2。1。3 药芯焊丝配方设计原则 10

2。1。4 堆焊母材和焊接设备 11

2。2 试验内容 12

2。2。1 金相试验 12

2。2。2 扫描电镜试验 13

2。2。3 硬度试验 13

第三章 试验结果与分析 15

3。1 焊缝中夹杂物分析 15

3。1。1 金相分析法 15

3。1。2 SEM 和 EDS 分析 16

3。2 夹杂物析出机理分析 19

3。3 含铝夹杂物对微观组织的影响 20

3。4 夹杂物对焊缝性能的影响 22

结论 25

致谢 26

参考文献 27

第一章 绪论

1。1 堆焊用自保护药芯焊丝的研究

1。1。1 堆焊概述

堆焊是一种常见的表面修复技术，对于再制造行业有着深刻的影响。堆焊的过程 是将一些合金元素，通过合适的加热方法熔敷到构件表面，以增强其硬度和耐磨性[1]。 其中激光熔敷技术和自保护药芯焊丝堆焊技术都是新型的表面技术，需要进一步的探 索和研究。对于堆焊的应用方面来说，堆焊可以用于修复机械设备，也可以应用于强 化零件的表面。通过加入一定的合金元素，可以形成硬质相或者硬质颗粒分布于零件 的表面，以增加其耐磨性、耐高温、耐腐蚀等性能。这种方法有利于延长零件的使用 寿命，降低生产成本。

堆焊的目的是获得理想的金属尺寸和性能，通过焊接方法在金属表面熔敷特别的 填充合金金属。因为堆焊金属往往具有有更好的使用性能，堆焊常用于零件的表面强 化以及修复材料失效的部位。堆焊技术应用广泛，目前堆焊在车辆、电站、农机、矿 山、等行业已经广泛应用。堆焊的的目的是通过熔敷合金金属对零件表面进行表面改 性，而不是起连接作用。熔敷不同的金属可以得到特定功能的熔敷层，有的耐磨性高， 有的耐腐蚀性好，有的耐热性高。此外堆焊可以修复零件，使得零件因磨损而损失的 部分得到修复以延长其使用寿命。

堆焊的优点有：使用堆焊方法，要比更换磨损件省 25％—70％的成本；和没有 堆焊的金属比，堆焊金属根据其使用范围不同，可以增加 30％—300％的使用寿命； 通过使用堆焊技术修补旧的磨损工件，就可以不用存放大量的备用部件[2]。此外，堆 焊还有以下的特点：①堆焊完成后，基体与堆焊金属是分子间的冶金结；②通过药芯 焊丝堆焊可以方便地调整熔敷金属的配方；③多层多道堆焊使得零件表面的耐磨性得 到大大提高；

1。1。2  自保护药芯焊丝的概述

自保护药芯焊丝已经成为当今焊接材料发展的方向。由于自保护药芯焊丝具有适 合于室外作业和焊接自动化的特点，使其发展速度加快，并广泛应用于焊接领域。 在 海洋平台、高层建筑、桥梁等焊接领域有着广泛的应用[3]。

我国是一个钢铁大国。钢材占结构材料的一半以上，焊接广泛应用于钢制造的过 程中。而焊接材料的质量更是提高钢质量的关键[4]。焊接材料有实心焊丝、药芯焊丝、 焊条和埋弧焊丝。其中药芯焊丝是衡量焊接材料发展水平的重要指标。近年来，药芯 焊丝发展迅猛，应用比例逐年提高。