全焊接球阀密封面堆焊方法(上）
1．前言堆焊是一种应用较为广泛的焊接方法，可以获得性能优良的抗腐蚀、耐磨
损的堆焊层，从而保护设备的安全及有效运行。阀门作为制动以及管道和设备安全的蓖要环节，对设备的安全运行以及操作人员的人身安全都至关重要。目前的阀门的密封面大多使用堆焊的方法来获得满足使用要求的耐腐蚀、抗磨损性能。堆焊是阀门行业使用最为广泛的焊接方法。由于基体材料多变，阀门密封面的要求也不尽相同，因此在阀门的堆焊中，工艺变化很大。
针对不同的母材和使用场合，需要制定不同的焊接工艺规范。目前，在阀门研制和生产制造中，钴基硬质合金以其无可替代的卓越综合性能被广泛应用到各类阀门密封面的堆焊中。这种合金以铸造成型为主，制成焊丝和焊条及粉末等堆焊材料，采用气焊、电弧焊、惰性气体保护焊、喷焊等工艺方法制造，以获得阀门密封面的表面硬化层。本文就以钴基合金作为堆焊材料，配合几种常用的焊接方法，对阀门堆焊工艺进行研究探讨。同时，对阀门耐磨损堆焊的一些常用的材料进行介绍和总结。
2．堆焊材料表1、表2分别介绍了用于阀门堆焊的焊条和粉末等离子堆焊合金粉末的牌号，堆焊材料的化学成分以及堆焊层硬度。
由此可见，目前国外采用的用于抗磨、抗热、抗腐蚀的堆焊合金都是以钴基、铁基、镍基为基础的，但各国的资源不同，都在努力寻求发展具有自己特点的合金材料。在我国，按照JB/T6438-92《阀门密封面等离子弧堆焊技术要求》的内容，常用基体材料主要有：25、35、40、WCB、ZGlCrl8Ni9Ti、ZGlCrl8Ni9、ZGCr5Mo、ZG20CrMoV、1Cr5Mo、12CrMo、15CrMo、12CrlMoV、15CrlMoV、WC6、WC9、1Crl3、2Crl3、1Crl8Ni9、1Crl8Ni9Ti、1Crl8N．12M02Ti。
表1国外耐磨阀门密封面堆焊用焊条焊条牌号手工堆焊金属化学成分（%）硬度HRC国别CSiMnCrNiMoWFeCoNbECoCr0.7-1.4≤2.0≤2.026-32≤3≤1.03-6≤5余-38-42
美国1.6-2.21.5-2.6-25-32--4-5≤4余-40-50前苏联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
德国YOHU-13H0.1-0.3≤0.7≤0.812-14≤0.6--余--33-48前苏联CR-550.330.360.3612.87---余--45-51日本CRIOUR-240.21.51.513-1.1-余--40-52
德国表2国外阀门密封面堆焊用合金粉末合金粉末牌号手工堆焊金属化学成分（%）硬度HRC国CSiMnCrNiMoWFeCoB司太立N061.01.0<128≤3-4.0≤3余--
德国钴基No1580.751.25125.5--4.00.7余0.743
美国福田合金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
前苏联镍基合金410.45319余--3.751240前苏联0.3-0.61.5-4-12-15余--<5-1.5-2.545-50
前苏联铁基合金902.751127---余--52美国同时，按照GB/T984-2001《堆焊焊条》的内容，目前常用的堆焊焊条有60多个型号的产品。
另外，随着技术的发展，近几年，国内外很多科研单位都开发出了性能优异的耐磨损合金粉末。耐磨损堆焊主要是使用钴基合金：EDcoCr××-××，以及wC粉末：EDW××-××。对于WC管状焊条，其型号第一个字母“E”表示焊条；第二个字母“D”表示用语表面耐磨堆焊；后面字母“G”和元素符号“WC”表示WC管状焊条，其后数字1、2、3表示芯部wc粉化学成分分类代号。
短划后面为wc粒度代号，用通过筛网和不通过筛网两个目数表示，以“/”相隔，或只用通过筛网的一个目数表示(见表4)。表3WC粉的化学成分型号粒度分布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、焊条型号种的×表示1或者2或者3；
2、允许通过筛网的筛上物≤5%。表4WC粉的颗粒型号CSiNiMoCoWFeThEDGW1-×3.6-4.2≤0.3≤0.3≤0.6≤0.3≥94≤1≤0.01EDGW2-×6-6.2≥91.5≤0.5EDGW3-×由供需双方商定3．堆焊方法目前钴基合金的堆焊常用方法有等离子弧焊、氩弧焊、氧乙炔堆焊、电弧焊等。
等离子弧焊主要是利用弧柱等离子体热来加热金属。等离子弧的特性是能量密度可达10000—100000W/cm2，其温度可达18000～24000K。通过控制粉末送给量的稳定和灵活的可调性，非转移弧与转移弧的电流规范送粉气与离子气的精确调节转动台速度的调节，喷枪摆幅与摆动频率的调节，喷嘴与工件的距离等参数，可以堆焊出其他焊接方法无法实现的高硬度、高强度，特别是其他焊接方法无法焊接的高熔点、高强度合金粉末。
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