各种堆焊方式的优缺点比较

  堆焊属于金属晶内结合的熔焊工艺方法，具有一般熔焊方法的特点，但又有其特殊性。堆焊的优点是能充分发挥材料的性能优势，节约用材和延长零部件使用寿命。堆焊过程的物理本质、冶金过程和热过程的规律与一般焊接过程相似。

    (1)堆焊方法

    一般的熔焊方法都可用于堆焊。根据实现堆焊的条件，堆焊方法有焊条电弧堆焊、氧一乙炔火焰堆焊、埋弧堆焊、气体保护堆焊、等离子弧堆焊等。

    ①焊条电弧堆焊  焊条电弧堆焊设备简单、操作方便，适于现场堆焊，适应性强，不受堆焊位置及工件形状的限制，可以在任何位置进行堆焊，小型或形状不规则零件尤为适合。随着焊接材料的发展和工艺方法的改进，焊条电弧堆焊应用范围不断扩大。如应用焊条电弧熔化自熔性合金粉末，可获得熔深浅、表面平整、性能优异的堆焊层。焊条电弧堆焊的缺点是生产率低，稀释率较高，不易获得薄而均匀的堆焊层，生产条件差。

    ②氧-乙炔火焰堆焊氧-乙炔火焰堆焊温度低，能获得较小的稀释率，堆焊层表面光滑、质量较好，是目前耐磨场合机械零部件堆焊常采用的工艺方法。如氧-乙炔火焰堆焊炼铁工业中高炉料钟可使寿命提高3倍。氧-乙炔火焰堆焊一般用于具有最小修整加工量的平滑表面。

    ③埋弧堆焊埋弧堆焊是用一层焊剂覆盖在堆焊区，使电弧在堆焊工件和焊丝之间引燃。堆焊工件、焊丝和焊剂在堆焊电弧的高温作用被部分熔化，在焊剂层下形成一个密闭的空腔，电弧在空腔内燃烧。在空腔的上方覆盖着熔化的焊剂层外壳，使堆焊熔池与大气隔绝，形成外观良好的堆焊层金属。埋弧堆焊效率高、适于自动化生产，特别适用于容器衬里的大面积堆焊等。除了采用焊丝，还可以采用带极埋弧堆焊，以提高堆焊熔敷效率。

    ④气体保护堆焊气体保护堆焊可以用手工、自动或半自动方式完成。根据所使用的电极，气体保护堆焊可分为熔化极气体保护堆焊和非熔化极气体保护堆焊。熔化极气体保护堆焊的热量由作为电极之一的焊丝与工件之间产生电弧并熔化焊丝所产生；非熔化极气体保护堆焊是在电极与焊件之间产生电弧，电弧的热量将填充焊丝和基体金属熔化、形成堆焊熔池。根据保护气体的种类，气体保护堆焊又可分为CO2气体保护堆焊、氩气保护堆焊和混合气体保护堆焊等。

    气体保护堆焊由于有保护气体的保护，避免了空气的侵入和杂质污染，堆焊质量高、熔敷效率高、热影响区小。气体保护堆焊属于明弧焊，可以在施焊过程中观察堆焊层，并可实现全位置焊接，特别适用于合金钢和特殊合金的堆焊。

    ⑤等离子弧堆焊等离子弧堆焊是利用等离子弧高温加热的一种熔化堆焊方法，等离子弧热量集中、温度极高，弧柱中心温度达24000K以上。因此，等离子弧堆焊具有堆焊层性能好、结合强度高，堆焊层致密性好，工件熔深浅可控、堆焊层稀释率低、成形规则等一系列优点，且易于实现机械化和自动化，手工操作也比较方便。是一种很有发展前途的堆焊工艺，

    ⑥其他堆焊方法电渣堆焊是利用电阻热熔化堆焊材料及基体金属形成熔池的堆焊方法。电渣堆焊一次可以堆焊很大的厚度，熔敷效率高，可采用实心焊丝、管状焊丝、板极或带极等进行堆焊。电渣堆焊适用于堆焊厚度较大、表面形状简单的大、中型零件。但堆焊过程中过热严重，堆焊后工件须进行热处理。

    振动电弧堆焊是采用细焊丝使其连续振动的堆焊方法，在小电流下保证堆焊过程的稳定。零件受热少，热影响区小，能获得薄而平整、硬度较高的堆焊合金层。在机械零件修复中得到了广泛应用，特别在汽车、拖拉机修理中应用较广泛。但振动电弧堆焊生产率低、堆焊层耐磨性一般，修复零件的抗疲劳性能低，对于重要零件的修复受到一定的限制。

    高频感应堆焊是靠高频电流加热熔化堆焊材料而形成堆焊层的方法。高频堆焊时，加热温度略高于堆焊材料的熔化温度，低于基体金属的熔化温度。这样可使零件受热少、变形小，又能使堆焊合金与基体金属获得良好的冶金结合。高频感应堆焊操作简便、熔深浅、生产率高，堆焊层厚度为0.1～2mm，在机械零件的耐磨场合得到广泛应用。

    激光堆焊可以实现热输入的准确控制，热变形小，堆焊金属的化学成分和稀释率易控制，可以获得组织致密、性能良好的堆焊层。电子束堆焊的能源利用率高，可达30%以上，基体的加热不受金属蒸气的影响，机械熔敷金属冷却速度快，堆焊层的耐磨性好，但激光堆焊设备和电子束堆焊设备的一次性投资大，运行费用高，效率慢。