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全焊接球閥密封面堆焊方法(上）

Author:永嘉球勝閥門(mén)有限公司 Published on:2015-11-25 22:47:08

全焊接球閥密封面堆焊方法(上）

1．前言堆焊是一種應(yīng)用較為廣泛的焊接方法，可以獲得性能優(yōu)良的抗腐蝕、耐磨

損的堆焊層，從而保護(hù)設(shè)備的安全及有效運(yùn)行。閥門(mén)作為制動(dòng)以及管道和設(shè)備安全的蓖要環(huán)節(jié)，對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行以及操作人員的人身安全都至關(guān)重要。目前的閥門(mén)的密封面大多使用堆焊的方法來(lái)獲得滿足使用要求的耐腐蝕、抗磨損性能。堆焊是閥門(mén)行業(yè)使用最為廣泛的焊接方法。由于基體材料多變，閥門(mén)密封面的要求也不盡相同，因此在閥門(mén)的堆焊中，工藝變化很大。

針對(duì)不同的母材和使用場(chǎng)合，需要制定不同的焊接工藝規(guī)范。目前，在閥門(mén)研制和生產(chǎn)制造中，鈷基硬質(zhì)合金以其無(wú)可替代的卓越綜合性能被廣泛應(yīng)用到各類閥門(mén)密封面的堆焊中。這種合金以鑄造成型為主，制成焊絲和焊條及粉末等堆焊材料，采用氣焊、電弧焊、惰性氣體保護(hù)焊、噴焊等工藝方法制造，以獲得閥門(mén)密封面的表面硬化層。本文就以鈷基合金作為堆焊材料，配合幾種常用的焊接方法，對(duì)閥門(mén)堆焊工藝進(jìn)行研究探討。同時(shí)，對(duì)閥門(mén)耐磨損堆焊的一些常用的材料進(jìn)行介紹和總結(jié)。

2．堆焊材料表1、表2分別介紹了用于閥門(mén)堆焊的焊條和粉末等離子堆焊合金粉末的牌號(hào)，堆焊材料的化學(xué)成分以及堆焊層硬度。

由此可見(jiàn)，目前國(guó)外采用的用于抗磨、抗熱、抗腐蝕的堆焊合金都是以鈷基、鐵基、鎳基為基礎(chǔ)的，但各國(guó)的資源不同，都在努力尋求發(fā)展具有自己特點(diǎn)的合金材料。在我國(guó)，按照J(rèn)B/T6438-92《閥門(mén)密封面等離子弧堆焊技術(shù)要求》的內(nèi)容，常用基體材料主要有：25、35、40、WCB、ZGlCrl8Ni9Ti、ZGlCrl8Ni9、ZGCr5Mo、ZG20CrMoV、1Cr5Mo、12CrMo、15CrMo、12CrlMoV、15CrlMoV、WC6、WC9、1Crl3、2Crl3、1Crl8Ni9、1Crl8Ni9Ti、1Crl8N．12M02Ti。

表1國(guó)外耐磨閥門(mén)密封面堆焊用焊條焊條牌號(hào)手工堆焊金屬化學(xué)成分（%）硬度HRC國(guó)別CSiMnCrNiMoWFeCoNbECoCr0.7-1.4≤2.0≤2.026-32≤3≤1.03-6≤5余-38-42

美國(guó)1.6-2.21.5-2.6-25-32--4-5≤4余-40-50前蘇聯(lián)STL-30.7-1.4≤2.0≤2.025-32--3-6≤3余-38-44日本UR-451.1--29-31--6-7-余-45-4

德國(guó)YOHU-13H0.1-0.3≤0.7≤0.812-14≤0.6--余--33-48前蘇聯(lián)CR-550.330.360.3612.87---余--45-51日本CRIOUR-240.21.51.513-1.1-余--40-52

德國(guó)表2國(guó)外閥門(mén)密封面堆焊用合金粉末合金粉末牌號(hào)手工堆焊金屬化學(xué)成分（%）硬度HRC國(guó)CSiMnCrNiMoWFeCoB司太立N061.01.0<128≤3-4.0≤3余--

德國(guó)鈷基No1580.751.25125.5--4.00.7余0.743

美國(guó)福田合金1001.21.3-1.7-19-21≤3-4.5-5.5-68-722.3-2.750-55日本1.150.720.8631.4--4.3-余-42-48

前蘇聯(lián)鎳基合金410.45319余--3.751240前蘇聯(lián)0.3-0.61.5-4-12-15余--<5-1.5-2.545-50

前蘇聯(lián)鐵基合金902.751127---余--52美國(guó)同時(shí)，按照GB/T984-2001《堆焊焊條》的內(nèi)容，目前常用的堆焊焊條有60多個(gè)型號(hào)的產(chǎn)品。

另外，隨著技術(shù)的發(fā)展，近幾年，國(guó)內(nèi)外很多科研單位都開(kāi)發(fā)出了性能優(yōu)異的耐磨損合金粉末。耐磨損堆焊主要是使用鈷基合金：EDcoCr××-××，以及wC粉末：EDW××-××。對(duì)于WC管狀焊條，其型號(hào)第一個(gè)字母“E”表示焊條；第二個(gè)字母“D”表示用語(yǔ)表面耐磨堆焊；后面字母“G”和元素符號(hào)“WC”表示W(wǎng)C管狀焊條，其后數(shù)字1、2、3表示芯部wc粉化學(xué)成分分類代號(hào)。

短劃后面為wc粒度代號(hào)，用通過(guò)篩網(wǎng)和不通過(guò)篩網(wǎng)兩個(gè)目數(shù)表示，以“/”相隔，或只用通過(guò)篩網(wǎng)的一個(gè)目數(shù)表示(見(jiàn)表4)。表3WC粉的化學(xué)成分型號(hào)粒度分布EDGWC×-12/301.7mm～600μm（-12目+30目）EDGWC×-20/30850μm～600μm（-12目+30目）EDGWC×-30/40600μm～425μm（-30目+40目）EDGWC×-40<425μm（-40目）EDGWC×-40/120425μm～125μm（-40目+120目）注：1、焊條型號(hào)種的×表示1或者2或者3；

2、允許通過(guò)篩網(wǎng)的篩上物≤5%。表4WC粉的顆粒型號(hào)CSiNiMoCoWFeThEDGW1-×3.6-4.2≤0.3≤0.3≤0.6≤0.3≥94≤1≤0.01EDGW2-×6-6.2≥91.5≤0.5EDGW3-×由供需雙方商定3．堆焊方法目前鈷基合金的堆焊常用方法有等離子弧焊、氬弧焊、氧乙炔堆焊、電弧焊等。

等離子弧焊主要是利用弧柱等離子體熱來(lái)加熱金屬。等離子弧的特性是能量密度可達(dá)10000—100000W/cm2，其溫度可達(dá)18000～24000K。通過(guò)控制粉末送給量的穩(wěn)定和靈活的可調(diào)性，非轉(zhuǎn)移弧與轉(zhuǎn)移弧的電流規(guī)范送粉氣與離子氣的精確調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)速度的調(diào)節(jié)，噴槍擺幅與擺動(dòng)頻率的調(diào)節(jié)，噴嘴與工件的距離等參數(shù)，可以堆焊出其他焊接方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的高硬度、高強(qiáng)度，特別是其他焊接方法無(wú)法焊接的高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度合金粉末。