ICS25.160.10

CCSJ33

團體標準

T/CWAN0093—2023

大型耐磨件硬面堆焊推薦工藝規范

Recommendedprocessspecificationforhardsurfacingweldingoflargewear-resistantparts

2023-03-29發布2023-05-01實施

中國焊接協會發布

T/CWAN0093—2023

大型耐磨件硬面堆焊推薦工藝規范

1范圍

本文件規定了大型耐磨件硬面堆焊工藝相關的術語和定義、技術要求、工藝評定、質量檢驗方式和

要求，以及包裝、貯藏和運輸。

本文件適用于大型耐磨構件以及復雜結構件堆焊和修復。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于

本文件。

GB9448焊接與切割安全

GB15579.1弧焊設備第1部分：焊接電源

GB/T984堆焊焊條

GB/T2650焊接接頭沖擊試驗方法

GB/T3375焊接術語

GB/T3609.1職業眼面部防護焊接防護第1部分：焊接防護具

GB/T6402鋼鍛件超聲檢測方法

GB/T7233.1鑄鋼件超聲檢測第1部分：一般用途鋼鑄件

GB/T7314金屬材料室溫壓縮試驗方法

GB/T9441球磨鑄鐵金相檢驗

GB/T12444金屬材料磨損試驗方法試塊-試塊滑動磨損試驗

GB/T12470埋弧焊用熱強鋼實心焊絲、藥芯焊絲和焊絲-焊劑組合分類要求

GB/T25774.1焊接材料的檢驗第1部分：鋼、鎳及鎳合金熔敷金屬力學性能試樣的制備檢驗

GB/T25775焊接材料供貨技術條件產品類型、尺寸、公差和標志

GB/T26955金屬材料焊縫破壞性試驗焊縫宏觀和微觀檢驗

GB/T36034埋弧焊用高強鋼實心焊絲、藥芯焊絲和焊絲-焊劑組合分類要求

GB/T36037埋弧焊和電渣焊用焊劑

GB/T40740堆焊工藝評定試驗

JB/T3223焊接材料質量管理規程

JB/T9218無損檢測滲透檢測方法

JC/T406水泥機械包裝技術條件

1

T/CWAN0093—2023

T/CWAN0006焊接材料可追溯信息化標識

T/CWAN0007焊接術語-焊接材料

T/CWAN0008焊接術語-焊接基礎

DIN1690金屬材料鑄件交付技術規范

DIN8555堆焊焊條焊絲,藥皮焊條,標記,交貨技術條件

3術語和定義

GB/T3375、T/CWAN0007和T/CWAN0008界定的以及下列術語和定義適用于本標準。

3.1

硬面堆焊再制造remanufacturingofoverlayedwelding

指對磨損失效的耐磨件（如立磨磨輥套/磨輥襯板、磨盤襯板、輥壓機擠壓輥等）進行堆焊，使之

恢復原有尺寸和性能的施工方法。

3.2

堆焊復合制造compositemanufacturingbyoverlaying

指采用堆焊方法將耐磨材料熔覆于金屬母體之上，達到設計要求的新品制造方法。

3.3

耐磨板堆焊制造overlayingforwearplate

指采用堆焊方法在金屬基板上熔覆一定厚度耐磨材料的耐磨板制造方法。

3.4

在線堆焊on-lineoverlaying

將堆焊設備和堆焊材料運到立磨或輥壓機設備現場，在耐磨件不拆出設備本體的情況下，使用焊接

材料進行堆焊，使耐磨件恢復原有尺寸和性能的堆焊方法。

3.5

離線堆焊off-lineoverlaying

將立磨或輥壓機的耐磨部件拆出設備本體，運到具備施工條件的場地，運用堆焊方式使耐磨件恢復

原有尺寸和性能的堆焊方法。

3.6

耐磨件失效failureofware-resistantpart

耐磨件在運行中喪失原有的功能

3.7

堆焊層厚度thicknessofoverlayinglayer

從基材與焊道之間的焊縫熔合線至堆焊層表面的距離。

4技術要求

4.1堆焊方法

4.1.1對于回轉體耐磨件以及平面狀態的耐磨件，宜采用自動堆焊的方法。

4.1.2無法實現自動堆焊的耐磨件可采用手工堆焊、半自動堆焊等方法。

4.1.3堆焊可采取離線堆焊方式或在線堆焊方式。

4.2堆焊材料

4.2.1堆焊前應對耐磨件基材的化學成分和力學性能進行檢查，選擇合適的堆焊材料，并符合堆焊后耐

磨件的使用性能。

2

T/CWAN0093—2023

4.2.2堆焊材料的形態應便于自動化、機械化、連續的操作方式。

4.2.3堆焊材料應有制造廠的質量合格證書，其質量應符合GB/T25775和JB/T3223的規定。

4.2.4堆焊使用氣體保護藥芯焊絲時，藥芯焊絲的質量應符合DIN8555-MF10-GF-60-G的要求；埋弧自

動焊時，焊劑與焊絲應參照GB/T12470或GB/T36034配套使用；焊劑的質量應符合GB/T36037的規

