球墨鑄鐵閥門基體上堆焊不銹鋼密封面的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及閥門密封面的加工工藝，尤其是涉及一種球墨鑄鐵閥門基體上堆焊不銹鋼密封面的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]中國專利“CN 102785004A”公開的“球墨鑄鐵閥門基體上堆焊不銹鋼密封面的工藝”在實際焊接過程中，存在以下問題:L需要將閥門基體進行預熱，預熱溫度100?250°C，焊后將堆焊有不銹鋼密封層的閥門基體置于350?400°C溫度下保溫2小時；因此對焊接溫度和預熱時間有很高的要求；2.采用保護氣體為氬氣和二氧化碳混合氣體保護焊，焊接溫度高，二氧化碳造成焊接飛濺大，焊接表面成型差，在冷卻時即使采用上述保溫措施，由于該焊接工藝的局限，球墨鑄鐵也會因為受熱不均勻，內(nèi)外層冷卻速度不一致而出現(xiàn)裂痕；3.焊接時，容易出現(xiàn)肉眼看不到的焊縫或者裂紋，即使產(chǎn)品做壓力試驗時，也檢測不到焊縫或者裂紋，但是在使用時，由于液體沖擊產(chǎn)生振動，而球墨鑄鐵的韌性差，焊接處存在應力集中，因此隱藏在堆焊層內(nèi)的裂痕會不斷擴大，造成密封不嚴實，出現(xiàn)密封面液體滲漏，甚至焊層脫落；并且在實際操作時，對焊工技術(shù)、焊接條件等因素要求高，勞動強度大，工藝復雜，實際成本率低，需要多次補焊，不適合大規(guī)模批量生產(chǎn)。4.采用上述工藝焊接的密封面，由于無法進行退火或者正火處理，加工性能差，存在夾渣、氣孔、硬度高以及存在分布不均勻的加工硬點，采用普通硬質(zhì)合金刀加工時，加工粗糙度差，容易打刀，易產(chǎn)生積削瘤，需要多次修磨刀刃；5.球墨鑄鐵和不銹鋼咬合處，出現(xiàn)滲碳和晶間腐蝕，使不銹鋼喪失防銹能力，另外因為殘余應力等原因?qū)е落P蝕加快。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種工藝合理、生產(chǎn)效率高、成本低廉且焊接質(zhì)量穩(wěn)定球墨鑄鐵閥門基體上堆焊不銹鋼密封面的工藝。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明焊接時，采用脈沖熔化極氣體保護焊:焊接方式為全自動焊接，焊接電流為脈沖直流，陽極為反接，保護氣體為惰性氣體，所述焊接完成后在球墨鑄鐵閥門基體上形成有不銹鋼堆焊層。
[0005]進一步，焊接時，所用的焊接電流為150?180A，所用惰性氣體的流量為10?17L/min ;焊接速度為8?15cm/min。
[0006]進一步，所述不銹鋼堆焊層的厚度為2~4mm。
[0007]進一步，焊接完成所述不銹鋼堆焊層后，在所述閥門基體和焊接用焊材的焊接起始接口處覆焊一層長度為的退弧焊層。
[0008]進一步，焊接所述不銹鋼堆焊層和/或所述退弧焊層所用的焊材直徑為Φ 0.8ι?πι~Φ 1.2mm的實心不銹鋼焊絲。
[0009]進一步，焊接所述不銹鋼堆焊層和/或所述退弧焊層的室內(nèi)空氣相對濕度為20%~60%o
[0010]進一步，所述惰性氣體為氬氣和/或氦氣。
[0011]進一步，焊接所述不銹鋼堆焊層和/或所述退弧焊層的焊接電流為150A，焊接所述不銹鋼堆焊層和/或所述退弧焊層的焊接氣體流量為12L/min。
[0012]進一步，焊接所述不銹鋼堆焊層和/或所述退弧焊層的焊接速度為12cm/min。
[0013]進一步，所述不銹鋼堆焊層的厚度為3mm。
[0014]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明在于焊接的密封面具有冶金結(jié)合的堆焊層，強度可靠；無氣孔、裂紋等缺陷，性能穩(wěn)定；焊接過程中無飛濺，焊材利用率高，工藝合理，操作方便，可實現(xiàn)自動化及批量生產(chǎn)，工作效率高。與旋壓、包焊及鑲嵌不銹鋼環(huán)工藝相比較，省去了劃線、下料、卷板、對焊和旋壓等多道工序；由于密封面為具有冶金結(jié)合的堆焊層，耐熱能力更強，適用溫
