阀门密封面等离子弧堆焊用合金粉末及技术要求

1.分类和牌号

（1）分类

合金粉末按构成基体的化学成分分为镍基、钴基、铁基合金粉末，见表10-9和表10-10的规定。

（2）牌号

1）JB/T 7744—2011中的编制方法：

①合金粉末牌号由三部分组成，其编制方法如下：

表10-9 合金粉末化学成分及硬度（J B/T7744—2011）

注：1.Ⅰ—用于低于700℃的高温高压蒸汽低合金钢、不锈钢阀门密封面堆焊，也适用于某些腐蚀介质的阀门密封面堆焊。

Ⅱ—用于低于600℃的高温高压蒸汽低合金钢阀门密封面堆焊。

Ⅲ—用于低于450℃的水、汽、油等弱腐蚀介质的碳素钢阀门密封面堆焊。

2.选择PT3101、PT3102用于闸阀时，推荐PT3101用于闸板堆焊，PT3102用于阀鹰堆焊；选择PT3103、PT3104用于闸阀时，推荐PT3103用于堆焊阀座、PT3104用于堆焊闸板，选择PT3108、PT3109用于闸阀时，推荐PT3108用于堆焊闸板、PT3109用于堆焊阀座。

表10-10 等离子弧堆焊合金粉末化学成分和物理性能（J B/T3168.1—1999）

注：F 12-52适用氧乙炔焰堆焊。

②第一部分用英文单词字首大写字母“PT”表示等离子弧堆焊用合金粉末。

③第二部分用两位阿拉伯数字表示合金类型。第一位阿拉伯数字表示大类：1代表镍基、2代表钴基、3代表铁基；第二位阿拉伯数字代表小类：1代表自熔性合金粉末。

④第三部分用两位阿拉伯数字（01～99）表示合金粉末材料序号。

2）JB/T 3168.1—1999中的编制方法：

①合金粉末牌号前面用汉语拼音字母“F”表示粉末。牌号本身由三部分组成。

②第一部分用阿拉伯数字1、2、3表示基类：1—镍基；2—钛基；3—铁基。

③第二部分用一位阿拉伯数字表示堆焊方法。1—氧乙炔焰堆焊；2—等离子弧堆焊。

④第三部分用两位阿拉伯数字表示堆焊层硬度参考值。第二、三部分中间用横线分开。例：

2.技术要求

（1）焊工资质

焊工应按照国家质量监督检验检疫总局颁布的《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》的规定，通过考试及取得相应资格证书，并通过等离子弧堆焊的专业培训及考试。

（2）堆焊材料

1）堆焊合金粉末（以下简称粉末）材料的化学成分、堆焊层硬度、粒度等均应符合JB/T3168.1—1999、JB/T 7744—2011的有关规定。

2）选用表10-9～表10-11之外的粉末材料，由供需双方协商确定，但其检验方法按JB/T3168.1～3168.3—1999、JB/T 7744—2011的规定。

3）粉末材料的质量应符合JB/T 3168.1—3168.3—1999、JB/T 7744—2011的要求，并附有粉末制造厂检验部门出具的质量合格证书。

4）每批粉末使用前应进行工艺试验及化学成分复验。化学成分分析按JB/T 3168.3—1999的规定。

5）粉末使用前应进行烘干，烘干时堆积厚度应小于5mm。烘干温度按表10-11的规定。

表10-11 烘干温度

6）烘干的粉末在空气中放置4h后再使用时应重新烘干，烘干次数最多不能超过两次。

（3）工艺评定

1）堆焊工艺评定按GB/T 22652—2008的规定。凡属下列情况之一者，必须进行工艺评定：

①初次使用的粉末品种。

②初次使用的母材。

③新的产品规格及结构形式。

2）通过工艺评定验证下列工艺参数的正确性：

①焊接规范。

②焊前预热温度及保温时间。

③堆焊层最小厚度、过渡层最小厚度。

④焊后热处理温度、保温时间和冷却曲线。

⑤必要时修正堆焊基面的形状及尺寸。

3）工艺评定结果的评价应符合GB/T 22652—2008的规定、工艺评定报告（PQR）和评定合格的工艺评定指导书（WPS）应归档，并据以制订或修订生产现场的工艺卡。

