閥門耐磨堆焊工藝及材料研究課件

閥門耐磨堆焊工藝及材料研究2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究閥門耐磨堆焊工藝及材料研究2022/12/19閥門耐磨堆焊工1

法規(guī)要求:1、TSGD7002-2006《壓力管道元件型式試驗(yàn)規(guī)則》中，要求對(duì)閘閥閘板密封面的硬度、截止閥和止回閥閥瓣的硬度進(jìn)行檢測(cè)。這些區(qū)域的高硬度大部分是靠堆焊的方法獲得的。研究原因2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究2法規(guī)要求:研究原因2022/12/19閥門耐磨堆

TSGD2001-2006《壓力管道元件制造許可規(guī)則》中規(guī)定：A1、A2級(jí)閥門制造單位應(yīng)有等離子堆焊設(shè)備、B級(jí)閥門制造單位有滿足堆焊工藝要求的焊接設(shè)備

2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究32022/12/19閥門耐磨堆焊工藝及主要原因通過增強(qiáng)設(shè)備能力提高制造單位的準(zhǔn)入門檻提高我國(guó)企業(yè)的制造能力間接增強(qiáng)企業(yè)技術(shù)水平（好多企業(yè)因此增加了焊接技術(shù)人員和持證焊工）*閥門耐磨堆焊工藝及材料研究4主要原因通過增強(qiáng)設(shè)備能力提高制造單位的準(zhǔn)入門檻提高我國(guó)企業(yè)的企業(yè)提高堆焊技術(shù)水平的必要性

隨著在2010年即將頒布實(shí)施的

《TSGG000X壓力管道元件制造監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》

《TSGDB001壓力管道閥門安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究5企業(yè)提高堆焊技術(shù)水平的必要性

隨著在2010年即將頒布實(shí)施的必要性2個(gè)新法規(guī)的實(shí)施，將加強(qiáng)對(duì)閥門制造企業(yè)的監(jiān)管。特別是制造監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則，要求對(duì)所有的壓力管道閥門制造企業(yè)進(jìn)行制造監(jiān)督檢驗(yàn)，而其中的一個(gè)重點(diǎn)就是對(duì)企業(yè)焊接設(shè)計(jì)及制造過程的控制。2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究6必要性2個(gè)新法規(guī)的實(shí)施，將加強(qiáng)對(duì)閥門制造企業(yè)的監(jiān)管。2022必要性目前很多企業(yè)，連焊接工藝評(píng)定是什么都不清楚，有的企業(yè)在完成焊接工藝評(píng)定后，將花了幾萬元作的評(píng)定試樣作為廢鐵賣掉，對(duì)焊接的技術(shù)儲(chǔ)備及過程控制非常不重視。同時(shí)，行業(yè)內(nèi)的焊接技術(shù)人員也嚴(yán)重不足。2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究7必要性目前很多企業(yè)，連焊接工藝評(píng)定是什么都不清楚，有的企業(yè)在期望的效果通過與企業(yè)的溝通，在了解企業(yè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，與國(guó)內(nèi)知名的上海良工閥門廠有限公司及上海凱科閥門集團(tuán)開展了合作，完成了《閥門耐磨密封面堆焊技術(shù)及檢驗(yàn)規(guī)范研究》希望能為各制造企業(yè)提供操作性強(qiáng)的堆焊方法及工藝2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究8期望的效果通過與企業(yè)的溝通，在了解企業(yè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，與國(guó)內(nèi)知堆焊技術(shù)介紹堆焊是一種應(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。閥門作為制動(dòng)以及管道和設(shè)備安全的重要環(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。目前的閥門的密封面大多使用堆焊的方法來獲得滿足使用要求的耐腐蝕、抗磨損性能。堆焊是閥門行業(yè)使用最為廣泛的焊接方法。