定；堆焊中使用的焊條應符合GB/T984的規定。

4.3堆焊設備及其輔助設備

4.3.1堆焊電源能保證長時間連續穩定工作。

4.3.2操作機能實現自動焊槍的上下、左右、前后方向移動。

4.3.3變位機能實現水平方向的旋轉和垂直方向的翻轉。

4.3.4應根據耐磨件的結構形式制作工裝卡具。

4.3.5在線堆焊時應保證工件與焊接電源有效連接，以確保其他部件不受損害。

4.4堆焊再制造評估

4.4.1對耐磨件舊品堆焊再制造前應對基體進行評估，當其滿足繼續使用要求時才能進行堆焊再制造。

4.4.2當耐磨件舊品存在貫穿性裂紋、局部基體被磨穿、基體厚度過薄等可能導致其整體失效的缺陷時，

不宜進行堆焊再制造。

4.5安全和環境

4.5.1堆焊工作應遵守安全、防護、防火等標準規范、規程的有關規定，不應對現場造成污染。

4.5.2根據現場待焊基體檢測、堆焊設備安裝、焊接工藝選擇、層間溫度控制、施工人員安全、檢修停

工時間、備件情況等因素選擇是否在線堆焊，通常在線堆焊次數不超過5次。

4.5.3焊接現場10m范圍內不得堆放氧氣瓶、乙炔瓶、木材及其他易燃物品；氣瓶在使用過程中必須穩

固豎立或裝在專用固定裝置上，遠離可能使其本身成為電路一部分的區域；在封閉空間內施工時，氣瓶

及焊接電源必須放置在封閉空間的外面。

4.5.4焊接電纜應保證完整無損，其直徑與所用焊接電流相匹配；在觀察電弧時，應按照GB9448焊接

與切割的要求，必須使用帶有濾光鏡的頭罩或手持面罩，或佩戴安全鏡、護目鏡或其他合適的眼鏡，面

罩及護目鏡必須符合GB/T3609.1的要求。

4.5.5所使用弧焊機的空載電壓應符合GB15579.1的要求。

4.6焊前處理

4.6.1硬面堆焊再制造的焊前處理

4.6.1.1對磨損失效的磨輥套或磨輥襯板、磨盤襯板堆焊前應進行焊前處理，清除耐磨件待焊處的油污、

銹跡及其它雜物，通過氣刨等方式去除耐磨件上存在的不牢固裂紋部分。

4.6.1.2對磨損失效的擠壓輥堆焊前應進行焊前處理，用碳弧氣刨等方式去除輥面上不完整的花紋層、

硬面層及疲勞層，去除部分應盡量少。處理過程中要注意輥面的平整和輥體橢圓度，處理后以適當方法

維持輥體的橢圓度≤3mm而后徹底清除輥面上的殘渣和滲碳層，超聲探傷確認無裂紋后清洗輥面并干

3

T/CWAN0093—2023

燥，標準按DIN1690-UV3執行。

4.6.2堆焊新品復合制造的焊前處理

4.6.2.1堆焊前的立磨輥套或磨輥襯板、磨盤襯板鑄造胎體應經機械加工，使其表面光亮平滑，見金屬

光澤，無殘余金屬氧化層，尺寸符合堆焊設計要求。

4.6.2.2堆焊前的耐磨板應清理基材表面的灰塵、油污等，打磨掉表面銹跡，使基材表面光滑、平整。

4.6.3焊前預熱

4.6.3.1立磨磨輥自動堆焊時，一般不需要進行焊前預熱，但是當環境溫度低于5℃，應考慮采取預熱

措施，預熱溫度以20~40℃為宜。大型立磨輥套自動堆焊時，焊前構件整體預熱溫度需達到600～700℃，

確保不會引起輥套基體組織的變化而影響其力學性能的改變，可通過焊后緩冷防止白口及淬硬組織產生。

4.6.3.2輥壓機擠壓輥堆焊時應根據基體材質的碳當量來確定預熱溫度，在線焊時預熱溫度應低于

200℃。

4.7堆焊工藝

4.7.1堆焊前應編制堆焊工藝措施，堆焊工藝措施應包括以下內容：堆焊方法；堆焊操作人員要求；堆

焊使用的設備及工裝要求；堆焊材料的牌號、生產廠家、材料成分等；堆焊順序及工藝參數；試驗性焊

接的要求；要求的焊道形狀；焊后檢驗要求。

4.7.2立磨耐磨件復合堆焊制造工藝

4.7.2.1立磨耐磨件可采用復合堆焊的方式制造，即以低碳鑄鋼鑄造磨輥胎/盤瓦胎基體，采用堆焊過渡

層+噴焊表面層工藝：將堆焊結構鋼焊絲熔覆于基體之上，獲得與基層結合性能良好的過渡層；采用噴

焊工藝，獲得高硬度、高耐磨性能及表面光潔的表面層。

4.7.2.2堆焊前基體須經嚴格的超聲波探傷，標準按DIN1690-UV3執行。同時，進行100%滲透探傷或

磁粉探傷，標準按DIN1690-MS2執行，以確保基體不存在超標鑄造缺陷，否則應先進行鑄造缺陷的處

理。

4.7.2.3根據基材成份和成品耐磨性能要求，選擇合理的堆焊材料作為打底層、過渡層和硬面層。

4.7.2.4堆焊前焊劑需進行（300～400）℃×2h烘干；焊條需進行（350～400）℃×2h烘干，然后放在

100～150℃的保溫箱中隨取隨用，堆焊應根據相關標準和工藝評定編制焊接工藝指導書指導焊接實施，

常用焊接工藝方法按表1，推薦焊接工藝參數參見表2。

表1常用焊接方法

焊接方法焊絲直徑/mm保護介質電源極性

自保護藥芯焊絲

?1.2、?1.6、?2.8、?3.2—

熔化焊

直流反接

氣體保護焊?1.6、?2.0、?2.4CO2(或80%Ar+20%CO2)

