CN102862029A - 一种阀体的焊接方法及阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阀体的焊接方法,特别涉及到关于F91材质的阀体焊接工艺。本发明的发明目的是提供一种阀体焊接的方法,解决以往F91阀体的密封面焊接后产生裂缝的问题。本发明是这样实现的:一种F91材质阀体密封面的焊接工艺,其特征在于,包括以下步序:总体分两部分,阀体焊和阀瓣焊;本发明所解决的第二个发明问题是:提供一种F91焊接的阀体,解决以往F91焊接阀体容易开裂的现象。

Description

一种阀体的焊接方法及阀
技术领域
本发明涉及一种阀体的焊接方法,特别涉及到关于F91材质的阀体焊接工艺。 
背景技术
F91钢的材料为Cr9Mo1V钢,属于马氏体型耐热钢,钢中主要元素:(1)钒元素能提高室温、中温强度和热强性,增加钢在高温下的组织稳定性,改善低碳合金钢的焊接性能。 
(2)铬元素能提高钢的抗氧化性、抗腐蚀性及高温强度。 
(3)钼元素主要是提高强度并抑制铬钢的热脆性倾向。 
F91钢具有较大的淬硬倾向和冷裂倾向,焊接时可能产生冷裂纹和热裂纹;F91钢是中合金钢,合金含量较高,Cr、Mo元素含量分别达到9.50%和1.05%,使其具有相当的空淬性,Cr、Mo、Mn、Ni等元素都可以显著地提高钢的淬硬性,在焊接过程中易产生裂纹。F91钢在正常条件下焊接裂纹达100%。F91钢的可焊性较差,焊接时为保证焊接质量,必须采用特殊的技术处理工艺。 
阀体的制作过程中,由于密封要求高,其密封面不能有裂纹,要求相当高,而对于上述用F91材质制作的阀体,在后续工作焊制密封面进就更容易产生裂纹了。 
发明内容
本发明的发明目的是提供一种阀体焊接的方法,解决以往F91 阀体的密封面焊接后产生裂缝的问题。 
1、为完成上述发明目的,本发明是这样实现的:一种F91材质阀体密封面的焊接工艺,其特征在于,包括以下步序:总体分两部分,阀体焊和阀瓣焊; 
 阀体焊; 
(1)焊P91 
a.阀体工件预热; 
将整个阀体放入放在箱式炉里加热,加至400-450℃,在此温度上持续保温2小时; 
b.将直径¢4mm的P91本体焊条烘培150-200℃保温1.5小时; 
(2)焊A302 
阀体冷却后,再直接将A302焊条烘培,烘培温度为150-200℃,保温2小时; 
(3)金加工 
车平打底面,探伤检察; 
(4)焊D802: 
将上一步探伤后确认完好的工件放到炉箱同进行预热,加热温度在500-550℃,同时保温2小时; 
焊D802,将D802焊条加热到200-250℃,同时保温1.5小时;焊后回火:720℃保温3小时。 
阀瓣焊; 
将阀瓣进行预热,预热后直接焊D802;焊好后回火。 
本发明采用特殊的组合焊接方法,对于易断裂F91阀体和阀瓣进行焊接,单独使用F91钢是中合金钢,合金含量较高,Cr、Mo元素含量分别达到9.50%和1.05%,使其具有相当的空淬性,Cr、Mo、Mn、Ni等元素都可以显著地提高钢的淬硬性,在焊接过程中易产生裂纹。F91钢在不预热条件下焊接裂纹达100%。 
A302奥氏体不锈钢具有优良的耐腐蚀性能,比铁素体和珠光体钢更好的抗高温氧化性能,同时还有优良高温热强性能。此钢容易焊接,不因温度变化发生相变。对氢脆不敏感,在焊态下奥氏体不锈钢也有较好的塑性和韧性。焊接的主要问题:易产生焊接热裂纹、脆化、晶间腐蚀、应力腐蚀、表面氧化,此外,因其导热性能差,线膨胀系数大,所以焊接应力和焊接变形较大。 