2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究9堆焊技術(shù)介紹堆焊是一種應(yīng)用較為廣泛的焊接方法，可以獲得性能優(yōu)等離子弧堆焊設(shè)備閥門耐磨堆焊工藝及材料研究等離子弧堆焊設(shè)備閥門耐磨堆焊工藝及材料研究10由于基體材料多變，閥門密封面的要求也不盡相同，因此在閥門的堆焊中，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。目前，在閥門研制和生產(chǎn)中，鈷基硬質(zhì)合金以其無可替代的卓越綜合性能被廣泛應(yīng)用到各類閥門密封面的堆焊中。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，以獲得閥門密封面的表面硬化層。

2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究11由于基體材料多變，閥門密封面的要求也不盡相同，因此在閥門的堆表1國(guó)外閥門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-45-48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GRIOUR-240.21.51.513-1.1-余--40-52德國(guó)2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究12表1國(guó)外閥門密封面堆焊用焊條焊條牌號(hào)手工堆焊金屬化學(xué)成分（合金粉末牌號(hào)手工堆焊金屬化學(xué)成分（%）硬度HRC國(guó)別CSiMnCrNiMoWFeCoB司太利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)表2國(guó)外閥門密封面堆焊用粉末2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究13合金粉末牌號(hào)手工堆焊金屬化學(xué)成分（%）硬度HRC國(guó)別CSiM在我國(guó)，按照J(rèn)B/T6438-92《閥門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、ZG1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni9、ZGCr5Mo、ZG20CrMoV、1Cr5Mo、12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV、15Cr1MoV、WC6、WC9、1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti。

2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究14在我國(guó)，按照J(rèn)B/T6438-92《閥門密封面等離子弧堆焊同時(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發(fā)出了性能優(yōu)異的耐磨損合金粉末。如國(guó)內(nèi)幾家焊接研究所及科研機(jī)構(gòu)、焊接材料制造企業(yè)。

2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究15同時(shí)，按照GB/T984-2001《堆焊焊條》的內(nèi)容，目前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)（見表3）。短劃后面為WC粒度代號(hào)，用通過篩網(wǎng)和不通過篩網(wǎng)兩個(gè)目數(shù)表示，以“/”相隔，或只用通過篩網(wǎng)的一個(gè)目數(shù)表示（見表4）。

2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究16耐磨損堆焊主要是使用鈷基合金：EDCoCr××-××，以及W型號(hào)粒度分布EDGWC×-12/301.7㎜～600μm(-12目+30目)EDGWC×-20/30850μm～600μm(-20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)中的×表示1或者2或者3；2、允許通過篩網(wǎng)的篩上物≤5%。表3WC粉的化學(xué)成分

2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究17型號(hào)粒度分布EDGWC×-12/301.7㎜～600μm(-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2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究表4WC粉的顆粒型號(hào)CSiNiMoCoWFeThEDGW18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法實(shí)現(xiàn)的高硬度、高強(qiáng)度，特別是其他焊接方法無法焊接的高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度合金粉末。

2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究19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、氬弧焊時(shí)，首先對(duì)工件進(jìn)行預(yù)熱，為了保證堆焊面的硬度，必須焊二層或三層以上，且堆焊電流要適中。焊后需要進(jìn)行熱處理。由于該焊接方法溫度也比較高，因此獲得的鈷基合金堆焊層的性能也還比較好只有沒有等離子弧焊及氬弧焊的條件，才進(jìn)行手工電弧焊，手工焊有氧-乙炔焊和手工電弧焊。