埋弧自動焊?2.4、?3.2、?4.0燒結焊劑

4

T/CWAN0093—2023

表2推薦焊接工藝參數

焊接焊絲直徑適用直徑尺焊接電流電弧電壓焊接速度焊道搭接

層間溫度/℃

方法/mm寸/mm/A/V/(mm/min)/%

?1.2100~30020~30

自保護

藥芯焊?1.6120~32022~32

—

絲熔化125~45030~50

?2.8250~45027~34

焊

?3.2350~50027~34

≤150140~22020~26

?1.6150~300160~24020~30

≥300160~24020~30

氣

體≤150240~30024~28

保?2.0150~300240~32024~30110~15010~40

護

≥300240~34024~32

焊

≤150240~30024~28

150~250

?2.4150~300240~32024~30

≥300240~34024~32

≤150220~30024~30

?2.4150~300260~36026~32

≥300300~40026~32

埋

弧≤150260~32024~30

自?3.2150~300280~38026~32350~55050~60

動

≥300300~40028~32

焊

≤150280~34024~32

?4.0150~300300~40026~32

≥300300~40028~32

4.7.2.5耐磨堆焊后必須及時進行焊后熱處理。為減少堆焊后引起的殘余應力，避免產生裂紋，焊后先

保溫，然后再裝爐進行熱處理。焊后熱處理方式大體上可歸納為以下幾條：一是對低碳低合金堆焊層可

在450-650℃范圍內選擇；若母材是經淬火、回火調質處理的，則焊后熱處理溫度不應高于其調質溫度；

5

T/CWAN0093—2023

對于高硬度合金堆焊材料而言，則應在上述溫度范圍選擇某一特定溫度范圍進行焊后熱處理。

4.7.3焊道形狀可參考以下要求：寬8mm~14mm、高1.5mm~3mm，同一焊層的后一焊道覆蓋前一焊

道的30%左右，下一焊層的焊道依次排列在上一焊層的兩個焊道中間。

4.7.4焊接過程中若出現成形不良的焊縫，應使用角磨機對其進行打磨，然后再進行焊接。

4.8堆焊質量及尺寸要求

4.8.1立磨磨輥、磨盤瓦等高耐磨、中低沖擊應力耐磨件的堆焊層可存在一定數量的橫向裂紋，不應存

在貫穿性裂紋和密集型氣孔等缺陷，表面平均硬度應達到HRC58~62。對于直徑不大于5mm的不觸及

母材的局部表面缺陷（如氣孔、夾渣），可在打磨去除缺陷后進行表面局部補焊，對于觸及母材或未觸

及母材但直徑大于5mm的缺陷，應將堆焊層去除到要求的范圍，并按照原來的堆焊工藝進行重新堆焊。

4.8.2輥壓機擠壓輥硬面層和網格允許有裂紋，堆焊后其表面耐磨花紋可以有不同形式，如橫條紋、十

字網格、菱形加硬質點、人字形花紋等。花紋的焊道要應直，邊緣要應陡，表面平均硬度應應達到HRC

58~62。

4.8.3輥壓機擠壓輥堆焊再制造后，輥體表面圓度公差為±2mm。

