CN102785004A - 球墨铸铁阀门基体上堆焊不锈钢密封面的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球墨铸铁阀门基体上堆焊不锈钢密封面的工艺，首先将阀门基体进行预热并清理干净；采用脉冲熔化极气体保护焊：全自动焊接，脉冲直流，阳极反接，氩气和二氧化碳混合气体保护，流量18～25L/min；焊接速度8～15cm/min；焊接完成，在阀门基体的待焊接部位包覆一层2.5-6mm的不锈钢堆焊层；然后将其置于350～400℃温度下保温2小时即可。本发明的优点在于焊接的密封面强度可靠、性能稳定，无气孔、裂纹等缺陷，焊材利用率高，工艺简单，操作方便，可实现自动化。与旋压、包焊及镶嵌不锈钢环工艺相比较，省去了划线、下料、卷板、对焊和旋压等多道工序，适合自动焊接及批量生产。

Description

球墨铸铁阀门基体上堆焊不锈钢密封面的工艺

技术领域

本发明涉及阀门密封面的加工工艺，尤其是涉及一种球墨铸铁阀门基体上堆焊不锈钢密封面的工艺。

背景技术

球墨铸铁阀门与铸钢阀门相比，由于铸造效率高、机加工成本低，使用中耐腐蚀性和抗氧化性更好，且具有更高的屈服强度，在减弱振动能力方面要优于铸钢阀门，因此在市政应用领域球墨铸铁阀门更受欢迎。目前，球墨铸铁阀门如蝶阀、止回阀及球阀等的密封面处理多采用旋压不锈钢环、包焊不锈钢环或镶嵌不锈钢环等方法，以达到球墨铸铁阀门具有不锈钢密封面的效果，但目前这些加工方法均存在工艺复杂、生产成本高，生产效率低，材料利用率不高且质量不稳定等缺陷。如果采用手工电弧焊或等离子堆焊工艺直接在基体上堆焊不锈钢密封面，则可以减少工序流程，提高工作效率，但实际使用中，上述两种工艺分别存在如下缺点：采用手工电弧焊时，焊接面容易产生气孔、夹渣、裂纹等缺陷，质量难以保证，焊接时母材稀释率大，一般要堆焊三层才能保证堆焊层的化学成分和力学性能，且焊材的利用率不高。采用等离子堆焊时，熔敷率低，焊接时容易出现裂纹、气孔等缺陷且修补困难。

脉冲熔化极气体保护焊也是一种较为常见的焊接方法，它焊接过程中操作方便，没有熔渣或很少有熔渣，生产效率高，但截止目前未见有将此种焊接工艺应用到球墨铸铁阀门密封面上的报道。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的不足而提供的一种球墨铸铁阀门基体上堆焊不锈钢密封面的工艺，该工艺简单、生产效率高且焊接质量稳定。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的球墨铸铁阀门基体上堆焊不锈钢密封面的工艺，它包括下述步骤：

第一步，将阀门基体进行预热，预热温度100～250℃；将待焊接的部位清理干净；

第二步，采用脉冲熔化极气体保护焊：焊接方式为全自动焊接，焊接电流为脉冲直流，阳极为反接，电流为120～180A，保护气体为氩气和二氧化碳混合气，流量为18～25L/min；焊接速度为8～15cm/min；

第三步，焊接完成后，即可在阀门基体的待焊接部位包覆一层2.5-6mm的不锈钢堆焊层；然后将堆焊有不锈钢密封层的阀门基体置于350～400℃温度下保温2小时即可。

本发明的优点在于焊接的密封面具有冶金结合的堆焊层，强度可靠；无气孔、裂纹等缺陷，性能稳定；焊接过程中无飞溅，焊材利用率高，工艺简单，操作方便，可实现自动化及批量生产，工作效率高。与旋压、包焊及镶嵌不锈钢环工艺相比较，省去了划线、下料、卷板、对焊和旋压等多道工序；由于密封面为具有冶金结合的堆焊层，耐热能力更强，适用温度范围更广；应用在实际生产中，产品一次合格率在96%以上。经冷、热动作寿命试验，压力试验，冲击试验，流体阻断性能试验和端部加载试验等，证明堆焊密封层可完全满足国标《GB/T 13927》(压力试验)、《GB 2106》（冲击试验）、机械行业标准《JB/T 5296》（流体阻断性能试验）、《ASME QME-1QVP-7361.1》（冷动作寿命试验）、《ASME QME-1QVP7362.1》（热动作寿命试验）和《ASME QME-1QVP7332.1》（端部加载试验）等规范和工矿的使用要求。

