堆焊材料在生产中的应用

出处：按学科分类—工业技术 上海科学技术文献出版社《焊接材料选用手册》第203页（1058字）

在生产实践中，为满足使用工况的要求，在选择堆焊材料时，必须考虑到对堆焊层的化学成分、硬度、金相组织以及其他各项性能和耐磨性、防蚀性、抗热疲劳性、可加工性、抗剥离性和回火性能的要求，同时还要考虑到基材化学成分、堆焊方法和堆焊工艺等对堆焊层性能的影响。以轧辊堆焊为例，轧辊堆焊一般采用埋弧焊，在选择焊接材料时，还要考虑焊剂与焊丝的匹配对堆焊层性能的影响。

连铸轧辊的堆焊可以是新辊堆焊，也可以是旧辊的修复堆焊。新辊可以是在低合金钢辊芯上堆焊要求的合金堆焊层，而修复可以是将原合金层加工掉后重新堆焊，或是局部区域的补堆焊，但新旧轧辊的堆焊都牵涉到堆焊材料的选择问题。

作为轧辊的堆焊材料，一般有两种选择：一种是马氏体不锈钢型的铁基合金，含铬量9%～14%(即高铬钢)加上适量的合金元素，另一种是马氏体合金钢，含铬量5%左右，再加上锰、钼、钨、钒等合金元素。从两种材料的比较来看，马氏体合金钢的硬度比较高，耐磨性比较好，还有比较满意的高温力学性能，适用于高温轧辊的表面堆焊，但耐蚀性比马氏体不锈钢稍差。而马氏体不锈钢则有优异的抗疲劳性能，在模拟连铸条件下加热和冷却未发现有疲劳裂纹，故特别适用于在高温热循环和大负荷条件下工作，HRC可达45～50。

从综合状况来看，选用12%铬的马氏体不锈钢是比较适合的，如果加上适量的钼(1%～2%)和适量的镍(1．0%～4．0%)，既可提高强度，又可增加韧性，是一种较理想的连铸轧辊堆焊材料。

堆焊工艺也是值得注意的问题。若是补堆焊，那么在车削掉原堆焊层或缺陷后，应先作磁粉或着色检查，在确认无缺陷后方可堆焊。为取得较为均匀的性能避免开裂，可先在基材上堆焊过渡层，过渡层的厚度视实际情况而定，关键要确保堆焊层的硬度。堆焊过渡层时应预热，预热温度视基材而定。熔敷堆焊层时，为获得能均匀磨损的堆焊层，必须选择适当的预热温度，使堆焊材料在冷却过程中不发生马氏体转变，以防下一焊道对前一焊道回火，造成硬度的不均匀。

对大直径轧辊来说，预热时间往往要长达几个小时甚至更长时间才能热透，堆焊过程要连续，中间不停顿，否则容易形成缺陷。焊缝搭接一般可取50%，使堆焊表面光滑，堆焊完成后，应及时作消除应力处理。