CN109175745A - 一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了焊接技术领域的一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺,该焊接工艺的具体步骤如下：S1：选用直径为0.6‑2.6mm的焊丝，改变填充金属材料，将熔合比控制在20%‑30%；S2：选择合适的焊接电流和电压，打底焊焊接电流为90‑110A，电压为24‑26V，其预各层的焊接电流为140‑160A，电压为26‑28V；S3：将工件两侧均匀预热到200℃；S4：对工件进行连续驱动摩擦焊接；S5：轴向力升高达到设定的顶锻压力；S6：焊接区金属通过相互扩散与再结晶完成整个焊接过程，本发明采用连续驱动摩擦焊工艺，避免了熔池凝固过程中产生裂纹和气孔的问题，焊接过程易操作且焊接质量高，改善了施焊者的劳动条件，生产效率高。

Description

一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺
技术领域
本发明公开了一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，具体为焊接技术领域。
背景技术
波纹管截止阀也叫波纹管密封截止阀，通过自动滚焊焊接，在流体介质和大气之间形成一个金属屏障，确保阀杆零泄漏的设计。
波纹管截止阀内部采用波纹管结构，不锈钢的波纹管下端焊接在阀杆上，以防止工艺流体浸蚀阀杆。另一端置于阀体和阀盖之间构成静密封。采用双重的密封设计若波纹管失效阀杆填料也会避免泄漏，波纹管焊于阀杆保持稳定的运行性能，避免由于阀塞振动引起阀杆振动。最适用于蒸汽、易燃、易爆、导热油、高纯度、有毒等介质的管路上。
现有的波纹管截止阀焊接工艺存在溶焊时熔池凝固过程中易产生裂纹，气孔等问题，且接头焊接难度大，焊接质量低，生产效率低，为此，我们提出了一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺投入使用，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺,其特征在于：该焊接工艺的具体步骤如下：
S1：选用直径为0.6-2.6mm的焊丝，改变填充金属材料，将熔合比控制在20%-30%；
S2：选择合适的焊接电流和电压，打底焊焊接电流为90-110A，电压为24-26V，其预各层的焊接电流为140-160A，电压为26-28V；
S3：将工件两侧均匀预热到200℃，并使工件从800℃到300℃冷却时间增加到28秒，焊条焊前的温度为400℃，烘干1-2h，焊前法兰为350℃-400℃，预热2-3h；
S4：对工件进行连续驱动摩擦焊接；
S5：摩擦压力与转速保持平衡，当摩擦焊焊接区的温度分布、变形达到一定程度后，轴向力升高达到设定的顶锻压力；
S6：在顶锻过程中及顶锻后保压过程中，焊接区金属通过相互扩散与再结晶完成整个焊接过程。
优选的，所述步骤S3中，预热后工件的层间温度控制在160℃-180℃之间，并在200℃以后放入石棉灰中缓冷，每层施焊时间不大于2分钟并锤击焊道表面。
优选的，所述步骤S4中，接头焊后产生飞溅，需机械去除，夹持部位要注意产生划伤和夹持痕迹，焊接后采用高频感应加热器进行高频退火消除应力处理，退火温度为680℃-690℃，时间为15min。
优选的，所述步骤S4中，充入的保护气体的成分为84%Ar+13%CO2+3%O2。
优选的，所述步骤S3后，将阀体作为移动工件夹持与移动夹具，焊接时旋转工件在电机驱动下高速旋转，移动工件在轴向力作用下逐步向旋转工件靠拢，两侧工件接触并压紧后进入准摩擦阶段。
优选的，所述步骤4中，阀体与法兰采用焊条电弧焊焊接，为保证接头良好的性能，采用嵌入式坡口。
优选的，所述步骤6中，焊丝化学成分及重量百分比为C：1.5%，Mn：0.9%，Si：0.6%，Ni：2.1%，Mo：1.9%，Cr：0.7%，Cu：0.15%，S：0.003%，P：0.03%，预量为Fe及不可避免杂质。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用阀体与法兰采用连续驱动摩擦焊工艺，与焊条电弧焊工艺相比，避免了溶焊时熔池凝固过程中产生裂纹和气孔等问题，接头坡口设计简单、易加工，接头组织致密、晶粒细化，焊接质量高，改善了施焊者的劳动条件，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明焊接工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺,其特征在于：该焊接工艺的具体步骤如下：
