烧结单齿辊堆焊选材分析

  堆焊是用焊接方法在零件表面堆敷一层具有一定性能材料的工艺过程，其目的不是为了连接零件，而是在于使零件表面获得具有耐磨、耐热、耐蚀等特殊性能的熔敷金属，或是为了恢复和增加零件尺寸而进行的焊接过程。耐磨堆焊是焊接领域的一个重要分支，它在冶金机械、矿山机械、石油化工、航天工业等领域的零件制造和修复中得到了广泛应用。本公司就曾承揽了1台单齿辊破碎机，其中齿辊上齿圈就是在铸铁的基体上堆焊了一层合金元素,，使齿圈表面获得高硬度以及良好的耐磨性。

1焊前分析

此单齿辊破碎机用于破碎烧结矿，其齿辊在中等冲击强度磨料磨损条件下工作,，应选择具有高耐磨性质的堆焊合金。目前主要有合金铸铁或碳化钨合金，虽然碳化钨价格比合金铸铁高，但是在磨料磨损条件下使用寿命很长，另外在我国钨资源比较丰富，因此，决定选用碳化钨合金堆焊。由于碳化钨熔点很高,所以它基本上不熔化而存在于焊缝中，“镶嵌”甚至“钎接”在基体上，构成硬质合金复合材料堆焊层，为充分发挥碳化钨的耐磨性，应尽量保持碳化钨颗粒的形状，避免熔化。需要注意的是碳化钨合金脆性较大，容易产生裂纹。因此制定工艺时要考虑焊前预热。焊后缓冷等措施。

2焊接工艺

2.1焊前准备

焊前需对零件进行打磨，去除零件表面的油污、铁锈、水分等杂质，直至露出金属光泽为止。为保证焊接质量，便于操作制作专用工装，使焊接位置尽量保持在平焊位置施焊。

2.2焊材选择
根据本厂现有设备情况及人员状况，并结合齿辊表面形状较为复杂的特点。决定采用北京佳倍德的GD-500耐磨焊丝，通过电弧焊的方法进行堆焊。
GD-500耐高温磨损堆焊焊丝,含有大量碳化钨，碳化钛等硬质相颗粒。使得堆焊金属w(W)达到40%~50%,高温环境下堆焊层硬度>HRC60。然而通过采用合理的热处理工艺后，使其具有较高的硬度和优异的耐磨及耐蚀性能，是低合金钢35CrMo经C、N共渗后(850℃油冷+200℃回火)的6~12倍。非常适合齿辊的工况，所以决定采用GD-500焊丝施焊。
GD-500焊丝采用二氧化碳气体保护焊接，500型，焊丝直径1.6mm.

2.3堆焊工艺

铸铁齿辊含碳量高，焊后易出现硬脆的高碳马氏体。淬硬倾向和裂纹敏感倾向大，焊接性差。从而应注意防止裂纹的产生。为此，焊前焊件需进行整体预热，预热温度为300~350℃，并且在堆焊过程中要保持层间温度不得低于预热温度，这样可以减小焊接应力，防止冷裂纹的产生。
工程中图样要求堆焊层厚度5mm。由于堆焊一层，堆焊合金会受到母材的稀释影响，单层堆焊导致堆焊层硬度和耐磨性下降,而采用多层堆焊则容易导致开裂。所以准备堆焊2层。