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。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合，需要制定不同的焊接工藝規(guī)范。目前，在閥門研制和生產(chǎn)制造中，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。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)閥門堆焊工藝進(jìn)行研究探討。同時(shí)，對(duì)閥門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，目前國外采用的用于抗磨、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，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、ZGlCrl8Ni9Ti、ZGlCrl8Ni9、ZGCr5Mo、ZG20CrMoV、1Cr5Mo、12CrMo、15CrMo、12CrlMoV、15CrlMoV、WC6、WC9、1Crl3、2Crl3、1Crl8Ni9、1Crl8Ni9Ti、1Crl8N．12M02Ti。
表1國外耐磨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國別CSiMnCrNiMoWFeCoNbECoCr0.7-1.4≤2.0≤2.026-32≤3≤1.03-6≤5余-38-42
美國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
德國表2國外閥門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CSiMnCrNiMoWFeCoB司太立N061.01.0<128≤3-4.0≤3余--
德國鈷基No1580.751.25125.5--4.00.7余0.743
美國福田合金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。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)。
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)。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。
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