使用等离子弧堆焊技术做阀门密封面堆焊需具备的条件

      等离子弧堆焊技术通常采用等离子焊作为电源，合金粉末作为焊材进行堆焊作业。因为其具有高速高效，焊材选择范围广，稀释率可控，操作便捷，容易实现自动化和可以获得极高的焊接质量等特点，在阀门密封面的堆焊领域得到广泛的应用。

      用户在等离子弧堆焊技术在阀门密封面堆焊作业中，应具备如下条件：

一.工况条件

      工作场地海拔高度不大于3500，环境温度在10℃-30℃。空气相对湿度在日平均温度不高于25℃时，最湿月份的平均**相对湿度为95%。

      设备应安置在无严重危害或影响设备正常使用的爆炸性或腐蚀性工业气体、水蒸汽、盐雾和化学性沉积物处，并应远离剧烈震动和颠簸的场合。

二.硬件条件

1.电源

      具备相应的工作用电能力，如电网电压为380V或220V电源，并配置空气断路器（空开），具备火线、零线、地线接入的能力。

2.气源

      需要使用氩气作为气源，纯度为99.99%（含）以上。

3.材料

      可以使用铁基、镍基、钴基、碳化钨类等合金粉末，粉末颗粒度在100-300目之间，球形或者类球形，流动性能好，且需要保持粉末干燥。

4.设备

（1）具备等离子堆焊机或者自动化等离子自动堆焊设备。

（2）具备辅助加热设备，如电阻炉、高频炉、火焰枪等。

（3）具备排风和除尘设备，如烟雾净化器、排风扇等。

（4）必要的劳动防护用品，如电焊帽、防护服等。

三.人员条件

      操作人员需要取得相应的焊工资质，应经过应急管理部组织的专业的焊接与热切割培训和考试，取得相应资格证书。

      操作人员文化基础不能太薄，年龄尽量年轻化，以不超过35周岁为最宜。

四.工艺条件

1.焊材选择与处理

在实际生产中，焊材选择与处理的情况直接影响到堆焊层的质量。

（1）堆焊合金粉末材料的化学成分、堆焊层硬度、粒度等均应符合国家有关规定，比如JB/T 3168.1～3168.3、JB/T7744等。

（2）合金粉末材料的质量应符合国家标准要求，并附粉末制造厂检验部门出具的质量合格证书。

（3）每批合金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 3168.2、JB/T 7744 的相关规定执行。

（4）合金粉末使用前应进行烘干，烘干时堆积厚度应小于 5 mm，烘干温度和时间按下表执行：

（5）烘干的合金粉末在空气中放置超过4小时后再使用时应重新烘干，烘干次数最多不能超过两次。

（6）散落的合金粉末，可以回收，但是不可以进行二次使用。

2.对工件的要求

（1）工件需要堆焊的位置，不得有裂纹、气孔、缩孔、疏松等缺陷。

（2）工件需要堆焊的位置，应清除油污、飞边、锈迹及其他杂物。

（3）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。

3.热处理工艺

      为了防止堆焊层出现应力裂纹，堆焊钴基、镍基合金粉末，公称尺寸大于 DN25 的碳钢焊件均需预热。堆焊铁基合金粉末，当所选粉种及基体材料有预热要求时，则需预热。批量堆焊的零件应在炉中预热。预热温度根据基体材料而定。常见基体材料预热温度如下表：

      堆焊过程中应保证堆焊的层间温度不低于预热温度下限，超大型工件需要在堆焊过程中持续加热保温，以防止冷却过快导致应力裂纹。堆焊后，工件应立即装入热处理炉中，严格按工艺规定的保温温度、时间进行去应力热处理。使用钴基、镍基合金粉末堆焊的碳素钢工件，公称尺寸不大于 DN25，可不进行去应力热处理。使用铁基合金粉末，当所选粉种及基体材料有热处理要求时，则需进行相应热处理。

4.堆焊过渡层问题

（1）如果有基材为 Cr-Mo 型合金钢的情况，当公称尺寸大于DN150 时，应该堆焊过渡层。

（2）过渡层材料应选用防止裂纹产生及改善接头性能的奥氏体不锈钢为焊接材料。

（3）过渡层经机加工后厚度应不小于 2 mm。

5.堆焊过程控制

（1）焊前应检查防护装置，确保安全可靠时才能进行操作。

（2）严格按经工艺评定合格所提出的工艺规范进行。

（3）堆焊不应在灰尘严重、湿度不小于84%的环境下进行。

（4）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。

（5）堆焊高度及宽度应保证密封面加工后符合设计要求。

（6）控制环境温度，一般以10-25 ℃**。冬季，当环境温度接近或者低于冰点时，制冷水箱冷却液要换成防冻液，以防天气太冷，制冷水箱不能正常工作。

（7）焊接过程中，铜嘴和钨针持续受热，铜嘴沾染焊渣和钨极烧损不可避免。建议两小时停机一次，进行焊枪铜嘴清理与钨极磨削，保证电弧稳定性。

（8）在堆焊钴基材料时，工件所承受的热量不应过高，过高会导致钴元素烧损大，材料性能下降。同时，过高的热量也会导致焊层稀释率增高，影响焊层性能，包括硬度以及含铁量等。因此，在此过程中，一是要控制好焊接的焊接电流，二是要控制好焊接线速度。合金粉末输出量根据实际情况进行调整。

6.缺陷修复

（1）堆焊过程中，万一出现缺陷问题，允许局部修复，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。其尺寸参见如下：

（3）去除缺陷可用角磨砂轮、旋转锉等方法，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）如缺陷较多，连续分布且面积较大，应用机械加工方法将焊层加工掉后重新堆焊。

（5）焊接修复可采用焊条电弧焊、等离子焊或钨极氩弧焊。

（6）修复后的工件，在做完机加工后，需要进行探伤检测。

      以上工艺要求为建议性，需方可以根据实际生产情况进行自主的工艺评定，制定工艺标准。