2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究20氬弧焊時(shí)，首先對(duì)工件進(jìn)行預(yù)熱，為了保證堆焊面的硬度，必須焊二*氧-乙炔堆焊是一個(gè)傳統(tǒng)的操作工藝，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、熔敷率高、堆焊層化學(xué)成分穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，且堆焊一層（3㎜）即可達(dá)到設(shè)計(jì)及主品使用要求。這種焊接方法中，氣焊火焰的掌握十分關(guān)鍵。火焰有三部分：中性火焰、氧化焰、還原焰，堆焊操作時(shí)，必須采用乙炔三倍于氧氣的還原火焰（碳化焰）。堆焊前，將工件用火焰加熱到300～350℃，然后將還原焰對(duì)準(zhǔn)工件堆焊面加熱到工件表面發(fā)紅，此時(shí)會(huì)在表面出現(xiàn)一層很薄的滲碳層。將焊材放入還原火焰區(qū)域，熔化的材料會(huì)在工件表面隨滲碳層迅速展開，火焰持續(xù)動(dòng)作，熔滴有節(jié)奏與工件結(jié)合形成硬化堆焊層。焊后還要進(jìn)行消應(yīng)力熱處理。閥門耐磨堆焊工藝及材料研究21*氧-乙炔堆焊是一個(gè)傳統(tǒng)的操作工藝，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、熔敷率高、電弧焊的堆焊用電流主要與焊條的直徑有關(guān)。對(duì)于φ3.2的焊條，一般焊接電流為90～120A；對(duì)于φ4.0的焊條，焊接電流一般為140～170A；對(duì)于φ5.0的焊條，焊接電流一般為170～200A。焊接時(shí)直流短弧。

*閥門耐磨堆焊工藝及材料研究22電弧焊的堆焊用電流主要與焊條的直徑有關(guān)。對(duì)于φ3.2的焊條，手工堆焊工藝

*焊條必須在指定溫度下烘干，烘干后放進(jìn)保溫筒中隨用隨取。按照焊接作業(yè)指導(dǎo)書的要求，還應(yīng)調(diào)整焊接設(shè)備的工藝參數(shù)。由于閥門對(duì)尺寸要求較高，因此焊前需要對(duì)毛坯的尺寸進(jìn)行測(cè)量，并進(jìn)行噴丸處理。為了防止飛濺對(duì)以后的機(jī)加工的影響，應(yīng)在堆焊的影響表面覆蓋石棉或涂上石灰水進(jìn)行防護(hù)。

閥門耐磨堆焊工藝及材料研究23手工堆焊工藝*焊條必須在指定溫度下烘干，烘干后放進(jìn)保溫筒中等離子弧焊工藝要求

*等離子弧焊必須嚴(yán)格控制下列參數(shù)：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。

閥門耐磨堆焊工藝及材料研究24等離子弧焊工藝要求*等離子弧焊必須嚴(yán)格控制下列參數(shù)：粉末送如何排除手工焊缺陷對(duì)于氣孔和翻泡之類的缺陷，堆焊時(shí)如果工件表面局部溫度過高，基體溫度過熱，堆焊層內(nèi)會(huì)混入過多的基體金屬，當(dāng)出現(xiàn)焊接火焰或焊弧晃動(dòng)，保護(hù)氣氛不良及表面準(zhǔn)備工作不完善等，就會(huì)出現(xiàn)氣孔及翻泡。如果出現(xiàn)這種情況，就應(yīng)該重新用加熱焰重新加熱一次，可以使氣泡逸出。

*閥門耐磨堆焊工藝及材料研究25如何排除手工焊缺陷對(duì)于氣孔和翻泡之類的缺陷，堆焊時(shí)如果工件表裂紋出現(xiàn)的情況：堆焊前預(yù)熱溫度低，工件幾何尺寸復(fù)雜的部件，堆焊過程中保溫不良和堆焊后工件無保溫措施，形成急冷，均會(huì)出現(xiàn)裂紋和裂縫。另外堆焊中火焰突然從熔池離開，都會(huì)因?yàn)槌霈F(xiàn)弧坑而發(fā)生龜裂。而沒有經(jīng)過退火的工件也很容易產(chǎn)生裂紋。要減少或排除這些裂紋，可以對(duì)小工件用火焰仔細(xì)深熔；大工件則必須均勻加熱，出現(xiàn)裂紋，可以打磨至基體后補(bǔ)焊。

