新型等离子弧粉末堆焊机理

人们衡量堆焊方法一般总是从两个方面进行 ,一是熔敷速度 ,二是稀释率。在追求大熔敷速度的同时总是希望将稀释率控制得尽量小。目前 ,国内堆焊方法大都处于高熔敷速度高稀释率或低稀释率低熔敷速度的状态。熔敷速度的提高和稀释率的降低是矛盾的两个方面 ,二者相互制约。能否协调熔敷速度与稀释率之间的矛盾关系 ,是能否实现高效、高质的堆焊工艺的关键。等离子弧作为粉末堆焊的热源 ,其焰流特性参数是影响堆焊质量和效率的主要因素。本文从理论上定性分析了等离子弧的焰流特性参数和粉末在电弧中获得的动量和热能情况 ,阐述了实现高效、低稀释率等离子堆焊的机理 ,并据此提出了新型焊枪结构的设计原则 ,为进一步研制高效、低稀释率等离子堆焊系统奠定了理论及试验基础。     

高效等离子堆焊实验系统的建立及工艺研究

介绍了一种新的具有高熔敷速度，低稀释率特性的等离子堆焊方法（熔敷速度＞25kg/h；稀释率＜5％），并就实验系统的建立进行了较详尽的描述，并提出了新型等离子堆焊焊枪的结构设计思想，进行了工艺实验研究，为进步实现高效，低稀释率等离子堆焊工业化生产奠定了实验基础。     

碳极氩气拘束电弧粉末堆焊工艺

利用碳极氩气拘束电弧进行了粉末堆焊试验，发现其母材稀释率远比其它电弧堆焊方法低得多，而且合金元素过渡系数高。作者认为其稀释率低与电弧温度分布及压力分布均匀、温度适中、电弧气氛具有一定还原性的特点有关。电弧径向温度分布及压力分布均匀可使熔池的熔深均匀，不易形成锅底形熔池，故稀释率低；温度适中既提高了熔敷效率又有利于降低合金烧损；还原性的电弧气氛及氩气的保护作用有利于降低合金元素烧损，从而提高合金元素的过渡系数，并且提高熔敷层对母材的润湿性。其综合作用使碳极氩气拘束电弧堆焊稀释率低，合金元素过渡系数高。     

秦山核电二期扩建工程反应堆堆内构件钴基合金堆焊工艺改进

钴基合金是一种抗高温腐蚀性能优异的耐磨材料,是理想的耐磨堆焊材料。在奥氏体基体上堆焊钴基合金,难点在于预防堆焊裂纹以及补偿堆焊层因稀释(或冲淡)所引起的合金元素含量的降低,同时提高熔敷效率。讨论了钴基合金堆焊容易出现冷、热裂纹的原因,并从冶金和工艺方面分析探讨了提高熔敷率、降低稀释率(冲淡率)以及防止堆焊冷、热裂纹的可行性措施。在对秦山核电二期工程反应堆堆内构件钴基合金堆焊的基础上,改进焊接工艺和参数,对堆焊层进行金相检验及硬度测量,结果满足秦山核电二期扩建工程钴基合金堆焊的设计要求。     

送粉形式对等离子粉末堆焊效果的影响

介绍了目前等离子弧粉末堆焊常用的几种送粉形式，较详细地分析了其利弊，着重分析了送粉方式对粉末熔敷效率的影响因素，并通过大量分析及实验验证，给出了同时获得高熔敷速度低稀释率的最佳送粉形式。     

Ni基WC合金的激光熔敷工艺

采用激光熔敷的方法对45钢进行激光熔敷,研究激光扫描速度、熔敷粉末成分等对熔敷层成形质量的影响。结果表明,镍基WC合金涂层质量受激光扫描速度的影响较大,当激光扫描速度增大时,熔敷层稀释率降低且硬度增大,同时裂纹倾向性增大。此外在熔敷粉末中加入适量的稀土元素可以有效降低裂纹敏感性。     

Ni-Al粉末直流TIG电弧堆焊层的稀释率及其控制

为了控制直流TIG电弧粉末堆焊层的稀释率,获得Ni、Al含量较高的涂层,本文研究了堆焊规范对堆焊层的形状、稀释率和化学成分的影响规律,并从降低母材温度的角度出发,考察了辅助冷源对堆焊层稀释率的影响.结果表明,随着堆焊规范的减弱,堆焊层的熔宽和熔深减小、堆高增加,堆焊层的稀释率由70%降低到32%,有利于获得低稀释率的堆焊层.在本文试验条件下采用辅助冷源对母材进行冷却,使堆焊层的堆高增大、熔深减小、稀释率降低到21%.     

堆焊层化学成分对9CrMoV钢熔敷金属性能影响的研究

采用1CrMo堆焊材料对9CrMoV钢进行了埋弧焊堆焊试验,优化了堆焊工艺参数.针对不同堆焊层进行了化学成分分析,并研究了堆焊层化学成分对熔敷金属力学性能和金相组织的影响.结果表明:距离母材越远,母材对熔敷金属的稀释率越小,堆焊层合金元素含量越少,塑韧性越好;母材与堆焊层结合性能良好,没有产生界面分离现象.上述研究成果可为超超临界汽轮机转子轴颈堆焊技术提供理论依据和技术支持.     

