等離子粉末堆焊技術(shù)在石化工業(yè)的應(yīng)用

等離子粉末堆焊技術(shù)在石化工業(yè)的應(yīng)用中國農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院表面工程技術(shù)研究所汪瑞軍黃小鷗[摘要]本文采用等離子堆焊工藝方法，對石油、化工行業(yè)中關(guān)鍵零部件堆焊Ni基、Co基材料，以達到表面改性目的。試驗表明，這一工藝方法對提高材料耐磨、耐腐蝕及高溫性能，延長使用壽命，節(jié)省貴重材料，降低產(chǎn)品成本具有實際意義。關(guān)鍵詞：等離子堆焊合金粉末石油化工前言采用堆焊方法將高合金粉末材料堆焊在普通材料上，以提高材料耐磨損、耐腐蝕及高溫性能，延長使用壽命，同時節(jié)省貴重材料，降低產(chǎn)品的成本。這一方法已在石油、化工行業(yè)中得到應(yīng)用。本文針對石化工業(yè)中，生產(chǎn)設(shè)備工況條件的三高（即高腐蝕、高磨損及高溫），采用等離子粉末堆焊工藝，將Ni基或Co基高合金材料堆焊在設(shè)備零配件密封面上，達到提高設(shè)備使用壽命的目的。試驗工藝及設(shè)備2.1試驗設(shè)備等離子粉末堆焊是將等離子弧作為熱源，以一定成分合金粉末作為填充金屬的特種堆焊工藝。其較高的生產(chǎn)率，美觀的成型以及堆焊過程易于實現(xiàn)機械化及自動化，使這一工藝得到較快的發(fā)展[1]。圖1是等離子粉末堆焊工藝原理圖[2]。尿圖尼1騰頂?shù)入x歲子粉鄭末堆丹焊工然藝原粒理勻圖彼2乎柳鎢極者氬弧葉焊和譯等離途子粉跑末堆扮焊的幅比較售圖尿2計是等逆離子毅粉末叮堆焊宗工藝極與熔名化極駱惰性詞氣體秀保護翁焊及梅噴涂和工藝瞇在幾集個性恰能上岡的比前較舌[2羽]碑。與叼電弧紙焊及璃熔化朝極惰礎(chǔ)性氣織體保清護焊叔相比賊，采患用等芽離子涼粉末鎮(zhèn)堆焊絮工藝家，基勸體材甘料和些堆焊肌材料舞之間域形成祝融合調(diào)界面撒，結(jié)絮合強色度高遣；堆懶焊層渣組織礙致密懲，耐危蝕及岸耐磨伸性好慎；基宇體材尤料與歲堆焊趨材料沫的稀務(wù)釋減縣少，謙材料鍛特性損無變竊化；襖氣孔框、氧蜓化物供、夾溪渣等轟缺陷招幾乎耗沒有共；利繁用粉俘末作滴為堆鮮焊材固料可慌提高裕合金殊設(shè)計巷的選衰擇性蜓，特米別是須能夠艱順利威堆焊駝難熔額材料爽，如保WC拜材料銹等。染圖兆3稠是等董離子派粉末笨堆焊猴與氣限焊的規(guī)微觀藥組織融照片神比較款（莖×煙40磚0扛）輕[3慎]配。衛(wèi)圖船3筒歪PP暢W內(nèi)焊與功氣焊橋的微指觀組連織（響×作40永0趣）銳本試呈驗采困用德駛國捐He瓜tt乖ig泡er呀公司劇與日夢本橡Da浸id轉(zhuǎn)o斯公司唯合作境生產(chǎn)掏的等挑離子公粉末礎(chǔ)堆焊赤設(shè)備帶PT梁A游—濾20套0頌。如棕圖但4壺所示戶。其斯額定房工作戒電流罵為素5友～椅20嫩0A戚，暫爭載率防為撈50硬%驅(qū)，焊榮接氣監(jiān)氛為撒Ar翅氣，尖內(nèi)藏裕焊槍施冷卻少水循魯環(huán)裝巴置。妹送粉輸器為典振動頭式，春具有料送粉撤均勻濟，調(diào)備節(jié)簡責(zé)便，昨適應(yīng)頓各種敏粉末猾運送身等特姥點，涂其送思粉量閃為賣0棟～辟30友g/詳mi雕n雁，料并斗容泊量遠3K儉g炕，適拌用粉侮末粒何度依80亡～殿32岸5禽（篩緒）號蓄。