4.3.4  氧乙炔焰喷焊工艺

4.3.4 氧乙炔焰喷焊工艺

1.喷焊前准备

1)零件准备。将喷焊部位清洗干净,或采用车削、砂轮打磨、喷砂等方法处理。对于喷焊表面附近不需喷涂的部位,采用涂料保护(有机硅树脂或水玻璃溶液),也可以采用遮板保护。

2)粉末准备。将选好的粉末放在烘箱内120℃烘干1h。

3)设备、工具准备。氧气压力调到0.2~0.3MPa,乙炔在0.05~0.1MPa(射吸式枪氧气在0.3~0.4MPa,乙炔在0.01~0.1MPa)。点火试枪观察是否漏气,供粉管路是否畅通。开关应灵活,送粉器应有一定射吸能力,不允许反充气及回火放炮。

2.喷焊操作

(1)工件预温 将工件装夹在转胎或支架上,用中性焰对待焊表面均匀预温,火焰沿表面缓缓移动,待焊表面稍有湿润或开始变蓝时(温度约300℃),可以给粉。如表面温度不能确定时,可以试一下,将焊炬抬起,喷涂少量粉末,看粉末能否牢固地粘附在表面上(如温度不够则粘附很少或不粘,应继续预温。如温度过高,表面发蓝或发紫,甚至发黑时,应用砂纸将表面氧化层去掉后再喷焊)。

(2)喷粉 当温度达到要求温度后(碳钢为270~300℃,合金钢、不锈钢为300~400℃),将喷枪抬起,调整火焰为轻微碳化焰(即柔性焰),喷嘴与工件的距离为50~150mm,尽量使焰流垂直工件表面,按动送粉开关,使粉末均匀喷洒在零件表面上。喷嘴距离工件的远近应视粉末粒度的大小、粉末熔点的高低以及喷焊枪的火焰功率而定。粉末越细、熔点越低、功率越大,则喷涂距离越小;反之粉末越粗,熔点越高,火焰功率越小,则喷涂距离越大。

(3)重熔 将喷洒在零件表面上的粉末,用中性焰或柔性焰从边缘开始,徐徐摆动,逐次熔融。焰芯距工件表面10~20mm,火焰与工件呈一定角度。防止喷嘴发热放炮。火焰吹力不可过大,待发现有“镜面反光”现象时,应缓缓向前移动,最后得到均匀而光亮的涂层。在支架上喷焊的零件应随时调整工件的水平位置,防止流失。一次喷焊层不可过厚,厚度在0.5mm以内,如需较厚涂层,则可进行多次喷涂。重熔火焰吹力要小,防止流失。一般采用左向焊法,避免反复多次重熔。

以上是先喷粉后重熔的操作方法,叫做先喷后熔二步操作,简称“二步法”。它应用较普遍,适于较大型零件,较大面积的喷焊。对于小件或一些边、角、棱的地方,采用二步法往往很难成形,因此要采用“一步法”进行,即边喷边熔的操作法。它对于熔点稍高的粉末或粒度稍大的粉末都能使用。一步法与焊接过程相类似。火焰是中性焰,喷嘴到工件距离较短,一般20~30mm。

(4)喷后零件处理 对于一般碳钢零件,喷焊后自然缓冷即可。对于高碳钢及合金钢则应缓慢冷却以防产生裂纹。待冷却后,用钢丝刷子刷净,检查质量,如无缺陷可进行加工。对于一些喷焊层过薄(0.5mm以下),或经加工后,涂层不足0.5mm时,由于基材表面退火,承载后容易塌陷,因此,在零件变形不大时可进行水淬或油淬,以恢复涂层下基材表面的硬度。经淬火的零件都应进行低温回火以提高使用性能。淬火工件应检查变形及裂纹,如无缺陷可进行加工。对于涂层较薄,表面光洁形状整齐的零件,如果允许可直接使用。

3.喷焊缺陷及原因

(1)气孔与翻包 工件处理得不干净,预热时火焰不当,使表面氧化或粘附碳粒,粉末不纯,空心粉末过多或回收粉末比例过大,特别是工件预热温度过高或粉末熔点高等原因,都可能引起喷焊层产生气孔及鼓泡。

(2)焊层不连续 原因是工件预热温度过高,局部被氧化,粉末熔点高,湿润性不好,重溶时火焰功率大等。

(3)假层 工件预热温度低,重熔速度快,火焰功率大,粉末熔点低,涂层薄造成假焊合。

(4)溢流与聚缩 工件表面预热温度高或被氧化,重熔时火焰功率大,喷嘴距离过远,时间过长,涂层过厚或熔深过大,重熔位置不对都能造成溢流或聚缩不平。

(5)裂纹 冷却速度快,粉末含碳量高,杂质多,零件材质的淬硬倾向大,缺乏适当的预温,都能引起裂纹。

(6)硬度低 喷焊层薄,基材退火,粉末熔点高,重熔时间长或进行多次重熔,使硼、硅、碳等元素烧损而硬度下降。

(7)耐磨性差 粉末系列不对,喷焊层过薄,经加工后剩余层很薄,重熔温度高或火焰不当造成化学元素烧损,甚至喷焊层变质。