（4）堆焊工艺

1）堆焊基面（工艺平台）尺寸：

①根据阀门密封面的不同要求，堆焊基面推荐加工成图10-14所示三种中的任意一种形状（也可以是平面），其尺寸见表10-12。(www.xing528.com)

图10-14 堆焊基面形状尺寸

a）凸面 b）凹面 c）半凹面

表10-12 堆焊基面尺寸

①α也可为90°。

②应用机械切削方法加工堆焊基面，所有过渡处均应为圆角平缓过渡。

2）对焊件要求：

①不得有裂纹、气孔、缩松、疏松等缺陷。

②应清除油污、飞边、锈迹及其他杂物。

3）焊前预热：

①堆焊铁基粉末，当所选粉种及母材有预热要求时，则需预热。

②堆焊钴基、镍基粉末，公称尺寸大于DN25的碳钢焊件均需预热。

③预热温度根据母材而定。批量堆焊的零件应在炉中预热。常用母材的预热温度见表10-13。结构刚性大的工件预热温度取上限。

④预热保温时间根据工件大小及形状而定。

4）焊前检查：焊前应检查防护装置，确保安全可靠时才能进行操作。

5）堆焊过渡层：

①在母材为Cr-Mo型合金钢的情况下，公称尺寸大于DN150时，应堆焊过渡层。

②过渡层材料应选用防止裂纹产生及改善接头性能的18-8型、25-20型不锈钢焊接材料。

表10-13 母材预热温度及焊后热处理参数

①为避免奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀倾向，推荐采用430～480℃、保温8h的去除应力热处理。

③过渡层经机加工厚度应不小于2mm。

6）堆焊过程：

①严格按经工艺评定合格所提出的工艺规程进行。

②堆焊不应在灰尘严重、湿度不小于84%的环境下进行。

③堆焊过程中焊件层间温度不得低于预热温度下限，必要时层间需再次加热。

④堆焊高度及宽度应保证密封面加工后符合设计要求，其值应符合表10-14的规定。

表10-14 密封面堆焊高度和宽度 （单位：mm）

注：H—设计高度；B—设计宽度。

7）焊后热处理：

①堆焊后工件应立即装入热处理炉中，按表10-14的规定进行去除应力热处理。

②使用铁基粉末，当所选粉种及母材有热处理要求时，则需进行相应热处理。

③使用钴基、镍基粉末堆焊的碳素钢工件，公称尺寸不大于DN25时，可不进行去除应力的热处理。

（5）质量检验

1）焊后用目视或5～10倍放大镜检查，堆焊层表面及侧面不得有裂纹、气孔、缩孔、疏松和未熔合等缺陷。

2）检测焊件变形在允许范围之内，焊层能够满足机加工要求。

3）堆焊面经机加工后用着色检测方法检查，不得有裂纹、气孔、疏松、夹渣、未熔合等缺陷。一般每批检验数量为3%，但不少于10个，抽检中有一个不合格则再加倍抽样检查，仍有不合格的，则进行100%检查。

4）硬度试验可用产品或标准试样在环形密封面的周围按JB/T 3168.2—1999进行。硬度值应符合粉末技术条件及产品图样的要求。

5）堆焊工件精加工后堆焊层厚度应不小于1.6mm。

（6）缺陷修复

1）缺陷允许局部修复，但同一部位修复最多允许两次。

2）对气孔、夹渣、接头疏松和缩孔等缺陷，将缺陷清除即可；裂纹和未熔合则必须清除至露出母材金属为止。清除后底部应为适当的圆弧状，其尺寸如图10-15所示。

图10-15 缺陷清除的尺寸要求

3）去除缺陷可用角磨砂轮、旋转锉等工具，不得对堆焊部位直接施加强大冲击力。用着色检测方法确认缺陷已经去除后，方可进行焊接修复。

4）如果缺陷较多、连续分布且面积较大，应用机械加工方法将焊层切削掉后重新堆焊。

5）焊接修复可采用焊条电弧焊、氧乙炔焊或钨极氩弧焊方法。

6）焊接修复后按（5）“质量检验”的规定进行检验。