針啦對不搖同的矛工作犯條件順，該浙設(shè)備桐配備激兩種母堆焊什槍（盼裝卸姥型萬H拔P1賠50矮H佛槍和殘機裝體槍）油。鞋圖生4桑P瘡TA楚—育20都0縫等離覺子粉去末堆芬焊設(shè)劍備廁離子悄氣及度送粉員氣賢等離渾子粉樹末堆陵焊工讓藝的失離子騙氣及慎送粉宮氣均陡采用慚工業(yè)虎純氬躍氣雙粉末歇材料口本試廟驗選白用的繁堆焊艱材料沙均為挺瑞典蒼Ho踐ga北na攜s孟公司著產(chǎn)品瓶，其加主要泥化學(xué)盟成分滋如表凈1思所示優(yōu)。束表駝1糖迫材料哨的主亭要化跨學(xué)成寺分啞序號竭牌號仇主續(xù)要粘化永學(xué)獨成霧分過（炎wt魄%默）遲堆焊膀硬度昆（繼HV滅）她備注科C聽Si粗Ni古Cr公Mo役W束Co流B基Fe遷1唐15家60播0.原75宿4.以3牙ba季l烘14綠.8橡3.吹1戴3.鋼5躁81陸0腸Ni槽基網(wǎng)2掉25辟25司0.往15串0.功6閃11茅.0舅20炎.0唱-惜14菊.5梨ba撓l點2.緣0策34吃0抱st驅(qū)el頂Li燃te槐典型皮工件社密封慕環(huán)是追石油沃化工按行業(yè)額中泵碎類設(shè)愈備的驕關(guān)鍵似零配男件，環(huán)提高央其使嫂用壽博命是寺石化拉設(shè)備欺保養(yǎng)糞的重悼要工以作。尾本試喂驗采伏用瑞級典情Ho貫ga融na層s闖公司織的歐Ni駱基粉逝末泳15理60艱混合貸35李%W錫C恩粉末毛材料憶，在蝦直徑傭為墾80匹的不脹銹鋼朗密封蓬環(huán)上勾堆焊裝，形接成具耳有辦WC啦硬質(zhì)轎相的遮耐磨棵密封掩面，瑞達到豎提高魄使用筆壽命畜的目胖的。門閥座截、閥銷芯是鑰石化早工業(yè)慰中高幅壓容數(shù)器中帥的重驕要部枯件。金為滿拜足其州密封撿面耐丈高溫毀沖蝕潤磨損榨的要遲求，耐本實它驗采泳用瑞射典余Ho處ga男na怎s駱公司墻的納Co朵基材柏料勻2搏52衡5謀堆焊桑。試半驗證奔明達辛到設(shè)橡備使菌用要繞求，零并提京高設(shè)臥備使耗用壽峽命。警3.癢丈等離設(shè)子噴孕焊工糟藝參釀數(shù)種本研酒究采參用正軟交設(shè)沒計試升驗方妖法扔,危分別拾對等育離子境堆焊易電流歐、離勉子氣戶量、救保護救氣量竊、送釋粉氣注量、秒送粉泥速度運、等針離子男槍行霧走速真度、腸擺動鑼速度研等因喘子選紙取多神組水仔平進修行實傅驗，董觀察霉不同狀情況掘下對襪等離焰子堆惜焊層笨的成占型、繪質(zhì)量課及稀卷釋率悼的影雅響，挖經(jīng)過限對試辯驗數(shù)骨據(jù)處格理，歲得到噸最佳亞工藝呈參數(shù)表。擦3.艦1調(diào)密封寨環(huán)飲使用婦裝卸顏型殼HP肝15慣0H深槍。案堆焊冤電流妥為屯63妙A(yù)挎，送稀粉速渣度為它46廉0仗刻度介，等誘離子著槍嘴恐至工確件距銅離酷H=先8點～霸10隱mm落，離謹(jǐn)子氣鎮(zhèn)流量普為言0.歡8L蛇/m飛in卷，保盲護氣興流量液為繁8.績0L申/m秀in痕，送酬粉氣禿流量喪為杰1.敘0L禽/m紐in跌，轉(zhuǎn)懲臺旋蟻轉(zhuǎn)速靜度為廚2.或7蓮刻度欲，擺酷寬為尚6m潛m客。即3.闖2究冠閥門筋、閥崇座枕使用成機裝荒槍。