一、热锻模具的失效形式
热锻模具使用过程中反复地与高温状态的毛胚接触，在周期性的交变应力作用下，模具材料尤其是表层的组织性能逐步发生转变，最终导致失效。影响热锻模具寿命的主要因素有：热疲劳(热龟裂)、整体开裂、侵蚀和腐蚀、塑性变形等。断裂失效一般被视为模具的早期失效模式，主要是模具钢种选择不当或者热处理工艺不合理造成的。具有较长模具寿命的磨损失效、变形失效及热疲劳失效一般可视为模具的正常失效。热锻模具堆焊修复的主要任务就是针对热锻模具的失效模式，选择性能优良的堆焊合金，匹配相应的堆焊工艺，尽可能提高模具的使用寿命。
一般来说，锤锻模和机锻模的特点如下。锤锻模：相比磨损更易开裂；模具开裂是由于高冲击载荷造成的；需要抗裂、高强度、抗冲击、耐热疲劳、耐磨、耐摩擦以及可加工的熔覆层；需要针对不同失效进行复合修复。机锻模：长时间接触；冲击力不如锤锻模大；热裂纹；清洗导致严重磨损；复合维修不常见；更长的生产运行时间。
二、热锻模具的堆焊修复
2.1堆焊修复的优点
近年来，热锻模具的需求量不断增大，为了进一步提高热锻模具的有效利用率，除选用先进的锻造工艺、合理的模具结构设计及冷热加工工艺以外，还应当采用经济实用的热锻模具堆焊修复技术。
热锻模具堆焊修复是将填充金属焊接在模具型腔损坏处的表面上，赋予已失效的锻模新的使用性能的一种再制造工艺方法。即在模具型腔的任意损坏部位焊敷一层特殊的合金层，成为模具基体的一部分后再重新加工制造型腔。采用这种方法，可以降低成本，使锻模起死回生，被修复的模具可以较原始模具进一步提高模具型腔工作面的耐冲击、耐磨损、耐腐蚀和耐热等性能，使其综合性能和使用寿命大大提高。热锻模堆焊要根据模具使用要求和模具钢的品种选用合适的焊材。用堆焊修复热锻模具有很多好处，首先是节省模具成本，缩短产品开发时间。以往对失效热锻模具进行修复是将模具有缺陷的型腔加工掉（有时要退火处理），重新制作型腔，重新热处理。
堆焊修复技术操作简单，只需清理型腔，将热作模具缺陷处加工掉，然后堆焊，待将
堆焊材料按要求充填好有关部位后，再重新加工型腔即可，不需要如传统修复模具那样，将模具型腔只有局部缺陷的那一层连同没有缺陷的部位完全加工掉。堆焊修复后的热锻模具再次损坏后可以继续堆焊修复重新投入使用。通过采用合适的焊接材料，堆焊修复后的热锻模具，型腔表面性能比原模具还要高，寿命甚至远远高于没有堆焊修复过初始使用的寿命，一般模具寿命都能提高50%~400%，从而减少换模次数，降低停机成本，提高生产效率。
堆焊工艺的主要特点有：在模具制造方面，简化了设计结构，节省了模具钢用量，提高
了生产效率；在堆焊修复方面，由于采取对模具磨损处实施局部堆焊，在作业现场即可完成修复；修复后的模具因为采用了较高合金含量的焊材，其强度、硬度、韧性等性能都有显著提高；可提高耐磨性与耐蚀性，从而延长零件寿命，节省制造及维修费用和周期，降低生产成本；可以经济地利用贵重合金元素，从而降低制造成本，也可以为企业节省维修的费用。
热锻模局部焊接修复(Localised Repair.)的优势有：快速维修；经济性好；很少或无需加
工；节省新模具的成本；焊接材料性能可能远超过母材；焊材选择广泛。
2.2 工艺选择
模具堆焊是一种异质材料的熔化焊，目前使用较多的堆焊方法主要有手工电弧堆焊法、氧-乙炔火焰堆焊法、埋弧堆焊法、气体保护堆焊法、电渣堆焊法、等离子弧堆焊法等。上述焊接方法都可以用来堆焊修复模具，各种堆焊方法各有其优缺点。实际生产中，手工电弧焊、熔化极气体保护焊和钨极氩弧焊是最常用的模具堆焊方法。钨极氩弧焊可用于补焊小的表面缺陷或焊接截面类模具。熔化极气体保护焊可用于大面积堆焊，如大型曲轴热锻模具等。手工电弧焊设备简单、操作方便，非常适合热锻模局部修复时采用。