具体实施方式

本发明所述的球墨铸铁阀门基体上堆焊不锈钢密封面的工艺，它包括下述步骤：

第一步，将阀门基体（包括阀体基体和阀板基体）进行预热，预热温度100～250℃；然后将待焊接的部位清理干净；

第二步，采用脉冲熔化极气体保护焊：焊接方式为全自动焊接，焊接电流为脉冲直流，阳极为反接，电流为120～180A，保护气体为氩气和二氧化碳混合气（其体积比为 氩气︰二氧化碳=93～98%=2～7%），混合气体的流量为18～25L/min；焊接速度为8～15cm/min；

第三步，焊接完成后，即可在阀门基体的待焊接部位（从密封平面至外周沿）包覆一层2.5-6mm的不锈钢堆焊层；然后将堆焊有不锈钢密封层的阀门基体置于350～400℃温度下保温2小时即可。

焊丝可以选择使用直径为φ1.2mm的不锈钢实芯焊丝，如304、308、309和316等牌号。

焊接时脉冲直流电流范围为120～180A ，因为电流过小无法熔合，容易产生未焊透等缺陷，电流过大焊层则容易出现裂纹、焊瘤等缺陷，成型不好。一般选择电流值为145A。

焊接时的焊接速度范围为8～15cm/min，焊接速度过快，熔深增加使焊层稀释率增加，堆焊层的化学成分难以保证，结合层易出现裂纹；焊接速度过慢，焊层厚度增加过多，容易产生焊瘤，且浪费焊材。一般选择焊接速度为 11.5 cm/min较合适。

焊接后的阀门需要在350～400℃温度下保温至少2小时。如果保温时间过短，包括堆焊层在内的基体的温度梯度未能完全达到一致，在冷却过程中产生应力，容易出现微裂纹；保温时间超过2小时，又会增加生产成本。

下面以两个具体实施例来详细说明在球墨铸铁阀门基体上堆焊不锈钢密封面的工艺：

实施例1：

阀门基体为球墨铸铁QT450-10，以脉冲熔化极气体保护焊堆焊308不锈钢实芯焊丝：

以脉冲熔化极气体保护焊，接头型式为平位堆焊，焊丝直径φ1.2，焊层最小厚度为3mm，单层焊，最小预热温度为100℃，保护气体为97%氩气+3%二氧化碳混合气，混合气体流量为20-22L/min，电流为脉冲直流（DC）145A，极性为负极性，金属过渡方式为射流过渡，摆动焊，单道焊，导电嘴规格为φ1.4，焊接速度为11-12cm/min，焊后在370±10℃温度下保温2小时。

实施例2：

阀门基体为球墨铸铁QT500-7，以脉冲熔化极气体保护焊堆焊SUS 316不锈钢实芯焊丝：

以脉冲熔化极气体保护焊，接头型式为平位堆焊，焊丝直径为Φ1.2，焊层最小厚度为5mm，二层焊，最小预热温度为150℃，保护气体为98%氩气+2%二氧化碳混合气，混合气体流量为20-22L/min，电流为脉冲直流（DC）150A，极性为负极性，金属过渡方式为射流过渡，摆动焊，单道焊，导电嘴规格为Φ1.4，焊接速度为11-12cm/min，焊后在400±10℃温度下至少保温2小时。

Claims (2)

1.一种球墨铸铁阀门基体上堆焊不锈钢密封面的工艺，其特征在于：它包括下述步骤：

第一步，将阀门基体进行预热，预热温度100～250℃；将待焊接的部位清理干净；

第二步，采用脉冲熔化极气体保护焊：焊接方式为全自动焊接，焊接电流为脉冲直流，阳极为反接，电流为120～180A，保护气体为氩气和二氧化碳混合气，流量为18～25L/min；焊接速度为8～15cm/min；

第三步，焊接完成后，即可在阀门基体的待焊接部位包覆一层2.5-6mm的不锈钢堆焊层；然后将堆焊有不锈钢密封层的阀门基体置于350～400℃温度下保温2小时即可。

2.根据权利要求1所述的球墨铸铁阀门基体上堆焊不锈钢密封面的工艺，其特征在于：所述的阀门基体包括阀体基体和阀板基体。