D802焊条在钴铬钨堆焊合金中,碳及钨含量较低,韧性最好的一种,能承受在冷热条件下的冲击,产生裂缝的可能性小,用硬质合金刀具容易切削加工,金相组织为奥氏体和共晶体。 
为解决问题本专昨在F91钢的可焊性较差的情况下,通过焊接时采用严格的焊前预热、焊后热处理等工艺措施,从而保证焊接质量。 
对于A302解决措施是:为了避免焊缝枝晶粗大,以致增大偏折,应尽量采用小的热输入量,不预热、降低层间温度,不回火等。 
于是形成了用P91主要是跟本材料打底的,A302焊接性能好,主要是起过渡作用的,减少裂纹的,D802是硬质合金阀门密封面耐高温耐高压的,利用上述方法进行焊接,使阀体整体固若金汤。 
对上述技术方案作进一步的改进,在阀体焊的第(1)步中的焊 P91焊条时,其焊接厚度为1MM。从上述介绍中我们也了解了,其P91主要用于打底,因此,其实厚度也没有必要太厚。在阀体焊的第(2)步中的焊A302焊条时,焊接两层,层间最高温度保持在200以下,每层的高度为1MM。我们上面已经说了,要解决焊缝枝晶粗大,以致增大偏折,应尽量采用小的热输入量,不预热、降低层间温度,不回火,本技术方案便使其层间温度低于200度,进而克服罪上述问题。 
对上述技术方案作进一步的改进,在第阀体焊的(3)步中车平打底面,保证深度1mm;检查密封面无裂纹、气孔、夹渣。在第(4)步中,D802焊两层,共5-6mm;层间最高温度保持在300以下。我们上面介绍过D802焊条在钴铬钨堆焊合金中,碳及钨含量较低,韧性最好的一种,能承受在冷热条件下的冲击,产生裂缝的可能性小,因此我们采用了D802的硬质合金阀门作密封面。 
本专利所解决的第二个发明问题是:提供一种F91焊接的阀体,解决以往F91焊接阀体容易开裂的现像。 
在阀体的密封面由内至表为三层不同的材质,其中最里层为P91焊条焊接形成,中间层为A302焊条焊接形成;最外层为D802焊条焊接形成。 
P91焊接厚度为1MM;A302焊接厚度为1MM;D802焊接厚度为5-6MM。本专利在焊接处采用三种材质相结合,最终让本体材料和三种焊条材料结全为一个整体,解了以往阀体结合处开焊的问题,从而也提高了成品率和工作效率。 
具体实施方式
为了更进一步的说明本发明的制作过程,以及采用该制作方法所获得的优点,下面结合附图作进一步的描述。 
首先我们先来谈F91钢的特点: 
F91钢的材料为Cr9Mo1V钢,属于马氏体型耐热钢,钢中主要元素: 
(1)钒元素能提高室温、中温强度和热强性,增加钢在高温下的组织稳定性,改善低碳合金钢的焊接性能。 
(2)铬元素能提高钢的抗氧化性、抗腐蚀性及高温强度。 
(3)钼元素主要是提高强度并抑制铬钢的热脆性倾向。 
1.化学成份: 
Figure DEST_PATH_GDA0000234713941
2.机械性能: 
抗拉强度(σb) 屈服强度(σs) 延伸率(δ) 收缩率(ψ) 硬度HB
585(MPa) 415(MPa) 20% 40% ≤248
从上述数据及性能我知道,F91作为阀体的材质相当合适,可是我们再看看以下特点,您可能要马上改变想法。 
F91钢是中合金钢,合金含量较高,Cr、Mo元素含量分别达到9.50%和1.05%,使其具有相当的空淬性,Cr、Mo、Mn、Ni等元素 都可以显著地提高钢的淬硬性,在焊接过程中易产生裂纹。F91钢在不预热条件下焊接裂纹达100%。 
而为了让阀体能具有上述特性,我们采用下述办法完成;先预热焊P91,然后冷焊A302,最后预热焊D802硬质合金。本体材料焊接选用P91,直径¢4mm;不锈钢焊条选用A302,直径¢4mm;硬质合金焊条选用D802,直径¢5mm。 
具体方法如下:(1)焊P91: 