4.8.4耐磨件的堆焊層與基材應有良好的熔合性，且表面平整，無明顯的焊瘤和飛濺。焊道應平整光滑。

4.8.5耐磨板的標準厚度應符合表3的規定，堆焊層的厚度偏差不大于1mm。

表3堆焊層厚度與耐磨板厚度對照表

基板厚度/mm6810

堆焊層厚度/mm4，5，63，4，5，6，85，6，8，10

4.8.6堆焊再制造后的耐磨件應符合設計圖紙尺寸的規定，堆焊后的外形尺寸公差應符合JB/T

50000.3-2007的規定。

4.9耐磨性能要求

4.9.1正常工況下，堆焊后耐磨件的保證運行時間應符合表4的規定。

表4耐磨件堆焊后運行時間表

耐磨件類別運行時間/h物料易磨性

礦渣立磨耐磨件≥2000

煤立磨耐磨件≥8000

礦渣邦德功指數20

水泥生料立磨耐磨件≥8000

煤哈氏指數75

水泥熟料立磨耐磨件≥2500

生料邦德功指數10

擠壓輥（在線堆焊再制造后）≥4000

擠壓輥（離線堆焊再制造后）≥8000

6

T/CWAN0093—2023

4.9.2耐磨件完成堆焊再制造后，使用運行時間2000h內不應出現因堆焊層嚴重脫落而造成的耐磨件失

效。

4.10對基體內在質量要求

4.10.1耐磨件舊品堆焊前應采用無損探傷的方式對基體進行檢測，以判斷其可焊性和殘余壽命。

4.10.2對堆焊復合制造的耐磨件新品，焊前應采用超聲波探傷，鑄件應符合GB/T7233.1的相關規定，

鍛件應符合GB/T6402的相關規定。

4.11對堆焊后檢測要求

堆焊后的耐磨件成品應逐件檢查。檢查項目包括堆焊層的尺寸、形狀和裂紋，并進行基體滲透探傷、

堆焊層金相檢驗和硬度檢驗。

5堆焊工藝評定

5.1堆焊工藝評定范圍

5.1.1堆焊工藝評定是對所選材料、堆焊工藝的合理性進行的全面評價。建材工業耐磨件中需以堆焊方

法實現熔覆結合的任何材料均應進行焊接工藝評定。對于特殊形狀的部件，應按幾何形狀做彎曲試驗或

脆環試驗。

5.1.2對立磨磨輥套/磨盤采用抗壓試驗、金相檢驗和磨料磨損試驗評定堆焊工藝。

5.1.3對擠壓輥采用抗壓試驗、沖擊試驗、金相檢驗和磨料磨損試驗評定堆焊工藝。

5.2堆焊工藝評定中的主要檢驗項目

5.2.1焊縫外觀檢查：焊縫表面有無未熔合、夾渣、弧坑和氣孔。

5.2.2焊縫的無損探傷檢查應依照JB/T9218進行。

5.2.3拉伸試驗方法按GB/T25774.1進行。

5.2.4對承壓、承重部件只要具備做沖擊試樣條件者，均應進行沖擊試驗。沖擊試樣尺寸及取樣位置按

GB/T25774.1規定，試驗參照GB/T2650執行。

5.2.5參照GB/T9441進行球墨鑄鐵金相檢驗，金相試樣應按照GB/T26955規定制備并在一側腐蝕，以

清晰顯示熔合線、熱影響區和各層焊道。

5.2.6按照GB/T40740進行硬度試驗，硬度測量線應傾斜15度貫穿母材、熱影響區和堆焊層，至少應

做5點硬度測量。

5.2.7按照GB/T12444進行磨料磨損試驗。

5.2.8對于鑄造母體材質為高鉻鑄鐵或鎳硬IV的立磨耐磨件，在堆焊再制造中