一種閥體密封面深孔堆焊工藝的製作方法

2023-05-16 03:05:16 5

專利名稱：一種閥體密封面深孔堆焊工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種閥體密封面深孔堆焊工藝，特別涉及一種採用F92耐熱鋼作為閥體進行密封面深孔人工堆焊的工藝。
背景技術：
截止閥是使用最廣泛的一種閥門，用於接通或截斷管路中的介質。其閥體具有一道環形密封面，該環形密封面可與閥芯密封面配合實現管道介質的切斷或導通。隨著我國火電事業的不斷發展，超臨界、超超臨界機組的運用越來越多，F92耐熱鋼以其優異的性能優勢在這些機組中發揮著重要的作用。F92耐熱鋼材料在我國使用的時間較短，國內尚無相關的標準和規範，而國外相關資料介紹工藝範圍太大，可操作性不強。在採用F92耐熱鋼作為閥體，在閥體密封面堆焊硬質合金層時，普遍採用的方法如圖1所示首先在閥體坯料1上加工從閥體的閥杆孔位置延伸至閥體密封面處的閥體中孔2，閥體中孔2，採用專用切削刀具在閥體中孔2底部切削出環形堆焊槽，在堆焊槽內堆焊硬質合金3，其堆焊焊條為D802，再對堆焊層進行機加工。由於閥體坯料的熱應力、組織應力、焊接應力以及其他應力大於F92材質抗拉強度的機率較高，因此易產生裂紋。另外，由於目前國內絕大部分閥體製造企業在堆焊過程中均採用人工施焊，深孔焊接時孔內充滿煙霧，可視性差，焊條須接長，完全靠焊工的個人感覺來操作，執行工藝根本無法保證，因此焊接質量不穩定，質量的波動較大，造成產品合格率低。需要進行多次補焊，不僅大大提高了生產成本，使生產周期拉長，多次補焊必然導緻密封面周圍組織的性能變壞，不僅影響使用壽命，還會留下安全應隱患。因此提供一種不易產生堆焊裂紋的閥體密封面深孔堆焊工藝勢在必行。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種採用F92耐熱鋼作為閥體進行密封面深孔堆焊且不易出現堆焊裂紋的工藝。為解決上述技術問題，本發明的技術方案為一種閥體密封面深孔堆焊工藝，其創新點在於所述方法步驟為鑽閥體中孔在閥體坯料上鑽一從閥體的閥杆孔位置延伸至閥體密封面處的閥體中孔，該閥體中孔為盲孔；鑽工藝孔在閥體坯料的閥體中孔底部鑽同心且直徑小於閥體中孔的工藝孔；焊接在閥體坯料的工藝孔與閥體中孔之間的軸肩面處進行硬質合金的堆焊；熱處理對閥體坯料進行熱處理；機加工對閥體坯料的密封面進行機加工。進一步的，在所述堆焊工序之前，在閥體坯料的閥體流道位置鑽一與工藝孔導通的排煙孔，所述排煙孔內插一與引風機連通的排煙管。進一步的，所述熱處理工序中，閥體坯料在完成焊接後立即送入爐溫300°C且斷電後的電爐內進行緩冷，緩冷至100°c，緩冷時間2-3小時；再以不超過150°C /h的速度升溫至730-780°C;保溫4-5小時後，以不超過150°C /h的速度冷卻到300°C;冷卻至300°C以下後，可打開爐門再冷卻至100°C以下即可出爐。本發明的優點在於在閥體中孔底部鑽工藝孔，工藝孔孔徑保證施焊面積達到密封面堆焊的加工寬度即可，對工藝孔與閥體中孔之間的環形軸肩面進行堆焊，使得堆焊層內應力能夠得到釋放，從根本上將綜合應力降到一個比較安全的範圍之內，避免裂紋的產生。而堆焊層的內壁與母材不接觸，不存在熔合現象，保證堆焊層的硬度，保證密封性能。另夕卜，省去了工藝孔位置的堆焊材料，節約焊條近2/3，降低了生產成本。進行人工焊接時，可在堆焊之前，在閥體流道位置鑽與工藝孔導通的排煙孔，焊接時產生的煙氣通過排煙孔由引風機吸出，為焊接提供良好的視野，改善焊接條件，焊接時工藝的執行得到保證。在進行多次小批量驗證生產試驗後，一次合格率高，提高了生產效率， 降低了企業製造成本。在熱處理工序中，閥體坯料在完成焊接後立即送入電爐進行緩冷至100°C，升溫至 730-780°C後保溫4-5小時，隨爐冷卻到300°C後打開爐門冷卻至100°C以下出爐，可最大限度的降低焊接熱應力、組織應力、保證組織轉變完全、充分，避免淬火馬氏體出現在經過焊後熱處理的焊件上，進一步提高一次合格率。


