质与一般的熔焊工艺无区别。只是堆焊
的目的不是为了起连接作用，而是对工件表面改性，
或恢复工件因磨损或加工失误造成的尺寸不足

¾热喷焊也属于堆焊技术的范畴，只是热喷焊采用的是
粉末填充材料，而常规堆焊一般采用线材或焊条。

¾堆焊的优势在于熔敷效率比热喷焊要高，但是稀释率
比热喷焊大得多。
3.1、堆焊的特点

•堆焊层与基体金属的结合是冶金结合，结
合强度高，抗冲击性能好。
•堆焊层金属的成分和性能调整方便，一般
常用的焊条电弧焊堆焊焊条或药芯焊条调
节配方很方便，可以设计出各种合金体
系，以适应不同的工况要求。
•堆焊层厚度大，一般堆焊层厚度可在2～
30mm内调节，更适合于严重磨损的工
况。
•节省成本，经济性好。当工件的基体采用普
通材料制造，表面用高合金堆焊层时，不仅
降低了制造成本，