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　　引言：等離子堆焊于20世紀(jì)60年代開始投入工業(yè)應(yīng)用。它是利用焊炬的鎢極作為電流的負(fù)極和基體作為電流的正極之間產(chǎn)生的等離子體作為熱量，并將熱量轉(zhuǎn)移至被焊接的工件表面，并向該熱能區(qū)域送入焊接粉末，使其熔化后沉積在被焊接工件表面，從而實現(xiàn)零件表面的強(qiáng)化與硬化的堆焊工藝。該堆焊技術(shù)具有生產(chǎn)率高，成型美觀以及堆焊過程易于實現(xiàn)機(jī)械化及自動化等優(yōu)點。與鎢極氬弧焊相比，等離子堆焊具有熔深可控性強(qiáng)、熔敷速度大、生產(chǎn)率較高，堆焊后基體材料與堆焊材料之間的界面呈冶金結(jié)合狀態(tài)，其結(jié)合強(qiáng)度高，熱輸入量低，稀釋率小。更為重要的是，由于鎢極承載電流的能力較差，因此在氬弧焊中較大的電流會引起鎢極熔化和蒸發(fā)，其微粒有可能進(jìn)入熔池，造成污染，而等離子堆焊中鎢極需要承受電流較小[2-3];與手工電弧焊相比，雖然在應(yīng)用靈活性、方便性上稍遜一籌，但在生產(chǎn)效率上槍體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，且手工電弧焊勞動強(qiáng)度較大、影響焊工健康，產(chǎn)品質(zhì)量受焊工水平和焊條質(zhì)量影響較大;與埋弧焊相比，在焊接位置上的靈活性比較大。另外等離子弧本身具有弧心熱量集中、電弧穩(wěn)定、稀釋率低等優(yōu)點。隨著自控技術(shù)的發(fā)展，越來越多的堆焊設(shè)備中引入了CNC控制，從而實現(xiàn)對弧壓、電流、送粉量、擺動幅度他擺動頻率等堆焊重要參數(shù)的精確控制，另外在堆焊系統(tǒng)中引入數(shù)控系統(tǒng)，可以控制焊槍行走速度和工件運動，通過調(diào)節(jié)相關(guān)的堆焊參數(shù)，可以對堆焊層的厚度、寬度、硬度在一定范圍內(nèi)自由調(diào)整[4];與其他堆焊技術(shù)相比，等離子堆焊過程中基體材料與堆焊材料的互熔較少，堆焊材料特性變化小;另外采用粉末作為堆焊材料可提高合金設(shè)計的自由度，使堆焊難熔材料成為可能，從而大幅度提高工件的耐磨、耐高溫、耐腐蝕性。因此等離子堆焊可廣泛地用于石油、化工、工程機(jī)械、礦山機(jī)械等行業(yè)的新品制造與裝備再制造中。

　　1、等離子堆焊技術(shù)的原理 等離子粉末堆焊是以等離子弧作為熱源，應(yīng)用等離子弧產(chǎn)生的高溫將合金粉末與基體表面迅速加熱并一起熔化、混合、擴(kuò)散、凝固，等離子束離開后自激冷卻，形成一層高性能的合金層，從而實現(xiàn)零件表面的強(qiáng)化與硬化的堆焊工藝，由于等離子弧具有電弧溫度高、傳熱率大、穩(wěn)定性好，熔深可控性強(qiáng)，通過調(diào)節(jié)相關(guān)的堆焊參數(shù)，可對堆焊層的厚度、寬度、硬度在一定范圍內(nèi)自由調(diào)整。等離子粉末堆焊后基體材料和堆焊材料之間形成融合界面，結(jié)合強(qiáng)度高;堆焊層組織致密，耐蝕及耐磨性好;基體材料與堆焊材料的稀釋減少，材料特性變化小;利用粉末作為堆焊材料可提高合金設(shè)計的選擇性，特別是能夠順利堆焊難熔材料，提高工件的耐磨、耐高溫、耐腐蝕性。等離子粉末堆焊具有較高的生產(chǎn)率，美觀的成型以及堆焊過程易于實現(xiàn)機(jī)械化及自動化。 等離子弧是屬于高溫高能束流，電弧溫度可達(dá)30000℃，功率密度在1.5×102～1.6×104W/mm2。高壓縮程度的等離子弧用于焊接、切割和噴涂時，其效果可與激光、電子束方法相比;而較低壓縮程度的堆焊等離子弧，是一種壓縮性可調(diào)的柔性等離子弧，它既可以實現(xiàn)堆焊對高速熔敷的需求，又可以滿足低稀釋率的條件，同時還不易產(chǎn)生雙弧，成為理想的堆焊熱源。

　　等離子堆焊材料的主要形式是粉末。由于粉末的化學(xué)成分可靈活變化，因而與采用絲材的其它堆焊方法相比，等離子堆焊層的成分和性能更容易調(diào)整。等離子堆焊中最常用的粉末材料是自熔劑合金粉末。這是一種自身具有熔劑作用的合金粉末，在熔敷堆焊時不需外加焊劑，合金本身就具有脫氧、造渣和改善潤濕性等作用。在使用過程中，亦可以將兩種或兩種以上不同類型的粉末(其中一種可以是硬質(zhì)相)按一定比例機(jī)械混合，以獲得具有另一種成分和性能的堆焊合金粉末，為了快速獲得某種性能的合金，這種方法也經(jīng)常在實驗中使用。堆焊層的稀釋率是反映一種堆焊方法特征的最主要指標(biāo)之一。稀釋率的大小直接影響了堆焊層最后的成分和金相組織，并最終決定了表面堆焊層的性能。利用等離子堆焊熱源可控性好的特點，堆焊采用自熔劑合金粉末時，可以將基體金屬對堆焊層的稀釋率控制在很低的范圍內(nèi)，如3～7%。若使用反極性等離子堆焊方法可獲得更低的稀釋率。但是，過低的堆焊稀釋率，如3%以下，在常規(guī)部件的整個熔敷界面上難以保證，而且要承擔(dān)出現(xiàn)未熔合缺陷的危險。 等離子粉末堆焊的熔敷效率是指在堆焊過程中，熔敷金屬與使用的粉末材料的質(zhì)量百分比，它反映了堆焊材料的利用率。熔敷效率的大小直接關(guān)系到等離子堆焊的生產(chǎn)成本(特別是堆焊價格很高的粉末合金時)。等離子堆焊的熔敷效率一般在80～95%左右，某些條件下熔敷率可以達(dá)到95%以上。熔敷速度是指單位時間內(nèi)有效熔敷堆焊合金的質(zhì)量，最新資料顯示，等離子粉末堆焊的熔敷速度可達(dá)到12.5 kg/h或更高。 (1)建材機(jī)械,：磚瓦廠、攪刀、攪籠、對滾、錘破、籠破。水泥廠、塔盤、塔尖、篳齒、襯板、鄂板、破石機(jī)、錘頭、排水葉片、擠壓輥、磨滾、挖土機(jī)、鏟齒。