随着社会的进步和科学技术的发展，各种机械设备正沿高质量高效率、大型化的方向发展，对机械产品的使用性能要求越来越高。堆焊作为可以提高材料表面性能的的一种经济而快速的工艺方法，广泛的应用于各个工业部门零件的制造和修复中。

　　下面就来介绍一下堆焊的发展历史和常见的堆焊行业。

　　一、堆焊的发展历史

　　堆焊就是用焊接方法在零件表面堆敷一层耐磨或耐蚀金属层，来提高工件的表面硬度或修复外形不合格的旧零件的工艺方法。我国堆焊技术起源于20世纪50年代末，发展初期主要应用于修复零件的形状尺寸，60年代将恢复形状尺寸与表面强化及表面改性相结合，改革开放后堆焊技术的应用领域进一步扩大，堆焊技术从修理业扩展到制造业，90年代药芯焊丝的应用和发展使得一些高合金含量、高硬度的堆焊材料能够制成用途广泛的自动化生产用焊丝，极大地提高了堆焊自动化水平。

　　二、常见的堆焊行业

　　(1)轧辊行业

　　轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件，利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材，是决定轧机效率和轧材质量的重要消耗部件。轧辊磨损快为了获得好的使用寿命，在20世纪70年代就采用了堆焊方法来提高轧辊的表面硬度，获得较高的使用寿命。轧辊不止在生产制造中采用堆焊来获得较高的使用性能，而且当轧辊工作时间长，导致表面不规整或尺寸超差时，亦可选择堆焊来修复轧辊，即延长了轧辊的使用寿命，而且降低了制造成本。

　　轧辊的堆焊方法有埋弧自动焊、电渣焊、气体保护焊等，其中以埋弧自动焊应用最广泛。根据轧辊的工作条件的不同，选择的堆焊方法不同，其选择的堆焊材料也不尽相同，除了保证表面硬度之外，还要考虑耐磨性，耐蚀性，抗冲击性等。如冷轧辊(9Cr2Mo材料)采用药芯焊丝硬度≥HRC62以上，热轧支承辊的硬度平均在HSD74(换算成洛氏硬度为HRC55)。

　　(2)阀门行业

　　随着现代技术的发展，越来越多的阀门在高温、高压及高腐蚀，高耐磨等环境下工作，为了提高阀门的耐磨，耐高温及耐腐蚀等性能，现在工厂普遍采用堆焊技术来增加阀门壳体或内件的硬度，来提高阀门的耐磨性和使用寿命。

　　常用的阀门堆焊技术有氧-乙炔火焰堆焊、手工电弧焊和等离子弧焊等。堆焊材料合金有铁基、镍基、钴基、镍基等堆焊材料，如果想要获得满足设计及使用要求的阀门堆焊面，必须严格按照制定作业指导书以及操作要求进行，同时要根据母材(工件材料)及焊接方法选取适当的焊接材料。如采用氧-乙炔火焰堆焊技术，钴基合金材料Stellite No.12堆焊后的硬度HRC48。如采用碳化钨堆焊焊条堆焊出来的硬度可达HRC60以上。

　　(3)石油行业

　　随着超深井、大斜度井和海上石油钻井平台大量出现。随之而来的问题便是钻井时间的大幅度延长、钻杆作用在套管上侧向力的不断增高，导致钻杆与套管的磨损问题更为突出。石油钻杆接头是石油钻探过程中的关键性部件，并且随着现代钻井技术的不断发展，对钻杆接头耐磨性的要求不断提高。目前常采用堆焊方式来提高石油钻杆接头的耐磨性和使用寿命。

　　石油钻杆接头常采用的堆焊方法是明弧堆焊药芯焊丝，等离子喷焊合金焊丝等，如采用明弧堆焊药芯焊丝，硬度均匀一般在HRC60左右。

　　三、如何加工堆焊后的工件

　　堆焊后的工件一般高低不平，存在气孔，夹渣等堆焊缺陷，并且多数工件堆焊后的硬度在HRC45以上，常采用的加工方法有磨削和车削。

　　(1)采用磨削方法：根据不同的工件选择合适的磨床进行磨削，工件的单边余量一般在2-3mm,采用磨床加工效率太低，一般适合磨削余量在0.2-0.3mm之间的工件。并且对于大型堆焊件由于尺寸太大，超过了磨床的加工范围，故磨床只能加工小堆焊件，并可以获得好的精度。

　　(2)采用车削方法：车削是目前加工堆焊件最普遍的方式，由于堆焊件大多高低不平，加工过程中容易振动，所以选择刀具必须选择抗冲击性和耐磨性能优异的刀具材料，只有选择正确的刀具材料才能实现高效率，低成本的效果。

　　四、加工堆焊后的工件的车刀刀具

　　目前，加工堆焊后的工件的车刀刀具有硬质合金刀具，陶瓷刀具和CBN刀具，其中硬质合金刀具和陶瓷刀具不建议使用，原因在于堆焊后的工件余量一般在2-3mm，硬质合金刀具本身刀体的硬度不高，加工高硬度堆焊件会出现耐用度低的现象，陶瓷刀具更不用说了，脆性大适合小进给量和小吃刀深度的精加工工序，并且尽量避免断续切削，堆焊后的工件表面不规整，很容易就造成崩刀。

　　CBN刀具是目前加工堆焊件最有效的车刀刀具，CBN刀具不仅硬度高，耐磨性好，而且使用寿命长，虽说有和陶瓷刀具一样的问题脆性大，但随着刀具行业的不断发展，最终国内研制出了非金属粘合剂CBN刀具BN-S20材质，与传统CBN刀具不同的是BN-S20材质采用非金属(陶瓷)作为粘结剂，不仅保证了硬度和耐磨性，而且提高了CBN刀具的抗冲击韧性。不仅可大余量车削堆焊件，而且遇到不平整的堆焊表面不崩刀，而且刀具寿命长，解决了频繁换刀，刀具费用高的问题。

　　五、非金属粘合剂CBN刀具BN-S20材质车削堆焊后的工件的切削参数及适合车削的堆焊材料

　　CBN刀具 BN-S20材质车削堆焊件的切削参数Vc=70-90m/min;Fr=0.15-0.2 mm/r，ap≤1mm。

　　CBN刀具BN-S20材质的性能就不再次介绍，主要适合车削钴基、镍基、铁基合金的堆焊工件，适合的堆焊技术有氧-乙炔火焰堆焊、等离子弧焊和埋弧自动焊等。

　　六、总结

　　随着现代科技的不断发展，越来越多的高硬度难加工材料出现的加工车间，而且运营商对工件质量和寿命提出了严格要求，堆焊技术虽解决了工件质量和寿命的问题，但也曾一度影响了机械制造业的加工效率和成本。这对于刀具行业来说，只要不断的与时俱进，研制出高质量、高效率的刀具材料或刀具材质，就能占据刀具市场，并且推动机械制造业的发展。