俱堆焊先電流鑼為睜87跌A刑，送就粉速節(jié)度為失50哪0透刻度棄，等孤離子括槍嘴距至工稠件距抱離斗H=移8m黎m鈴，離墾子氣嶺流量賤為默1.鐘0L拜/m象in云，保香護氣類流量合為肌12蘿.0耽/m嚇in改，送速粉氣漁流量檢為辭1.第8L別/m印in尼，轉(zhuǎn)準(zhǔn)臺旋魄轉(zhuǎn)速美度為滋2.忽7跨刻度截，擺膽寬為納12光mm陰。訓(xùn)試驗知結(jié)果爸及討肺論糕表蠅2議是兩匙組工館件堆艦焊層宵性能城一覽岡表。娃表微2徹夸試驗型工件誠堆焊伴層性萌能后序號蔬工件消名稱繩堆焊突材料侵堆焊艘硬度武（勻HR搭C逮）盼稀釋植率養(yǎng)（剃%辛）濤堆焊領(lǐng)層厚戚度為（早mm熟）瞎1獨密封泉環(huán)列15緞60渴+3存5%攪WC典5緊8尊～沉64相5.拒21糾2野2病閥座壟、閥埋芯店25游25悄27足～脫33捕5.盯45滴4季1溪堆焊瞞層的淺稀釋仇率棕稀釋串率是江指母哪材熔笛化后砍混入撓堆焊訓(xùn)層，夾對于譽堆焊稼合金念的沖寄淡程糠度。倍稀釋擦率就沿是堆曉焊層亭中母譜材量冤與焊佩層總釋量之喬比。膜其近運似公唉式表龜示如基下：主=醋F揉母音/豐F周堆慣+F諸母壽=怖h邀/碼H慌式中濫：拍—開稀釋峰率懂挑秋邁糞獲杜躁蹦豐h懷—統(tǒng)工件谷熔深序m腳m叨測帽億特桿額杠杏渠H飽—頭堆焊艘層總拉厚度辱捐mm昏本研跡究利飲用木X-冷56買0仗型電屑子探雙針測紙量試羊驗工推件堆千焊層龜與基物體界套面的玉合金探元素筆含量挽。結(jié)唯果表重明，戚等離訪子堆避焊可泥以獲丑得較殊小的水稀釋倉率。懶這也挑是堆晶焊過昌程中梳采用弓氬氣前保護避，使取合金太元素罩的燒絨損減創(chuàng)少，織保證運絕大該多數(shù)踏合金為元素抖過渡糕到堆殿焊層隨中的蛾有利耕證據(jù)動。頌氣體縮參數(shù)勤對堆斯焊層駝質(zhì)量趨的影綿響至試驗圾中發(fā)荷現(xiàn)，睛當(dāng)離匯子氣雜量大流于標(biāo)怕準(zhǔn)參艘數(shù)時鑒，等事離子穴弧剛癥性加輩大，棕引弧臘時母肺材出壺現(xiàn)弧全坑嚴(yán)郵重影歪響堆飲焊層粘質(zhì)量烤。當(dāng)紀(jì)保護截氣量妄低于短標(biāo)準(zhǔn)撞參數(shù)漢時，產(chǎn)焊層歌表面蝶呈黑臣色，攜表明律氧化凱嚴(yán)重霜；高懇于標(biāo)傭準(zhǔn)參奶數(shù)時輪，由承于保料護氣竭出現(xiàn)愿紊流競層，澤造成阿空氣登卷入難，堆癢焊層已出現(xiàn)珍蜂窩神狀氣爆孔。溪擺動捎對堆險焊層外質(zhì)量蝦的影宗響刊在堆償焊厚宣度高鴨于瓜1m叢m酬的堆鼠焊層嶼時，障隨著汽堆焊犁電流貓的加克大，復(fù)對扎母材句的熱窗輸入之量增快大，均堆焊舍層裂嗽紋傾墳向增棗加，垂焊槍駛的擺縣動有音效地航解決蠅了這占一問爐題。長另外免，堆久焊層帥厚度雄越高迷，咬箏邊現(xiàn)德象嚴(yán)斗重，兔增加嫌焊槍給擺動快時邊嗽緣駐篩點的藝駐留世時間提是有從效的頁解決債辦法功。茄圖銳7個是堆朱焊層洗形狀劃與堆納焊厚熱度示摸意圖秒。勢圖奇5帝歪堆焊校層形侵狀與始堆焊倒層厚惠度示去意圖結(jié)論哲默建采用賤等離譜子堆方焊工菠藝可掏以提喝高金陪屬零渡部件勺的耐擦磨、臥耐腐撤蝕及姻高溫斧性能葵，能說夠滿塵足石托油、引化工壞行業(yè)犬的雙“景三高裹