*閥門耐磨堆焊工藝及材料研究26裂紋出現(xiàn)的情況：堆焊前預(yù)熱溫度低，工件幾何尺寸復(fù)雜的部件，堆等離子弧焊缺陷排除

*工藝故障主要有四種。一個(gè)是非轉(zhuǎn)移弧不能起弧，主要原因有：高頻發(fā)生器火花室發(fā)火點(diǎn)錯(cuò)位或間隙過大，排除方法是檢查高頻發(fā)火室，將發(fā)火點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，并用起子調(diào)整間隙。鎢極與壓縮道上端距離太大，排除方法是調(diào)節(jié)電極與壓縮角尖端的距離。噴嘴錐角附有氧化膜等污物，排除方法是拆下噴嘴，用鹽酸腐蝕清洗后，用細(xì)砂紙打磨。其他原因還有如電壓過低、鎢電極燒損嚴(yán)重、電流調(diào)節(jié)過小、離子氣未接通、鎢極與噴嘴短路等。

閥門耐磨堆焊工藝及材料研究27等離子弧焊缺陷排除*工藝故障主要有四種。一個(gè)是非轉(zhuǎn)移弧不能上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院隸屬于上海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，依據(jù)國(guó)家有關(guān)法律、法規(guī)、安全技術(shù)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)鍋爐、壓力容器（含氣瓶）、壓力管道、電梯、起重機(jī)械、游樂設(shè)施和場(chǎng)（廠）內(nèi)機(jī)動(dòng)車輛等涉及公眾生命安全、危險(xiǎn)性較大的特種設(shè)備安全性能進(jìn)行檢驗(yàn)，并開展檢驗(yàn)技術(shù)和方法的研究。上海市特檢院除具備國(guó)家認(rèn)可的特種設(shè)備檢驗(yàn)資格外，還通過了ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可和檢查機(jī)構(gòu)認(rèn)可、實(shí)驗(yàn)室資質(zhì)認(rèn)定（計(jì)量認(rèn)證），具備馬來西亞、新加坡政府授權(quán)認(rèn)可的第三方鍋爐壓力容器檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)資格，是公正的第三方社會(huì)公益型事業(yè)單位，是上海市特種設(shè)備的權(quán)威檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)。

*閥門耐磨堆焊工藝及材料研究28上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院隸屬于上海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，上海市特檢院現(xiàn)設(shè)7個(gè)職能管理處（辦），1個(gè)分院（化學(xué)工業(yè)區(qū)分院），13個(gè)檢驗(yàn)業(yè)務(wù)室，1個(gè)氣瓶閥門檢測(cè)中心（國(guó)家氣瓶閥門質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心），1個(gè)鍋爐能效測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，1個(gè)特種設(shè)備作業(yè)人員培訓(xùn)中心，1個(gè)特種設(shè)備作業(yè)人員考試中心，1個(gè)承壓類特種設(shè)備基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)（RBI）研究中心，1個(gè)機(jī)電類特種設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究中心。全院現(xiàn)有職工541人，其中高級(jí)職稱的技術(shù)人員92人（含教授級(jí)8人），中級(jí)職稱的技術(shù)人員132人；特種設(shè)備高級(jí)檢驗(yàn)師12人，檢驗(yàn)師133人；博士、碩士57人。

*閥門耐磨堆焊工藝及材料研究29上海市特檢院現(xiàn)設(shè)7個(gè)職能管理處（辦），1個(gè)分院（化學(xué)工業(yè)區(qū)分目前，我院有國(guó)家氣瓶閥門質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、氣瓶型式試驗(yàn)中心和即將成立的壓力管道閥門型式試驗(yàn)中心，可以開展各類氣瓶、氣瓶閥門和A1級(jí)壓力管道閥門的型式試驗(yàn)。*閥門耐磨堆焊工藝及材料研究30目前，我院有國(guó)家氣瓶閥門質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、氣瓶型*閥門耐磨堆焊工藝及材料研究31*閥門耐磨堆焊工藝及材料研究31閥門耐磨堆焊工藝及材料研究閥門耐磨堆焊工藝及材料研究32閥門耐磨堆焊工藝及材料研究閥門耐磨堆焊工藝及材料研究33演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew34閥門耐磨堆焊工藝及材料研究2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究閥門耐磨堆焊工藝及材料研究2022/12/19閥門耐磨堆焊工35

