阀门密封面等离子弧堆焊用合金粉末起草人

苏志东、黄明亚等。

沈阳阀门研究所、合肥通用机械研究院。

等离子弧粉末堆焊，亦称“等离子弧喷焊”。用带有金属粉末喷口的专用等离子弧焊炬实施的堆焊方法。适用于钴基、镍基、铁基合金粉末状填充料堆焊。

等离子弧堆焊工艺是表面涂覆技术的一个分支，是焊接工艺方法在表面工程领域中的重要应用。与其它类型的表面工程技术如化学领域中的电镀、热处理领域中的表面热处理和化学热处理等相比，等离子弧堆焊是一种表面处理新技术在国内外获得了很快的发展[1]。

中文名称

等离子弧堆焊

英文名称

plasma arc surfacing

定　　义

利用等离子弧作热源的堆焊。

应用学科

机械工程（一级学科），焊接与切割（二级学科），熔焊（三级学科）

原理

耐磨材料等离子弧堆焊技术是采用等离子弧堆焊方法，利用等离子弧的高温，电流密度大的特点。将高硬度质颗粒均匀地钎镶于堆焊层金属中，而硬质颗粒不产生熔化或很少产生熔化.形成复合堆焊层.这种复合堆焊层是由两种以上在宏观上具有不同性质的异种材料组成.一种是在堆焊层中起主要耐磨作用的碳化物硬质颗粒，一般为铸造碳化钨，碳化铬，碳化硼，烧结碳化钨等.从原则上讲各种碳化物，硼化物甚至硬度更高的金刚石都可以作为复合堆焊层的组成物.国内外工业上复合材料等离子弧堆焊应用焊接较多的硬质颗粒是铸造碳化钨，它是由共晶组成，硬度为250～300.堆焊层的另一种组成金属是起"牯结"作用的基材金属，也称之为胎体金属，它是堆焊层中的基体.一般认为，硬质颗粒与胎体金属的结合是钎焊结合，堆焊层与母材的结合为冶金结合.

特点

采用等离子弧堆焊技术获得的复合堆焊层质量稳定可靠.复合材料等离子弧堆焊技术的最新进展可使堆焊层达到无气孔，裂纹及碳化物烧损，熔解等缺陷.碳化物颗粒在堆焊层中分布均匀.耐磨材料堆焊层耐磨性高，在磨损严重的工况条件下，复合堆焊层的耐磨性表现尤为突出，可较通常的铁，钴，镍基合金表面保护层提高耐磨使用寿命几倍甚至十几倍.具有较高的结合强度.由于堆焊层与被保护工件表面是冶金结合，因此可以满足很高的强度要求.同热喷涂获得的复合耐磨保护层比较，堆焊层结合强度是热喷涂层结合强度的3—8倍.复合堆焊层能满足一定的抗冲击要求.例如，水泥生产设备的石灰石破碎机锤头，由于在磨损过程中所受的冲击力较大，一般采用高锰钢材料，使用寿命较低，在表面堆焊高碳高铬合金后，易造成堆焊层破碎剥离，若采用复合耐磨堆焊层可避免这种情况发生，并且耐磨性明显提高.可实现高教自动化生产，降低工人劳动强度,改善作业条件.提高劳动生产率.