电火花沉积堆焊技术试验研究

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1、第九届国际热嚷涂研讨会论文第十届全国热喷涂年会论文{ITSS’2008)(cFIT$C’2006)电火花沉积／堆焊技术试验研究王华仁(东方电机股份有限公司工艺部，DU／II德阳市618000)。摘要本课题试验研究了电火花沉积／堆焊工艺技术、扰积／堆焊焊层材料选择、沉积／堆焊层性能分析等，结果表明：电火花沉积／堆焊层与基体呈冶金结合，结合情况良好；对基体热输入小，热影响区很小且不会产生变形；选择合适的材料，可以使沉积／堆焊层与基体碗度基本接近。关键词电火花沉积／堆焊技术沉积层性能沉积／堆焊工艺1引言电火花沉积／堆焊具有热输入小，因而对工件造成的热影

2、响区和变形极小、与基体呈冶金结合、结合强度高等特点，因而成为表面工程中一个飞速发展的新技术，正在和将在精密模具的制造与修复、要求较高精度的机械零部件的尺寸恢复、超薄结构的微连接与补焊、精密成型等领域获得广泛的应用。转子轴颈在加工时扎刀、尺寸超差或装配时碰伤的情况在我公司时有发生，在此之前出现此类问题时，不是将轴颈加工小并照配轴瓦，就是对其进行简单修整后带伤交货，为此时常与用户发生冲突，给公司形象造成不利影响，还直接影响到公司的经济效益：已经在电厂运行中的汽发转子也有因磨损拉伤而影响正常运行的情况发生，电厂一般采用将轴颈加工小并新配轴瓦的办法，或请

3、其他单位对其进行修复。如，我公司为伊朗Arak电厂生产的325MW汽轮发电机转子密封瓦轴颈处，因为某些原因在使用过程中出现磨损拉伤沟槽，影响密封效果并直接影响到电厂的安全运行，经过公司的临时处理方案处理后，机组恢复并达到了使用要求，但电厂方仍然要求我公司进行永久性修复或换新转子；我公司生产的13-106-2交交变频电机轴表面有大量分散缺陷，包括麻点、磕碰、划伤、压痕等，其中有一条约长50mmx宽5mmx深06mm的压痕．影响了产品外观质量；而这类转子的技术规范又严禁施焊，为此，我们提出了对电火花沉积／堆焊技术进行试验研究的课题，以使我公司能掌握该

4、技术，为解决我公司在生产中出现的问题和为用户服务找到一条较好的途径。2电火花沉积／堆焊技术简介2．1电火花沉积／堆焊技术原理电火花沉积／堆焊是利用旋转电极与工件基体之间产生的瞬间高能量脉冲放电的原理(最大脉冲放电频率2000Hz)，在电极与工件“相对最近点”产生电火花，在非常小的放电区域内，瞬间(us—∞s数量级)流过的电流很大，其电流密度高达101一106A／cm'，这种在时问和空间上的高度集中放电，将产生大量的热能，使电极和工件上极微小的放电点处的金属熔化并具有瀑炸性，该过程产生的动能使熔化的金属离开电极表面并沉积到工件表面．与工件表面的微小

5、熔化区金属实现冶金结合。电火花沉积／堆焊是属于电火花特种／J口-r领域。传统的电火花加工技术主要是电火花成型、电火花切割(线切割)、电火花雕刻、电火花磨削等，这些工艺都是利用电火花放电对工件材料的烧蚀去除功能来实现加工目的的，而电火花沉积／堆焊则是在利用电火花放电过程中对电极材料的蚀除的同时，又把蚀除掉的电极上的熔融金属沉积并堆焊到工件表面的适当位置(如沟槽、凹坑等)，从而实现对工件表面的修复或强化．由于电火花沉积／堆焊时的高能量密度，使基体表面产生快速微小熔化，而冷态的基体又使该熔①本文通讯联系人：王华仁(东方电机股份有限公司工艺部，四川德阳市

6、618000)．62-第九届国际热喷涂研讨会论文第十届全国热喷涂年会论文(1TSS’2006)(CNTSCl2006)化区快速冷却，因而产生电火花强化的效果；又由于电火花沉积／堆焊时使用Ar气保护，在电火花放电时，极间电压使Ar气电离击穿并形成微小的电弧，又使沉积／堆焊层有脉冲氩弧焊的效果，从而与基体金属形成结合强度很高的冶金结合层。2．2电火花沉积／堆焊技术特点由于电火花沉积／堆焊使用的能量密度很高．且在时间和空间上高度集中，所以，电火花沉积／堆焊技术对基体的热输入非常集中，热量在基体中的传导和扩散范囝极小，基材的组织和性能发生变化的热影响区很

7、小，几乎没有热应力和变形，克服了焊接工艺在这方面存在的缺点：由于电极与基体的同时熔化，使其形成的沉积／堆焊层与基体呈冶金结合。结合强度高，这又继承了焊接工艺在这方面的优点：由于电火花沉积／堆焊时的快速熔化和快速冷却，对工件具有表面淬火的电火花强化效果：由于电火花沉积／堆焊时的瞬问温度很高，故可以制造高熔点金属(如Ti、w、wc等)的复合强化层：由于电火花沉积／堆焊只有显微熔化，没有传统熔化焊时出现的宏观熔池，因而沉积层不可避免地存在显微气孔，这对沉积层的性能没有明显的影响，在油润滑的轴颈还有承油的效果．对润滑有利。2．3电火花沉积／堆焊设备2．3

8、．1电火花沉积／堆焊设备简图所用设备为中国农机院表面工程技术研究所研制开发的大中-2000电火花沉积／堆焊设各，电火花沉积／堆焊设备简圈