法規(guī)要求:1、TSGD7002-2006《壓力管道元件型式試驗(yàn)規(guī)則》中，要求對(duì)閘閥閘板密封面的硬度、截止閥和止回閥閥瓣的硬度進(jìn)行檢測(cè)。這些區(qū)域的高硬度大部分是靠堆焊的方法獲得的。研究原因2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究36法規(guī)要求:研究原因2022/12/19閥門耐磨堆

TSGD2001-2006《壓力管道元件制造許可規(guī)則》中規(guī)定：A1、A2級(jí)閥門制造單位應(yīng)有等離子堆焊設(shè)備、B級(jí)閥門制造單位有滿足堆焊工藝要求的焊接設(shè)備

2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究372022/12/19閥門耐磨堆焊工藝及主要原因通過增強(qiáng)設(shè)備能力提高制造單位的準(zhǔn)入門檻提高我國(guó)企業(yè)的制造能力間接增強(qiáng)企業(yè)技術(shù)水平（好多企業(yè)因此增加了焊接技術(shù)人員和持證焊工）*閥門耐磨堆焊工藝及材料研究38主要原因通過增強(qiáng)設(shè)備能力提高制造單位的準(zhǔn)入門檻提高我國(guó)企業(yè)的企業(yè)提高堆焊技術(shù)水平的必要性

隨著在2010年即將頒布實(shí)施的

《TSGG000X壓力管道元件制造監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》

《TSGDB001壓力管道閥門安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究39企業(yè)提高堆焊技術(shù)水平的必要性

隨著在2010年即將頒布實(shí)施的必要性2個(gè)新法規(guī)的實(shí)施，將加強(qiáng)對(duì)閥門制造企業(yè)的監(jiān)管。特別是制造監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則，要求對(duì)所有的壓力管道閥門制造企業(yè)進(jìn)行制造監(jiān)督檢驗(yàn)，而其中的一個(gè)重點(diǎn)就是對(duì)企業(yè)焊接設(shè)計(jì)及制造過程的控制。2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究40必要性2個(gè)新法規(guī)的實(shí)施，將加強(qiáng)對(duì)閥門制造企業(yè)的監(jiān)管。2022必要性目前很多企業(yè)，連焊接工藝評(píng)定是什么都不清楚，有的企業(yè)在完成焊接工藝評(píng)定后，將花了幾萬元作的評(píng)定試樣作為廢鐵賣掉，對(duì)焊接的技術(shù)儲(chǔ)備及過程控制非常不重視。同時(shí)，行業(yè)內(nèi)的焊接技術(shù)人員也嚴(yán)重不足。2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究41必要性目前很多企業(yè)，連焊接工藝評(píng)定是什么都不清楚，有的企業(yè)在期望的效果通過與企業(yè)的溝通，在了解企業(yè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，與國(guó)內(nèi)知名的上海良工閥門廠有限公司及上海凱科閥門集團(tuán)開展了合作，完成了《閥門耐磨密封面堆焊技術(shù)及檢驗(yàn)規(guī)范研究》希望能為各制造企業(yè)提供操作性強(qiáng)的堆焊方法及工藝2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究42期望的效果通過與企業(yè)的溝通，在了解企業(yè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，與國(guó)內(nèi)知堆焊技術(shù)介紹堆焊是一種應(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。閥門作為制動(dòng)以及管道和設(shè)備安全的重要環(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。目前的閥門的密封面大多使用堆焊的方法來獲得滿足使用要求的耐腐蝕、抗磨損性能。堆焊是閥門行業(yè)使用最為廣泛的焊接方法。

