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技術(shù)文章

電站閥門(mén)閥體密封面深孔堆焊工藝分析

閱讀：699發(fā)布時(shí)間：2013-11-19

電站閥門(mén)的工況條件通常是540℃ 的高溫水蒸汽， 因此閥門(mén)主體材質(zhì)選用25或12crmov， 閥體密封面堆焊材料選用鈷基合金d802（sti 6）焊條。d802對(duì)應(yīng)gb 984標(biāo)準(zhǔn)中的型號(hào)edcocr—a，相當(dāng)于aws中ercocr—a。d802材料可在高溫高壓下連續(xù)啟閉工作，具有優(yōu)良的耐磨性、抗沖擊性、抗氧化 性、耐腐蝕性及抗氣蝕性。

aws標(biāo)準(zhǔn)中的ercocr—a焊絲和填充絲熔敷的焊縫金屬特點(diǎn)是分布在鈷鉻鎢固溶體基體中由約 13％的鉻碳化物共晶體網(wǎng)絡(luò)組成的亞共晶體組織。其結(jié)果是使材料具有抗低應(yīng)力磨損性能與抵抗某種程序沖擊所必要的韌性的結(jié)合。鈷合金具有良好的抗金屬 一金屬間磨損的性能，特別是在高載荷狀態(tài)下的抗擦傷性能?；w中高的合金元素含量能提供的抗腐蝕性和抗氧化性。鈷基合金不發(fā)生同素異形轉(zhuǎn)變，鈷基合金 的熔敷金屬處于熱態(tài) （650℃以下）時(shí)，其硬度降低并不明顯，只有當(dāng)溫度升高到650℃以上時(shí)，硬度才明顯下降，當(dāng)溫度恢復(fù)到熱態(tài)以下時(shí)，其硬度又回復(fù)到接近原始的硬度。也 就是當(dāng)母材進(jìn)行焊后熱處理時(shí)，密封面的性能不會(huì)損失。 電站閥門(mén)是在閥體中間孔部位用電焊的方法堆焊鈷基合金加工成閥座密封面， 由于密封面處在閥體中間孔較深的位置，在堆焊時(shí)易產(chǎn)生夾渣和裂紋等缺陷。根據(jù)需要采用加工試件方法進(jìn)行深孔堆焊d802工藝試驗(yàn)。 在工藝試驗(yàn)過(guò)程中找出了易產(chǎn)生缺陷的原因。

①焊材表面污染。

②焊材吸濕。

③母材及填充金屬內(nèi)含有較多雜質(zhì)和油污。

④ 閥體焊接部位剛性大（特別是dn32～50mm）。

⑤ 預(yù)熱及焊后熱處理工藝規(guī)范選用不當(dāng)。

⑥焊接工藝參數(shù)選用不當(dāng)。

⑦焊接材料選擇不當(dāng)?shù)取?/p>

電站閥閥體在鈷基合金堆焊中產(chǎn)生裂紋的原因主要是閥體剛性大。在焊接過(guò)程中電弧形成熔池，向焊接部位不斷熔化加熱，而焊后溫度又快速下降，熔化金屬凝固形 成焊縫。如果預(yù)熱溫度低，焊層溫度下降必然很快。在焊層快速冷卻情況下，焊層的收縮率快于閥體的收縮率，在這種應(yīng)力作用下很快使焊層與母材形成一種內(nèi)拉應(yīng) 力，將焊層拉裂。在加工焊接部位時(shí)應(yīng)嚴(yán)禁出現(xiàn)尖角。 預(yù)熱溫度過(guò)低， 在焊接過(guò)程中熱量快速散發(fā)。層間溫度過(guò)低，焊層冷卻速度過(guò)快對(duì)于堆焊材料來(lái)說(shuō)是很不利的。焊材鈷基合金本身具有很高的紅硬性，在500～700℃ 工作時(shí)， 硬度能保持300～ 500hb，但是其韌性低，抗裂性較差，容易形成結(jié)晶裂紋或冷裂紋，故焊前必須進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱溫度視工件大小而定，一般預(yù)熱范圍取350-500℃ 。 焊接前焊條藥皮必須保持完好，避免吸濕。焊前在150℃下烘焙1h后放入焊條保溫筒內(nèi)。深孔堆焊坡口圓弧r 角在工藝容許前提下盡量采用較大值，一般為r≥3mm。dn10～25mm小口徑閥體可在深孔底部用焊條全部滿焊，必須保證層間溫度≥250*（2，在中 間收弧， 收弧時(shí)應(yīng)慢速提起焊條。工件焊前進(jìn)爐（250℃）加熱至350十 20℃ ，保溫1．5h后進(jìn)行施焊， 每層焊完后清除焊渣。同時(shí)控制層間溫度≥250c， 堆焊全部完成后清除焊渣。閥體焊后必須立即進(jìn)爐（450℃）保溫，待本批或本爐焊畢升溫至710±20℃ 回火，保溫2h 后隨爐冷卻， 當(dāng)爐溫 dn≥32mm閥體應(yīng)將堆焊坡口加工成u形，來(lái)解決堆焊鈷基合金時(shí)產(chǎn)生剛性過(guò)大引起的收縮性不均勻的問(wèn)題。在堆焊操作前，將工件清理干凈，工件進(jìn)爐（爐溫 為250℃），加熱至450～ 500℃ ，保溫2h，出爐施焊。先用鈷基合金焊條堆焊密封面， 每層焊完后清除焊渣，同時(shí)須控制層間溫度≥250℃ ，堆焊全部完成后清除焊渣。再用奧氏體不銹鋼焊條（高cr、ni含量的不銹鋼焊條） 將u形坡口焊滿。閥體焊接全部結(jié)束后立即進(jìn)爐 （450℃）保溫，待本批或本爐焊接完畢后升溫至 720±20℃ 回火。升溫速度150℃／h，保溫2h后隨爐冷卻。


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