磨损与保护层2Word格式.docx

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撕脱和咬死

撕脱表面出现宽而深的犁痕式破坏，最严重时使相对运动停止，称“咬死”。

如在高压闸阀时，由于应力太大使配合表面产生焊合，使用时就易出现撕脱，而不锈钢螺栓与螺母扭紧过程中常常发生“咬死”。

磨料

当硬质颗粒或表面粗糙物体（一般称为磨料如岩石、矿石、砂子、硬金属屑或颗粒、砂布、砂轮等）在压力的作用下，对金属表面进行显微切削，即产生了磨料磨损。

低应力擦伤式磨料磨损

低应力擦伤式磨料磨损时作用应力小于磨料的压溃强度，材料表面产生微小切削痕。

如犁、铧运输槽板的表面磨损。

高应力碾碎式磨料磨损

高应力碾碎式磨料磨损时磨料与金属表面接触处的最大压力大于磨料的压溃强度，一般金属材料被拉伤，韧性材料产生塑性变形或疲劳，而脆性材料则发生碎裂或剥落。

如球磨机衬板与钢球，轧碎机滚筒等零件的表面磨损。

凿削式磨料磨损

当磨料对材料表面产生高应力碰撞时则产生凿削式磨料磨损，工件表面被凿削下大颗粒的金属，出现较深的沟槽。

如挖掘机斗齿，破碎机锤头等零件的表面破坏。

浸蚀

冲击浸蚀

含有硬颗粒的流体相对于固体运动时使固体表面产生的磨损叫冲击浸蚀。

冲击角的大小对磨损影响大。

当冲击角小时又称磨料浸蚀。

如水轮机叶片中的泥沙磨损。

气蚀浸蚀

固体相对于气蚀状态的流体运动而产生的表面破坏叫气蚀浸蚀。

表面先产生麻点，再扩展成泡沫或海绵状穴蚀。

如水泵零件、柴油机气缸壁等的表面破坏。

微动

机械零件配合较紧的部位在载荷和一定频率振动条件下，使零件表面产生微小滑动而引起的磨损，它是磨料磨损和氧化磨损的结合，如紧配合轴颈、铆接接头处的磨损。

冲击

金属受外来物体的冲击作用而引起的磨损称冲击磨损。

通常和磨料磨损同时出现。

冲击按金属表面所受应力的大小及造成损坏的情况分为三类：

轻度冲击：

动能被吸收，金属表面的弹性变形可恢复。

中度冲击：

除弹性变形外，发生部分塑性变形，严重冲击：

金属破裂或变形。

热疲劳

由于承受反复的加热和冷却作用，使金属产生裂纹，造成金属破坏的现象称为热疲劳。

如热轧辊、热锻模、压铸模、装料机料斗等。

三、堆焊的基本概念

堆焊是为增大或恢复焊件尺寸，或使焊件表面获得具有特殊性能的熔敷金属而进行的焊接。

堆焊可以提高零件耐磨、耐热、耐腐蚀等性能。

堆焊的物理本质、冶金过程、热过程等基本规律与一般焊接没有区别，但堆焊的目的是使零件表面充分发挥堆焊合金的性能，使零件获得更高的使用寿命。

1、堆焊的特点：

（1）堆焊零件繁杂、金属类型多，被堆焊的零件种类繁多，工作条件十分复杂，堆焊材料包括几乎所有类型的金属，必须根据具体情况正确选用堆焊材料，才能使堆焊零件具有高的使用寿命（关于堆焊材料选择在以后内容中介绍）。