2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究43堆焊技術(shù)介紹堆焊是一種應(yīng)用較為廣泛的焊接方法，可以獲得性能優(yōu)等離子弧堆焊設(shè)備閥門耐磨堆焊工藝及材料研究等離子弧堆焊設(shè)備閥門耐磨堆焊工藝及材料研究44由于基體材料多變，閥門密封面的要求也不盡相同，因此在閥門的堆焊中，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。目前，在閥門研制和生產(chǎn)中，鈷基硬質(zhì)合金以其無可替代的卓越綜合性能被廣泛應(yīng)用到各類閥門密封面的堆焊中。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，以獲得閥門密封面的表面硬化層。

2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究45由于基體材料多變，閥門密封面的要求也不盡相同，因此在閥門的堆表1國(guó)外閥門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-45-48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GRIOUR-240.21.51.513-1.1-余--40-52德國(guó)2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究46表1國(guó)外閥門密封面堆焊用焊條焊條牌號(hào)手工堆焊金屬化學(xué)成分（合金粉末牌號(hào)手工堆焊金屬化學(xué)成分（%）硬度HRC國(guó)別CSiMnCrNiMoWFeCoB司太利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)表2國(guó)外閥門密封面堆焊用粉末2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究47合金粉末牌號(hào)手工堆焊金屬化學(xué)成分（%）硬度HRC國(guó)別CSiM在我國(guó)，按照J(rèn)B/T6438-92《閥門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、ZG1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni9、ZGCr5Mo、ZG20CrMoV、1Cr5Mo、12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV、15Cr1MoV、WC6、WC9、1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti。

2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究48在我國(guó)，按照J(rèn)B/T6438-92《閥門密封面等離子弧堆焊同時(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發(fā)出了性能優(yōu)異的耐磨損合金粉末。如國(guó)內(nèi)幾家焊接研究所及科研機(jī)構(gòu)、焊接材料制造企業(yè)。

2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究49同時(shí)，按照GB/T984-2001《堆焊焊條》的內(nèi)容，目前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)（見表3）。短劃后面為WC粒度代號(hào)，用通過篩網(wǎng)和不通過篩網(wǎng)兩個(gè)目數(shù)表示，以“/”相隔，或只用通過篩網(wǎng)的一個(gè)目數(shù)表示（見表4）。

2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究50耐磨損堆焊主要是使用鈷基合金：EDCoCr××-××，以及W型號(hào)粒度分布EDGWC×-12/301.7㎜～600μm(-12目+30目)EDGWC×-20/30850μm～600μm(-20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)中的×表示1或者2或者3；2、允許通過篩網(wǎng)的篩上物≤5%。表3WC粉的化學(xué)成分

2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究51型號(hào)粒度分布EDGWC×-12/301.7㎜～600μm(-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2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究表4WC粉的顆粒型號(hào)CSiNiMoCoWFeThEDGW52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法實(shí)現(xiàn)的高硬度、高強(qiáng)度，特別是其他焊接方法無法焊接的高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度合金粉末。

2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究53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、氬弧焊時(shí)，首先對(duì)工件進(jìn)行預(yù)熱，為了保證堆焊面的硬度，必須焊二層或三層以上，且堆焊電流要適中。焊后需要進(jìn)行熱處理。由于該焊接方法溫度也比較高，因此獲得的鈷基合金堆焊層的性能也還比較好只有沒有等離子弧焊及氬弧焊的條件，才進(jìn)行手工電弧焊，手工焊有氧-乙炔焊和手工電弧焊。