度范圍更廣；應用在實際生產(chǎn)中，產(chǎn)品一次合格率在98.5%以上。經(jīng)冷、熱動作壽命試驗，壓力試驗，沖擊試驗，流體阻斷性能試驗和端部加載試驗等，證明堆焊密封層可完全滿足國標《GB/T13927》(壓力試驗)、《GB2106》(沖擊試驗)、機械行業(yè)標準《JB/T5296》(流體阻斷性能試驗)、《ASMEQME-1QVP-7361.1》(冷動作壽命試驗)、《ASMEQME-1QVP7362.1》(熱動作壽命試驗)和《ASMEQME-1QVP7332.1》(端部加載試驗)等規(guī)范和工礦的使用要求。
[0015]本發(fā)明省去了焊前預熱和焊后保溫的工序，極大提高了生產(chǎn)效率。在焊接時不會出現(xiàn)白口組織、晶體偏析、應力分布不均勻或裂紋；焊接完成降溫，可以空冷，不會出現(xiàn)裂痕等不明顯裂紋。在實際長時間使用時，不會因為液體的沖擊，出現(xiàn)密封面液體滲漏，甚至焊層脫落；實際焊接操作時，對焊工技術(shù)、焊接條件的選定等因素要求低，成本率高，不需要補焊，加工成本低、抗拉強度高、不易變形、抗氧化，適合大規(guī)模批量生產(chǎn)。
[0016]采用本發(fā)明工藝的密封面加工性能好，不存在夾渣、氣孔、有加工硬點，采用普通硬質(zhì)合金刀(YG8、YffU YW2或者YT30等)加工，不用購買造價高的陶瓷刀具或者立方氮化硼刀具，并且加工粗糙度高(Ra0.8~3.2)，尺寸精度(IT5~8)，不需要多次修磨刀刃；球墨鑄鐵和不銹鋼咬合處銜接性好。
[0017]增加退弧焊層，可以使得焊接更加牢固，使得焊接出口避開焊接的接口處，防止焊接起始接口缺焊，將焊接起始接口的焊接層補焊的更加牢固。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明包括下述步驟:
第一步，將閥門基體待焊接的部位清理干凈，并放于自動堆焊工作臺上待焊，送絲機放置直徑為Φ0.8πιπι~Φ1.2mm的實心不銹鋼焊絲，例如304、308、309和316等牌號的Φ 1.2mm實心不銹鋼焊絲。如果焊接室內(nèi)溫度為18°C~40°C，優(yōu)選18°C~22°C，焊接效果好；進一步，室內(nèi)空氣相對濕度為20%~60%，優(yōu)選20%~40%，焊接效果更佳；焊接適合我國絕大部分地區(qū)的全年室內(nèi)溫度和空氣濕度，尤其在北方地區(qū)焊接效果會更好。所述閥門基體包括閥體基體和閥板基體。
[0019]第二步，采用脈沖熔化極氣體保護焊:焊接方式為全自動焊接，焊接電流為脈沖直流，陽極為反接，電流為150?180A，優(yōu)選150A，電流過小會出現(xiàn)閥門基體和焊材即不銹鋼焊絲，無法熔合，容易產(chǎn)生未焊透等缺陷，電流過大會造成焊層出現(xiàn)裂紋、焊瘤等缺陷，成型不好。保護氣體為氬氣，可以是氦氣或者氬氣和氦氣的混合氣體等惰性氣體，氣體的流量為10?17L/min，優(yōu)選12L/min ;焊接速度為8?15cm/min，優(yōu)選12cm/min，如果焊接速度過快，熔深增加使焊層稀釋率增加，該不銹鋼堆焊層的化學成分難以保證，結(jié)合層易出現(xiàn)裂紋；焊接速度過慢，焊層厚度增加過多，容易產(chǎn)生焊瘤，且浪費焊材。本工序完成后在閥門基體上形成有不銹鋼堆焊層，該不銹鋼堆焊焊接層的焊厚度為2-4mm，優(yōu)選3mm。采用上述優(yōu)選參數(shù)，焊接效果最佳。
[0020]第三步，焊接完成后，為更好的防止開裂，在閥門基體和焊材的焊接起始接口處覆焊一層長度10mm-15mm的退弧焊層。
[0021]下面以兩個具體實施例來詳細說明在球墨鑄鐵閥門基體上堆焊不銹鋼密封面的工藝:
實施例1:
閥門基體為球墨鑄鐵QT450-12，以脈沖熔化極氣體保護焊堆焊308不銹鋼實芯焊絲:焊機:電焊機NBC-350 (逆變式二氧化碳氣體保護焊)；焊接室內(nèi)溫度在18°C _22°C、空氣相對濕度為20°/『40%。以脈沖熔化極氣體保護焊，接頭型式為平位堆焊，焊絲直徑Φ1.2，焊層最小厚度為2mm，單層焊，保護氣體氬氣的氣體