S1：选用直径为0.6-2.6mm的焊丝，改变填充金属材料，将熔合比控制在20%-30%；
S2：选择合适的焊接电流和电压，打底焊焊接电流为90-110A，电压为24-26V，其预各层的焊接电流为140-160A，电压为26-28V；
S3：将工件两侧均匀预热到200℃，并使工件从800℃到300℃冷却时间增加到28秒，焊条焊前的温度为400℃，烘干1-2h，焊前法兰为350℃-400℃，预热2-3h，预热后工件的层间温度控制在160℃-180℃之间，并在200℃以后放入石棉灰中缓冷，每层施焊时间不大于2分钟并锤击焊道表面，将阀体作为移动工件夹持与移动夹具，焊接时旋转工件在电机驱动下高速旋转，移动工件在轴向力作用下逐步向旋转工件靠拢，两侧工件接触并压紧后进入准摩擦阶段；
S4：对工件进行连续驱动摩擦焊接，接头焊后产生飞溅，需机械去除，夹持部位要注意产生划伤和夹持痕迹，焊接后采用高频感应加热器进行高频退火消除应力处理，退火温度为680℃-690℃，时间为15min，充入的保护气体的成分为84%Ar+13%CO2+3%O2，阀体与法兰采用焊条电弧焊焊接，为保证接头良好的性能，采用嵌入式坡口；
S5：摩擦压力与转速保持平衡，当摩擦焊焊接区的温度分布、变形达到一定程度后，轴向力升高达到设定的顶锻压力；
S6：在顶锻过程中及顶锻后保压过程中，焊接区金属通过相互扩散与再结晶完成整个焊接过程，焊丝化学成分及重量百分比为C：1.5%，Mn：0.9%，Si：0.6%，Ni：2.1%，Mo：1.9%，Cr：0.7%，Cu：0.15%，S：0.003%，P：0.03%，预量为Fe及不可避免杂质。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺,其特征在于：该焊接工艺的具体步骤如下：
S1：选用直径为0.6-2.6mm的焊丝，改变填充金属材料，将熔合比控制在20%-30%；
S2：选择合适的焊接电流和电压，打底焊焊接电流为90-110A，电压为24-26V，其预各层的焊接电流为140-160A，电压为26-28V；
S3：将工件两侧均匀预热到200℃，并使工件从800℃到300℃冷却时间增加到28秒，焊条焊前的温度为400℃，烘干1-2h，焊前法兰为350℃-400℃，预热2-3h；
S4：对工件进行连续驱动摩擦焊接；
S5：摩擦压力与转速保持平衡，当摩擦焊焊接区的温度分布、变形达到一定程度后，轴向力升高达到设定的顶锻压力；
S6：在顶锻过程中及顶锻后保压过程中，焊接区金属通过相互扩散与再结晶完成整个焊接过程。
2.根据权利要求1所述的一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，其特征在于：所述步骤S3中，预热后工件的层间温度控制在160℃-180℃之间，并在200℃以后放入石棉灰中缓冷，每层施焊时间不大于2分钟并锤击焊道表面。
3.根据权利要求1所述的一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，其特征在于：所述步骤S4中，接头焊后产生飞溅，需机械去除，夹持部位要注意产生划伤和夹持痕迹，焊接后采用高频感应加热器进行高频退火消除应力处理，退火温度为680℃-690℃，时间为15min。
4.根据权利要求1所述的一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，其特征在于：所述步骤S4中，充入的保护气体的成分为84%Ar+13%CO2+3%O2。
5.根据权利要求1所述的一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，其特征在于：所述步骤S3后，将阀体作为移动工件夹持与移动夹具，焊接时旋转工件在电机驱动下高速旋转，移动工件在轴向力作用下逐步向旋转工件靠拢，两侧工件接触并压紧后进入准摩擦阶段。
6.根据权利要求1所述的一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，其特征在于：所述步骤4中，阀体与法兰采用焊条电弧焊焊接，为保证接头良好的性能，采用嵌入式坡口。
7.根据权利要求1所述的一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，其特征在于：所述步骤6中，焊丝化学成分及重量百分比为C：1.5%，Mn：0.9%，Si：0.6%，Ni：2.1%，Mo：1.9%，Cr：0.7%，Cu：0.15%，S：0.003%，P：0.03%，预量为Fe及不可避免杂质。
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