如何堆焊高温高压阀门阀座

图8-21 三种硬质合金在不同温度下的硬度比较

1—铁基（EDCrNi-C-××） 2—镍基（EDNiCr-C） 3—钴基（EDCoCr-B-××）

某电站锅炉主蒸汽暖管闸阀阀座，公称尺寸NPS10，母材为F92（9Cr-2W-V）锻钢，要求堆焊其密封面，堆焊层尺寸厚为4mm，宽为20mm。

1.堆焊层合金系统的选择

考虑到零件的工作条件要求高温耐磨和耐腐蚀，应该选用堆焊硬质合金。硬质合金包括铁基硬质合金、镍基硬质合金和钴基硬质合金，这三类硬质合金的高温耐蚀性都能满足工作要求，但钴基硬质合金的高温耐磨性最好，如图8-21所示。如果是用在超临界和超超临界火力发电机组，钴基硬质合金最好，因为在600℃以上其硬度还较高。但如果是核电系统，因钴属于放射性元素，且核电系统的工作温度在400℃左右，故选用镍基硬质合金最好。

2.堆焊方法的选择

分别采用气焊、焊条电弧焊，钨极氩弧焊以及等离子弧焊四种方法对钴基硬质合金、材料进行堆焊，所得各堆焊层硬度见表8-10。

表8-10 四种堆焊方法所得堆焊层硬度

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从表8-10可以看出：气焊熔深最小，母材在堆焊层中比例小，故硬度值最高；焊条电弧焊及氩弧焊熔深较大，故堆焊层硬度下降；等离子弧堆焊层的硬度略低于气焊（但生产率却比气焊提高了3倍到10倍）。

鉴于钴基硬质合金塑性差，不能轧制和拔丝，但合金粉末易于配制，因此采用合金粉末渗合金方式。

由于工件较规则，便于自动堆焊，故采用合金粉末等离子弧自动堆焊法。

3.堆焊工艺的制订

钴基硬质合金塑性差，其膨胀系数与母材的相差较大，且母材F92锻钢也有淬火倾向，故为了减少热应力并防止产生裂纹，焊前必须采取预热措施。同时，堆焊焊缝较宽（20mm），故焊枪必须摆动。最后确定堆焊工艺规范见表8-11。

表8-11 堆焊钴铬钨工艺规范

注：等离子气体及送粉气体均为工业纯氩。

采用上述工艺，堆焊层一次堆焊成形，堆焊后经检验，无裂纹、夹渣和气孔等缺陷，质量合格。