国内外大面积耐磨合金复层板堆焊技术及其应用——学习体会

一、文献概况与历史定位

本文发表于1990年《焊接》第3期，作者钱强、包笑冰、崔嵘、黄文哲均来自哈尔滨焊接研究所。该文献系统介绍了大面积耐磨合金复层板堆焊技术，重点阐述了粉末填充金属埋弧焊工艺的特点、堆焊材料选择及生产应用情况。作为一篇近四十年前的技术文献，其价值在于记录了我国耐磨堆焊技术从起步到成熟的关键阶段，对理解当前耐磨复层技术的发展脉络具有不可替代的历史文献价值。

二、粉末填充金属埋弧焊工艺核心分析

大面积耐磨合金复层板堆焊的核心工艺为粉末填充金属埋弧焊，其技术特点可归纳如下：

粉末填充金属埋弧焊之所以成为大面积耐磨复层的主流工艺，原因在于其熔敷效率远高于焊条电弧焊或药芯焊丝焊。烧结粉末的合金成分均匀，熔敷金属的组织和性能一致性高。同时，埋弧焊的电弧稳定性好，适合长距离连续焊接，大幅提高了生产效率。

三、堆焊材料选择策略

耐磨合金复层板的关键在于面层材料的选择。不同工况对耐磨层的要求差异显著：

1. 冲击磨损工况：如矿山破碎设备、水泥磨机衬板等，需选择高韧性、高硬度的堆焊材料，如高铬铸铁（Cr20）或镍基合金。
2. 磨粒磨损工况：如煤炭输送设备、选矿设备衬板等，需选择高硬度、含碳化物丰富的材料，如高碳高铬合金或碳化钨基材料。
3. 腐蚀磨损工况：如化工设备、脱硫设备等，需选择兼具耐磨和耐腐蚀性能的材料，如双相不锈钢或镍基耐蚀合金。

基体材料与面层材料之间的冶金兼容性是堆焊成功的关键。由于基体通常为低碳钢或低合金钢，而面层为高合金耐磨材料，两者热膨胀系数差异大，堆焊过程中易产生裂纹。因此，通常需要在基体与面层之间设置过渡层，以缓冲热应力和组织应力。

四、质量控制要点

大面积耐磨复层板的质量控制涉及多个环节：

• 焊前准备：基体表面清理彻底，去除氧化皮、油污和锈蚀；坡口加工符合规范，保证熔合质量。
• 预热控制：根据基体材料碳当量确定预热温度，一般控制在100至250摄氏度之间，防止冷裂纹。
• 层间温度：严格控制层间温度不超过工艺规定上限，避免过热导致晶粒粗化或软化。
• 后热处理：堆焊完成后进行去应力退火，消除残余应力，提高使用可靠性。
• 无损检测：采用磁粉检测（MT）或渗透检测（PT）检查堆焊层表面裂纹，采用超声检测（UT）检查内部缺陷。

五、学习心得与工程反思

回顾1990年的技术条件，哈焊接所团队在粉末填充金属埋弧焊大面积耐磨复层技术上的探索，体现了我国焊接研究在"卡脖子"领域的自主攻关精神。该文所介绍的工艺路线至今仍在大量工业场景中应用，证明了其技术方案的合理性和持久生命力。

从当前视角审视，耐磨复层技术已发展出更多元化的工艺手段，如激光熔覆、等离子喷涂、电弧堆焊复合等。但粉末填充金属埋弧焊在大面积、低成本、高效率方面的优势仍然不可替代。对于工程技术人员而言，理解传统工艺的原理和局限，才能在新旧技术融合中做出合理决策。