A: 工件预热:400-450℃X2h保温。 
B: 电焊条烘培:150-200℃X1.5h保温。 
C: 焊接电流:220A。 
D: 焊接电压:25V。 
E: 焊接最高层间温度≤300℃为宜。 
(2)焊A302: 
A:  电焊条烘培:150-200℃X1.5h保温。 
B:   F91阀体不预热、不回火。 
C:  焊接电流:200-210A。 
D:  焊接电压:22V。 
E:    金加工: 
A:  车平打底面,保证深度1mm。 
B:  检查密封面无裂纹、气孔、夹渣等缺陷。 
(3) 焊D802: 
A: 工件预热:500-550℃X2h保温。 
B: 电焊条烘培:200-250℃X1.5h保温。 
C: 焊接电流:240A-280A。 
D: 焊接电压:25V-30V。 
E: 焊接最高层间温度≤300℃为宜。 
F: 焊后回火:720℃X3h保温。 
再焊阀瓣,将阀瓣进行预热,预热后直接焊D802;焊好后回火。 
采用上述方法便形成了一个F91材质阀体(如图所示),其在焊接口处的焊区由内至表为三层不同的材质,其中最里层为P91焊条焊接形成,中间层为A302焊条焊接形成;最外层为D802焊条焊接形成。P91焊接厚度为1MM;A302焊接厚度为1MM;D802焊接厚度为5-6MM。这样的阀体即解决了以往阀体F91材质焊接难的问题,同时达到了阀体与阀瓣密封的目的。 

Claims (7)

1.一种F91材质阀体密封面的焊接工艺,其特征在于,包括以下步序:总体分两部分,阀体焊和阀瓣焊;
 阀体焊;
(1)焊P91
a.阀体工件预热;
将整个阀体放入放在箱式炉里加热,加至400-450℃,在此温度上持续保温2小时;
b.将直径¢4mm的P91本体焊条烘培150-200℃保温1.5小时;
(2)焊A302
阀体冷却后,再直接将A302焊条烘培,烘培温度为150-200℃,保温2小时;
(3)金加工
车平打底面,探伤检察;
(4)焊D802:
将上一步探伤后确认完好的工件放到炉箱里进行预热,加热温度在500-550℃,同时保温2小时;
焊D802,将D802焊条烘培到200-250℃,同时保温1.5小时;焊后回火:720℃保温3小时;
阀瓣焊;
将阀瓣进行预热,预热后直接焊D802;焊好后回火。
2.根据权利要求1所述的一种F91材质阀体密封面的焊接工艺,其特征在于:在阀体焊的第(1)步中的焊P91焊条时,其焊接厚度为1MM。
3.根据权利要求1所述的一种F91材质阀体密封面的焊接工艺,其特征在于:在阀体焊的第(2)步中的焊A302焊条时,焊接两层,层间最高温度保持在200以下,每层的高度为1MM。
4.根据权利要求3所述的一种F91材质阀体密封面的焊接工艺,其特征在于:在阀体焊的第(3)步中车平打底面,保证深度1mm;检查密封面无裂纹、气孔、夹渣。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种F91材质阀体密封面的焊接工艺,其特征在于:在阀体焊的第(4)步中,D802焊两层,共5-6mm;层间最高温度保持在300以下。
6.一种利用上述方法制作形成的F91材质阀体,其特征在于:在阀体的密封面由内至表为三层不同的材质,其中最里层为P91焊条焊接形成,中间层为A302焊条焊接形成;最外层为D802焊条焊接形成。
7.根据权利要求6所述的一种F91材质阀体,其特征在于:P91焊接厚度为1MM;A302焊接厚度为1MM;D802焊接厚度为5-6MM。
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