圖1為傳統的閥體密封面堆焊示意圖。圖2為本發明中鑽有閥體中孔的閥體結構示意圖。圖3為本發明中鑽工藝孔的閥體結構示意圖。圖4為本發明中閥體密封面堆焊示意圖。
圖5為本發明中閥體密封面堆焊後結構示意圖。
具體實施例方式具體步驟為首先鑽閥體中孔如圖2所示，在閥體坯料1上鑽一從閥體的閥杆孔位置延伸至閥體密封面A處的閥體中孔2，該閥體中孔2為盲孔，該閥體中孔2的孔徑大小要求給後續機加工留有一定的餘量。然後鑽工藝孔如圖3所示，在閥體坯料1的閥體中孔2底部的密封面A處鑽一同心且直徑小於閥體中孔2的工藝孔4，該工藝孔4孔徑保證施焊面積達到密封面堆焊的加工寬度以及要求給後續機加工留有一定的餘量。設置排煙結構如圖4所示，在閥體坯料1的閥體流道位置鑽一與工藝孔4導通的排煙孔5。在排煙孔5內插一與引風機連通的排煙管。然後再進行焊接在閥體坯料1的工藝孔4與閥體中孔2之間的軸肩面處即密封面A處進行硬質合金3的堆焊，焊條材料為D802。焊接完成後進行熱處理閥體坯料1在完成焊接後，溫度在300-450°C左右，立即送入爐溫300°C且斷電後的電爐內進行緩冷到100°C。由於在不同的冷卻條件下F92材質的馬氏體轉變結束溫度Mf最低為105°C，冷至100°C，可確保過冷奧氏體均能夠滿足轉變條件。緩冷時間為2-3小時，該時間段中過冷奧氏體轉變量達到99%以上，若緩冷時間小於2 小時，則過冷奧氏體轉變量小於80%，緩冷時間過長則降低效率。緩冷後升溫至730_780°C，在730_780°C的溫度範圍中，溫度越高，殘餘應力越低。保溫4-5小時後，冷卻至300°C以下。此階段升溫速度和冷卻速度須嚴格控制< 150°C /h 以內，避免新的熱應力形成造成開裂的概率加大。當閥體坯料1冷卻至300°C以下後，由於電爐在300°C以下冷速極慢，遠遠< 150°C /h，為縮短生產周期，此時可打開爐門加快冷卻速度至100°C以下，即可出爐。 最後進行機加工對閥體坯料的密封面進行粗車加工以及精車加工。
權利要求
1.一種閥體密封面深孔堆焊工藝，其特徵在於所述方法步驟為A.鑽閥體中孔在閥體坯料上鑽一從閥體的閥杆孔位置延伸至閥體密封面處的閥體中孔，該閥體中孔為盲孔；B.鑽工藝孔在閥體坯料的閥體中孔底部鑽同心且直徑小於閥體中孔的工藝孔；C.焊接在閥體坯料的工藝孔與閥體中孔之間的軸肩面處進行硬質合金的堆焊；D.熱處理對閥體坯料進行熱處理；E.機加工對閥體坯料的密封面進行機加工。
2.根據權利要求1所述的閥體密封面深孔堆焊工藝，其特徵在於在所述堆焊工序之前，在閥體坯料的閥體流道位置鑽一與工藝孔導通的排煙孔，所述排煙孔內插一與引風機連通的排煙管。
3.根據權利要求1所述的閥體密封面深孔堆焊工藝，其特徵在於所述熱處理工序中，閥體坯料在完成焊接後立即送入爐溫300°C且斷電後的電爐內進行緩冷，緩冷至 IOO0C,緩冷時間2-3小時；再以不超過150 V /h的速度升溫至730-780 V ；保溫4_5小時後， 以不超過150°C /h的速度冷卻到300°C ；冷卻至300°C以下後，可打開爐門再冷卻至100°C 以下即可出爐。
全文摘要
本發明涉及一種閥體密封面深孔堆焊工藝,其創新點在於步驟為在閥體坯料上鑽一從閥體的閥杆孔位置延伸至閥體密封面處的閥體中孔；在閥體坯料的閥體中孔底部鑽同心且直徑小於閥體中孔的工藝孔；在工藝孔與閥體中孔之間的軸肩面處進行硬質合金的堆焊；對閥體坯料進行熱處理；最後對閥體坯料的密封面進行機加工。在閥體中孔底部鑽工藝孔，工藝孔孔徑保證施焊面積達到密封面堆焊的加工寬度即可，對工藝孔與閥體中孔之間的環形軸肩面進行堆焊，將綜合應力降到一個比較安全的範圍之內，避免裂紋的產生。而堆焊層的內壁與母材不接觸，不存在熔合現象，保證堆焊層的硬度，保證密封性能。另外，省去了工藝孔位置的堆焊材料，節約了焊條。
文檔編號F16K27/00GK102518853SQ201110380548
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月25日 優先權日2011年11月25日
發明者劉海峰, 夏明民, 尤廣泉, 黃祥 申請人:南通市電站閥門有限公司