董祖珏教授级高工谈堆焊技术的发展

•专家访谈•

董祖珏教授级高工谈堆焊技术的发展

堆焊是表面工程中的重要分支，在国民经济建设中发挥着重要作用，随着科学技术的进步，堆焊技术也在不断创新。为了宣传和促进堆焊技术的发展，本刊记者于2005年5月9日采访了我国堆焊专家、本刊编委董祖珏女士。

记 者：请您先谈谈堆焊的特点及应用情况。

董祖珏：随着制造业从高投入、高消耗、高污染的传统模式向提高生产效率最大限度地利用资源和最低限度产出废物的可持续发展模式转变，近年来表面工程和再制造工程得到迅猛发展。而堆焊是表面工程和再制造工程的重要技术手段。堆焊技术有如下特点：堆焊层与母材能实现冶金结合、堆焊获得的表面层厚度最大、所用的设备相对比较简单、易于实现工地现场施工、在技术上也较成熟。因此，目前堆焊技术已广泛应用于矿山，冶金、农机、建筑、电站、铁路、车辆、石油化工设备、核动力及工具、模具等的制造、修复中，并已成为近年来得到最广泛应用的表面技术之一。

比如我国冶金行业轧钢设备中的轧辊，据不完全统计，全国年消耗轧辊量约折合人民币30亿元，采用堆焊方法修复旧轧辊和制造新辊已成为我国轧钢企业降低成本提高效益的重要举措。又如在石化和锅炉行业中，量大面广的阀门，由于密封面质量不过关，在上世纪70年代曾成为影响企业生产正常运行的瓶颈。历经40多年的发展历程，目前从阀门密封面堆焊方法到堆焊材料均已取得长足发展，并已在企业中普遍应用，还建立了相应的阀门密封面堆焊标准。 记 者：堆焊技术近些年有哪些创新？

董祖珏：由于堆焊是一种经济而快速的材料表面熔覆技术，在零部件的制造和修复中，为了最有效地发挥堆焊层的作用，希望采用的堆焊方法有较小的母材稀释率、较高的熔覆速度和优良的堆焊层性能，近年来各国研究者为实现这一目标有了不少创新。

如为解决石化行业及核电站等厚壁压力容器内表面大面积堆焊耐蚀、耐高温衬里问题，开发了比带极埋弧堆焊有更高的生产率(熔覆效率比埋弧焊高50 %)，更低的稀释率(比埋弧焊小一倍，可控制在10 %以下)及良好焊缝成型(表面不平度比埋弧焊小一倍以上，可控制在0.5 mm以下)的宽带极电渣堆焊技术以及堆焊层具有更高抗氢剥离性能的宽带极高速堆焊技术；为了保持粉末等离子弧堆焊低稀释率的优点，国内外开发了先进的粉末等离子弧堆焊技术，德国已研制成功熔覆速度高达70 kg/h，而稀释率仍小于10 %的粉末等离子弧堆焊技术，其中熔覆速度为20 kg/h，稀释率

董祖珏：要使堆焊技术在国民经济中发挥更大作用，结合我国堆焊技术的现状，今后发展方向主要有：

在堆焊材料方面，一是堆焊材料系列化：即使是同一类工件，工况条件也千差万别，要根据其不同的服役条件，研制相应的堆焊材料，做到既优质又价廉，并形成系列，供用户选用。比如，开坯辊、热轧工作辊、冷轧辊、支撑辊、连铸辊等，对不同辊子配以不同的材料。二是材料品种多样化：改变目前焊条多、焊丝少，熔炼焊剂多，烧结焊剂少，实心焊丝多，药芯焊丝少的现状。三是进口材料国产化：尽快改变目前不少重要的关键零部件所用的堆焊材料仍依靠进口的现状，从而最大限度地降低产品的制造成本和缩短产品的生产周期。

在堆焊方法方面，积极开发和推广既优质高效，又低稀释率的堆焊技术。比如撒放合金剂的丝板埋弧堆焊、多丝振动堆焊、宽带极高速堆焊、宽带极电渣堆焊、药芯带极电渣堆焊、大功率粉末等离子弧堆焊、高能光束粉末堆焊、摩擦堆焊等。

第3期 本刊记者：董祖珏教授级高工谈堆焊技术的发展 51

在堆焊设备方面，改变目前改装设备多，专用设备少，机械化设备多，智能化设备少的现状，努力提高设备的自动化智能化水平。积极开发堆焊工艺专家系统，通过堆焊专家系统，可根据零件磨损程度、失效形式及母材成份来确定母材是否适宜堆焊，是否需用过渡层，并选择填充材料和确定堆焊工艺，包括焊前预热、焊后处理、如何限制热输入，控制稀释率、增加熔覆速度，还可包括工件应用的极限尺寸，多层堆焊的可靠性、表面质量、机械化程度、堆焊成本和质量影响等等。利用专家系统可制定出零件的最佳堆焊工艺，使堆焊向优质、高效、低稀释率的目标迈进。

中国材料表面领域7期刊编辑部

关于一稿多投处理的联合声明

《材料保护》、《电镀与环保》、《电镀与精饰》、《电镀与涂饰》、《中国表面工程》、《表面技术》、《表面工程资讯》7个杂志自创办以来，一直深受作者的支持，专业齐全，稿源丰富，对国内外材料表面处理技术的发展发挥了重要的作用，7个期刊编辑部的全体成员深表感谢。然而，实际工作中出现的一些问题干扰了编辑部的正常运行，一稿多投便是其中之一。尽管大部分的重复投稿已被剔除，但仍有少数文章发生重刊。为了杜绝此类事件再次发生，7刊编辑部特联合声明如下： 1 一稿多投的表现形式

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2004年12月28