2.3 材料选择
正确选择热锻模堆焊金属材料是一项复杂的工作。材料的选择应该充分满足模具的工作条件和经济性，同时还要考虑工件的材质、批量、合金的焊接性和拟采用的堆焊方法。模具的不同部位在工作时，受到的压力、温度也有所不同，所以出现的失效形式也不同；在不同的失效部位堆焊上具有特殊性能的材料，从而提高模具的使用寿命。
常用的热锻模堆焊材料有铁基合金、镍基合金、钴基合金。铁基焊材的优势有：经济性好、与母材类似的焊后热处理、耐磨熔敷层的理想选择、焊材选择广泛。镍基焊材的优势有：通常可延长使用寿命、较少的预热或焊后热处理（通常情况下）、提高耐磨性、裂纹修复、高韧性熔敷层的理想选择。钴基焊材的优势有：热作工模具的理想选择、卓越的耐磨性、无需焊后热处理、预热。
堆焊材料选择的主要因素有：热锻模材料、生产运行长度、加工特性、焊工技能、热处理方式预算、成品硬度要求、锻件材料。
MWA在热锻行业有着几十年的成功经验，可提供全系列的工模具焊接材料。MWA常用的热锻模具堆焊材料见文末附录。
2.4 焊接工艺
① 焊前准备。在堆焊工艺过程中，为了避免堆焊开裂和剥离等问题发生，需要将模具焊前预热，焊后保温缓冷，以防止应力集中，进而造成堆焊层开裂。堆焊前将待待堆焊的模具进行相应的处理，以获得理想的堆焊效果。
首先清洁待焊部位并去除油污；其次将待焊部位修磨，裂纹处U型开槽而不是V型或L
型。
② 母材的预热。热作模具钢含碳量较高，焊接性差，容易产生冷裂纹，故堆焊前必须对模具整体预热。预热要均匀，尤其是对大型模具。根据母材和选择的焊材选择合适的预热温度。
③ 焊接操作要点。推荐使用线状焊道，不要过度摆动焊接；控制热量输入；不要在应力集中处收弧，收弧时弧坑必须填满以防裂纹；除此之外，正常焊接，最多3层。
2.5 焊后热处理
经过堆焊修复的模具，有一定的脆性和内应力。为了减少模具变形和开裂现象，必须进行严格的焊后热处理。用毯子、热砂等尽可能缓慢地冷却。如果需要应力释放，可在熔炉内570℃温度下2-3小时后缓慢冷却。如果您使用钴基焊条E3074应用于修剪工具、冲头等，则一般不需要焊后热处理。
2.6 加工
加工非常重要。对于采用加工硬化的焊材如钴基焊条E3074，工件在加工过程中会变硬，建议是慢慢切入，尽可能深入。如果是浅深度的快速切割，焊缝会变得非常坚硬和难以加工，这将导致大量的工具使用。
三、 热锻模焊接修复现状
国内一般使用5CrMnMo或5CrNiMo低合金热作钢，原始设计就加厚模具厚度。模
具失效后，重新加工模型，模块向下落一定尺寸。一般设计至少可重新加工三到四次。低合金的原材料使毛坯成本下降。
国内一般采用先加大毛胚件尺寸，然后通过机械加工解决毛胚锻件精度问题。
国内锻模不需像国外那样局部堆焊修复，每次重新下落即可。
不少国内客户将模具型腔连同没有缺陷的部位完全加工掉，然后采用相对便宜的焊
材通过注满法(Flood Welding)堆焊修复整个模具。跟局部修复法(Localised Repair.)相比，注满法修复(Flood Welding)的劣势有：成本高、周期长、焊材浪费、工具成本高、需要专业的设备、焊后热处理。
国外精锻件比例高，可节省昂贵的机械加工时间，因此对锻模精度和寿命有更高要
求。
国外精锻模除使用高合金热作钢之外，采用钴基合金堆焊强化边角易损区域，大幅
度提高精锻寿命，毛胚尺寸精度得到保证。钴基合金的优点：最高的红硬性，适合热剪切、热挤压工况，允许使用温度850℃；刃口因碳化物相强化，极其锋利，适合冲剪钢板或其他硬质材料；钴基合金是目前所有金属材料中唯一抗黏着磨损的金属材料；钴基合金堆焊强化热锻模工艺成熟，易实施。相信随国内精锻模使用比例的提高可以逐步得到推广应用。