（2）减小熔合比要获得预期的堆焊成分和效果，必须尽量减少母材的熔入量，减小熔合比，降低稀释率。

堆焊方法熔敷速度/kg.h-1稀释率（%）

埋弧

堆焊

添加冷丝

单丝振动堆焊4.5～11.330～60

撒放合金剂

振动堆焊

多丝串联电弧11.3～27.210～25

多丝摆动

实芯带极窄带极堆焊

宽带极堆焊12～3610～20

单带极宽带极高速堆焊

药芯带极

多带极22～6810～25

电渣堆焊

窄带极

实芯带极

宽带极高速堆焊15～7510～20

躺极

熔化极惰性气体保护焊

振动堆焊

填加冷丝～12～10

等离子弧堆焊

冷丝等离子弧堆焊0.5～3.65～15

热丝等离子弧堆焊0.5～6.55～15

预制型等离子弧堆焊0.5～3.65～15

粉末等离子弧堆焊0.5～6.85～15

随着堆焊方法日益广泛地被应用，手工电弧焊和氧乙炔焰等堆焊方法已远远满足不了要求，发展了各种自动堆焊方法。

各种堆焊方法和它们相应的熔敷速度和稀释率，概括起来可列成表1。

表1各种堆焊方法的熔敷速度和稀释率

（3）堆焊金属与母材料差异大堆焊金属与母材料成分通常相差悬殊,为防止堆焊、焊后热处理及零件使用过程中产生开裂或剥离，堆焊金属与母材应有相近的线膨胀系数和相变温度。

必要时可预堆过渡层。

（4）堆焊的方法多堆焊有多种方法如焊条电弧堆焊、气焊、熔化极气体保护堆焊、埋弧堆焊、等离子弧堆焊、电渣堆焊等。

焊条电弧堆焊具有设备简单、机动灵活、成本低、特别是通过药皮焊芯或管状焊芯等类型的焊条进行堆焊，几乎能获得所有的堆焊合金成分，因此应用广泛，是目前最主要的一种堆焊方法。

但焊条手弧焊的缺点是生产率低、稀释率高、不易获得薄而均匀的堆焊层，劳动条件差。

因此，正确地选用焊条是焊条电弧堆焊获得预期效果的必须条件。

常用的堆焊方法

焊接方法

降低熔深的措施

应用举例

手工电弧焊

摆动焊

小件堆焊，用于容器或设备附件

钨极氩弧焊

脉冲焊，冷丝填充

用于容器和设备制造中的耐腐蚀及耐磨堆焊

熔化极气体保护焊

脉冲焊，冷丝填充，摆动

同上

埋弧焊

负极性，多丝焊，摆动，带极堆焊

用于容器及设备制造中的大面积堆焊

电渣焊

带极堆焊

用于设备制造中的大面积堆焊

总的来讲，对每种堆焊来说，总是希望母材稀释尽可能低，堆焊层质量尽可能高（包括表面质量和内在质量）而且随着被堆焊件尺寸的增大，更迫切要求高效率的堆焊方法。

也就是说，一种理想的堆焊方法应该将“优质、高效、低稀释率”三者集于一身，然而这三者之间既是互相密切关联，又往往是互相制约的。

从五、六十年代起世界各国发展了各种各样的堆焊方法，尤其是近年来开发的堆焊材料和堆焊方法都是围绕着“优质、高效、低稀释率”这一目标进行的。

2、金属腐蚀

金属受周围介质作用而引起的损坏叫腐蚀。

金属腐蚀（按机理划分）：

化学腐蚀→化学腐蚀是金属与介质发生化学反应而引起的损坏

电化学腐蚀→电化学腐蚀是金属与电解质溶液相接触时由于形成原电池而使其中电位较低的部分遭受的腐蚀

金属腐蚀：

普遍腐蚀

局部腐蚀→电偶腐蚀，点腐蚀，缝隙腐蚀，晶间腐蚀，成份选择性腐蚀等

应力腐蚀→应力腐蚀断裂，氢致应力开裂，腐蚀疲劳和磨耗腐蚀等

3、金属及合金的抗磨损及腐蚀特性

编者名:

