一、喷焊工艺及特点

(一)氧一乙炔火焰喷焊

采用氧一乙炔火焰作为喷焊热源的工艺称作氧一乙炔火焰喷焊技术。

氧一乙炔喷焊设备简单，主要有喷焊枪、氧气瓶和乙炔瓶。喷焊枪与普通气焊枪的主要区别在于喷焊枪上装有粉末输送机构，其典型结构如图8一4一16所示。

当不开启送粉阀时，喷焊枪的作用与普通的气焊枪一样，可作喷粉前的预热和喷粉后的重熔用。当开启送粉阀时，粉斗中的粉末靠自重流进枪体，随氧一乙炔混合气一起从喷嘴喷射到工上。当工件较大时，需要特制的重熔枪，实际上就是大型氧一乙炔火焰加热器。它的结构类似普通焊枪，喷嘴呈梅花型，火焰热量大，流速低，重熔质量好。

喷焊工艺过程主要按焊前预处理、喷焊以及后处理三步进行。

喷焊前基材表面状态对喷焊质量有很大影响，表面必须清洁干净，必要时要进行喷砂处理。

图8一4一16 喷焊枪外形结构图

1——喷焊嘴 2——喷焊嘴接头 3——混合气管 4——混合气管螺母 5——粉阀体

6—— 粉斗 7——气接头螺母 8——粉阀开关 9——中部主体 10——乙快开关阀

11——氧气开关阀 12——手柄 13——后部接体 14——乙炔接头 15——氧气接头

喷焊过程包括预热、喷粉和重熔。预热的目的是使下件表面湿气蒸发，产生适当的热膨胀，减少焊层应力，提高喷粉沉积效率。钢材和铸铁的预热温度一般为200~300℃，不锈钢和高合金钢为300~400℃。喷粉和重熔过程又分“一步法”或“二步法”。“一步法”就是边喷粉边熔化、填充粉末，其特点是粉末沉积率高，但涂层厚度完全由手下掌握、不均匀，主要用于工件局部修复:“二步法”是先将粉末喷涂在下件表面，再将涂层熔化形成喷焊层。重熔温度控制在涂层材料的固相线和液相线之间，这时熔融的喷涂材料表面旱“镜面”反光，表明沉积粉达到了颗粒熔化、颗粒间间隙封闭、与基体润湿以及氧化物造渣的最佳效果，并同时保持了熔化涂层的粘度，防止熔化涂层流淌。

喷焊后处理也很关键。如果焊层与基体的热膨胀系数相差较大，喷焊后应采取缓慢冷却的措施，以免焊层开裂。一般的零件在喷焊后已经回火，机械强度有所降低，这时应按退火态的力学性能进行强度校核。如强度不能达到要求，还需进行适当的热处理。

喷焊时基材很少熔化，这与喷涂下艺相似:而涂层合金经过重熔，基材受热较高，这又与堆焊相类似(见本章第二节)。因此，氧一乙炔火焰喷焊层既像热喷涂层那样，表面光滑平整，其厚度可在0.12~3mm之间任意控制，又与堆焊层类似，无气孔，无氧化物夹杂。同时喷焊层互溶区窄(约0 . 005mm）稀释率低，焊层性能好。因此，常认为氧一乙炔火焰喷焊技术是介于热喷涂和堆焊技术之间的一项“中间”技术。

氧一乙炔火焰喷焊简单易学，在各类下模具修复方面显示了极大的优越性，另外，由于氧-乙炔火焰喷焊层与基材结合强度高，耐冲蚀磨损的性能比热喷涂涂层要好，因此在风机叶片等工件表面强化方面得到了很好的应用。

(二)等离子喷焊

等离子喷焊技术是采用等离子弧作为热源加热基体，使其表面形成熔池，同时将喷焊粉末材料送入等离子弧中，粉末在弧柱中得到预热，旱熔化或半熔化状态，被焰流喷射草熔池后，充分熔化并排出气体和熔渣，喷枪移开后合金熔池凝固，形成喷焊层的下艺过程。

等离子喷焊采用的等离子弧与等离子喷涂的有区别。等离子喷涂时，等离子弧建立在喷枪内钨阴极与铜阳极喷嘴之间，下件不带电，称为非转移弧。而等离子喷焊则采用非转移弧和转移弧的联合弧(如图8-4一17所示)，所谓转移弧是建立在喷焊枪钨阴极头和下件(阳极)之间的等离子弧，它对工件的加热能力比非转移弧强，是喷焊过程中的卞要热源，因此称为主弧。在工作时首先引燃非转移弧，然后借助弧在钨的非转移极和下件之间形成的等离子体导电通道，建立转移弧。

等离子喷焊设备与等离子喷涂设备基本类似，但用单电源同时供应非转移弧和转移弧不太稳定，因此通常采用两台电源分别向非转移弧和转移弧供电。等离子喷焊枪与等离子喷涂枪结构也有所不同，主要区别在于喷嘴中等离子弧通道的长度和直径比(称为压缩比)比较小，通常在1一1.4之间。这样等离子弧比较柔软，熔池小，稀释率低。

图8一4一17 等离子喷焊示意图