2022/12/21閥門耐磨堆焊工藝及材料研究54氬弧焊時(shí)，首先對(duì)工件進(jìn)行預(yù)熱，為了保證堆焊面的硬度，必須焊二*氧-乙炔堆焊是一個(gè)傳統(tǒng)的操作工藝，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、熔敷率高、堆焊層化學(xué)成分穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，且堆焊一層（3㎜）即可達(dá)到設(shè)計(jì)及主品使用要求。這種焊接方法中，氣焊火焰的掌握十分關(guān)鍵?；鹧嬗腥糠郑褐行曰鹧妗⒀趸?、還原焰，堆焊操作時(shí)，必須采用乙炔三倍于氧氣的還原火焰（碳化焰）。堆焊前，將工件用火焰加熱到300～350℃，然后將還原焰對(duì)準(zhǔn)工件堆焊面加熱到工件表面發(fā)紅，此時(shí)會(huì)在表面出現(xiàn)一層很薄的滲碳層。將焊材放入還原火焰區(qū)域，熔化的材料會(huì)在工件表面隨滲碳層迅速展開，火焰持續(xù)動(dòng)作，熔滴有節(jié)奏與工件結(jié)合形成硬化堆焊層。焊后還要進(jìn)行消應(yīng)力熱處理。閥門耐磨堆焊工藝及材料研究55*氧-乙炔堆焊是一個(gè)傳統(tǒng)的操作工藝，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、熔敷率高、電弧焊的堆焊用電流主要與焊條的直徑有關(guān)。對(duì)于φ3.2的焊條，一般焊接電流為90～120A；對(duì)于φ4.0的焊條，焊接電流一般為140～170A；對(duì)于φ5.0的焊條，焊接電流一般為170～200A。焊接時(shí)直流短弧。

*閥門耐磨堆焊工藝及材料研究56電弧焊的堆焊用電流主要與焊條的直徑有關(guān)。對(duì)于φ3.2的焊條，手工堆焊工藝

*焊條必須在指定溫度下烘干，烘干后放進(jìn)保溫筒中隨用隨取。按照焊接作業(yè)指導(dǎo)書的要求，還應(yīng)調(diào)整焊接設(shè)備的工藝參數(shù)。由于閥門對(duì)尺寸要求較高，因此焊前需要對(duì)毛坯的尺寸進(jìn)行測(cè)量，并進(jìn)行噴丸處理。為了防止飛濺對(duì)以后的機(jī)加工的影響，應(yīng)在堆焊的影響表面覆蓋石棉或涂上石灰水進(jìn)行防護(hù)。

閥門耐磨堆焊工藝及材料研究57手工堆焊工藝*焊條必須在指定溫度下烘干，烘干后放進(jìn)保溫筒中等離子弧焊工藝要求

*等離子弧焊必須嚴(yán)格控制下列參數(shù)：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。

閥門耐磨堆焊工藝及材料研究58等離子弧焊工藝要求*等離子弧焊必須嚴(yán)格控制下列參數(shù)：粉末送如何排除手工焊缺陷對(duì)于氣孔和翻泡之類的缺陷，堆焊時(shí)如果工件表面局部溫度過高，基體溫度過熱，堆焊層內(nèi)會(huì)混入過多的基體金屬，當(dāng)出現(xiàn)焊接火焰或焊弧晃動(dòng)，保護(hù)氣氛不良及表面準(zhǔn)備工作不完善等，就會(huì)出現(xiàn)氣孔及翻泡。如果出現(xiàn)這種情況，就應(yīng)該重新用加熱焰重新加熱一次，可以使氣泡逸出。

*閥門耐磨堆焊工藝及材料研究59如何排除手工焊缺陷對(duì)于氣孔和翻泡之類的缺陷，堆焊時(shí)如果工件表裂紋出現(xiàn)的情況：堆焊前預(yù)熱溫度低，工件幾何尺寸復(fù)雜的部件，堆焊過程中保溫不良和堆焊后工件無保溫措施，形成急冷，均會(huì)出現(xiàn)裂紋和裂縫。另外堆焊