钱强

WTIHarbin2000.11

焊接方法及设备

四、堆焊材料

1、标准：

DIN8555德国标准碳钢、合金钢堆焊材料标准

DIN1733德国标准铜及铜合金堆焊材料采用标准

DIN1736德国标准镍及镍合金堆焊材料采用标准

DIN1732（EN…）德国标准铝及铝合金堆焊材料采用标准

GB984--85中国标准堆焊焊条

2DIN8555简介

在DIN8555标准中给出了实际中经常使用的堆焊焊接材料，其中包括碳钢及合金钢（软、硬合金，钴，碳化物，镍及铜基合金）堆焊材料，但其中不包括焊剂及带极材料。

下面列出该标准中的一些重要表格：

表堆焊用焊接填充材料DIN8555

硬度级别

硬度范围

150

200

250

300

350

400

125～175HB

175～225HB

225～275HB

275～325HB

325～375HB

375～450HB

40

45

50

55

60

65

70

37～42HRC

42～47HRC

47～52HRC

52～57HRC

57～62HRC

62～67HRC

>

67HRC

合金组别

焊接填充材料，即焊缝的类别

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

含碳量≤0.4%的碳钢或含碳量≤0.4%，Cr,Mn,Mo,Ni合金总含量≤5%的低合金钢

含碳量>

0.4%的碳钢或含碳量>

0.4%，Cr,Mn,Mo,Ni合金总含量≤5%的低合金钢

具有热加工性能的合金钢

具有快速加工性能的合金钢

含Cr量>

5%，且具有较低含C量（≤0.2%）的合金钢

5%且具有较低含C量（≤0.2～2.0%）的合金钢

含11～18%Mn,>

0.5%C,≤0.3%Ni的Mn--奥氏体钢

Cr—Ni--Mn奥氏体钢

Cr--Ni钢（耐锈，耐酸，耐热钢）

含或不含附加碳化物的高碳、高铬合金

20

21

22

23

含或不含Ni,Mo的Co基，Cr--W合金

碳化物基合金（烧结，浇注或填充的）

Ni基，Cr合金，Cr--B合金

Ni基，含或不含Cr的Mo合金

30

31

32

Cu基，Sn合金

Cu基，Al合金

Cu基，Ni合金

焊缝金属的表示方法

气焊焊丝：

焊丝DIN8555--G1--250

G--气焊，1--合金组别，250--硬度（225～275HB）

焊条：

条件：

手工电弧焊（E），合金组别9，药皮焊条（UM）

焊缝硬度175～225HB（200）耐腐蚀（C）及耐热（Z）

焊条DIN8555

药芯焊丝：

药芯焊丝（MF），合金组别7，焊缝硬度225～275HB（250）冷加工性（K），及耐冲击（P）。

药芯焊丝DIN8555

焊丝--保护气体匹配：

熔化气体保护焊（MSG），合金组别2，拔制焊丝（GZ），保护气体M23，焊缝硬度375～450HB（400）。

焊缝DIN8555

焊丝--焊剂匹配：

埋弧焊（UP），合金组别1，拔制实芯焊丝（GZ），焊剂FCS167（DIN32522），焊缝硬度225～275HB（250）。

焊接方法的符号表示：

焊接填充材料的符号表示：

G--气焊GW--轧制的

E--手工电弧焊GO--浇铸的

MF--药芯焊条电弧焊GZ--拉拔的

WSG--钨极保护气体焊GS--烧结的

MSG--熔化极气体保护焊GF--填充的

UP--埋弧焊UM--涂料药皮的

焊缝性能的符号表示：

P--耐冲击C--耐腐蚀

R--耐锈G--耐磨粒磨损

S--易切削K--冷加工性

T--热强性N--非磁化

Z--耐高温（>

600℃）

3、GB984--85简介

焊条型号标记方法

a．焊条以字母“E”表示，为型号第一字；

b．型号第二字表示焊条类别，堆焊焊条以字母“D”表示；

c．型号中第三字至倒数第三字表示焊条特点，用字母或化学元素符号表示