一种新型堆焊热源——碳极氩气拘束电弧

从降低堆焊稀释率和硬质合金烧损率，提高堆焊熔敷率的角度出发，用电弧等离子体光谱多线诊断装置对碳极氩气拘束电弧物理特性进行了测试，将测得的谱线光强信号经光电倍增管作光电转换与放大，然后将转换后的电信号输入A/D装置，变成数字量后，输入微机处理，以获得温度，成分，压力及其分布，结果发现，碳极氩气拘束电弧温度比自由碳极电弧温度高，电弧气氛具有一定的还原性，电弧温度，压力分布均匀，上述特点有利于提高堆焊质量。     

半导体激光熔覆钴基合金的耐磨性

为了提高纸浆阀门的使用寿命,利用高功率半导体激光器在304不锈钢板上熔覆钴基耐磨涂层。研究了激光工艺对熔覆层性能的影响,对不同温度下熔覆层的耐磨性进行了分析,并与传统手工堆焊涂层进行比较。结果表明,稀释率越高,熔覆层硬度越低,当激光功率为2000 W,扫描速度为20 mm/s时,得到的熔覆层成形好、稀释率小。磨损试验结果表明,100 ℃、200 ℃时的涂层磨损机理主要为磨粒磨损;300 ℃、400 ℃时,发生粘着磨损。由于手工堆焊涂层稀释率高,晶粒粗大,硬度较激光熔覆层低,熔覆层耐磨性优于手工堆焊涂层。     

Investigation on the deposition rate and the dilution ratio of plasma surface welding

A new kind of plasma technology with both high deposition rate and low dilution ratio was developed under the calculation and analysis of the arc flame characteristics of plasma arc, the kinematics behavior of powder and powder‘ s heating in the arc. Compared with normal plasma surfacing method, the idea using constricting nozzle with small orifice diameter, long plasma arc and increasing the distance from meeting point of the two beams of powder to workpiece , to achieve the goals of high deposition rate and low dilution ratio, was put forward here. In order to prove this idea, a set of experimental system was built up and obtained satisfied results including high deposition rate( more than 25kg/h)and low dilution ratio(less than 5% ). The success of this study offers a promising prospect for developing the powder plasma surface welding in China and may open a way to improve this technology further in efftciency and quality.     

Tri-arc双丝电弧焊堆焊工艺研究

采用三电弧双丝电弧焊,利用耐磨堆焊Fe-Cr-C-B系药芯焊丝作双丝,在Q235钢表面制备不同焊接工艺参数堆焊层,分析堆焊层熔合比、组织结构及耐磨性。结果表明:三电弧双丝药芯电弧焊堆焊可在较大范围调整焊接参数,获得较小的焊缝熔深、较低稀释率和较高的熔敷效率,耐磨性优异;当三电弧电流为150 A、电压30 V、焊丝伸出长度15 mm、送丝速度6 m/min、脉冲频率70 Hz时,堆焊层熔合比为0.07,堆焊层HRC为65,磨损量最小,耐磨性优良。     

超低碳20-10型不锈钢带极电渣堆焊工艺的优化

介绍了带极电渣堆焊的原理。分析了各种工艺因素对超低碳２０－１０型不锈钢带极电渣堆焊缝成形和母材稀释率的影响。研究结果表明，焊接电流、电压、堆焊速度、带极伸出长度、焊剂层厚度、磁场控制参数、搭边量及母材试板倾角等工艺因素对焊缝成形和母材稀释率有影响。     

D212焊条堆焊工艺对堆焊层组织性能的影响

分析了D212焊条在Q235B材料表面堆焊时堆焊工艺对其堆焊层组织性能的影响.结果表明,随着焊接线能量增加,堆焊层的稀释率加大,堆焊两层后母材的稀释作用明显降低;堆焊后去应力退火处理不会改变堆焊层组织和性能,而完全退火处理后堆焊层组织为铁素体和珠光体,堆焊层硬度显著降低.     

Evaluation of the effect of heat input in superduplex stainless steel deposition by the plasma powder process*

Plasma powder surfacing is one of the latest processes for application of coatings, with control of dilution as its main feature. Surfacing with superduplex stainless steels is an interesting option for the construction and repair of equipment for applications in a highly corrosive environment, allowing the desired characteristics to be achieved: corrosion resistance and good mechanical properties. The aim of this work is to assess the ferrite content in the weld metal and the mechanical characteristics via microhardness profiles in surfacing of C-Mn steel pipes with deposition of UNS S32760 by plasma powder surfacing. Welding operations were carried out on pipes with deposition of SDSS, employing three welding heat input levels, varying the welding speed or the welding current. Then the geometry was analysed, the ferrite content in the weld metal was quantified and the microhardness profile was recorded. Variation in welding heat input caused changes in weld bead geometry, with variation in the welding current producing the most significant changes. Increase in heat input caused decrease in ferrite content of the weld metal. Regarding microhardness, only the condition with a higher level of welding current gave sufficiently high levels of microhardness in the weld metal.