CN104227214B - 一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺 - Google Patents

一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺 Download PDF

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Abstract

本发明是一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，波纹管与阀体之间的密封面气体保护堆焊硬质合金，硬质合金的成分及重量百分比为：C：0.13-0.15%，Fe：6.3-6.5%，Si：0.7-0.9%，Mn：1.4-1.6%，W：5.2-5.4%，Mo：12.7-12.9%，Cu：0.9-1.1%，Cr：23.5-23.7%，Al：0.01-0.03%，Ni：4.1-4.3%，余量为Co及不可避免的杂质；本发明可使波纹管与阀体之间的密封面焊接部位具有较高的强度、塑性、韧性和抗腐蚀性能，且密封效果好。

Description

一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺
技术领域
本发明涉及一种截止阀的生产工艺，具体的说是一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺。
背景技术
目前的波纹管截止阀，基本上是波纹管组件与阀体通过在阀体顶部端面压紧密封垫片密封，装配时波纹管组件与阀体间摩擦产生的金属粉粒会进入阀体内腔，在整个装有波纹管截止阀的管路及设备中窜行，金属粉粒为导电体，会导致设备失效，同时波纹管截止阀装在设备上长时间运行时，由于振动的影响，波纹管组件与阀体间可能出现松动，出现波纹管组件与阀体间的密封垫片失效，出现介质泄漏；另外只有波纹管组件一重密封，由于受目前的工艺及材料水平限制，用到一定次数后，波纹管自身可能出现破损或焊缝间隙，导致介质泄漏；波纹管组件与阀体焊接在一起的方案无法拆卸维修，只能更换波纹管截止阀，成本较高。由于核电用波纹管截止阀的服役环境十分恶劣，除承受结构应力外，还受到高温高湿等环境的影响，这就需要核电用波纹管截止阀密封性能好，特别是对波纹管与阀体之间的密封面的焊接部位要求更高，需要其具有良好的强度、韧性和抗腐蚀性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：提出一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，可使波纹管与阀体之间的密封面焊接部位具有较高的强度、塑性、韧性和抗腐蚀性能，且密封效果好。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，在核电用波纹管截止阀的波纹管与阀体之间的密封面气体保护堆焊硬质合金，硬质合金的成分及重量百分比为：C：0.13-0.15%，Fe：6.3-6.5%，Si：0.7-0.9%，Mn：1.4-1.6%，W：5.2-5.4%，Mo：12.7-12.9%，Cu：0.9-1.1%，Cr：23.5-23.7%，Al：0.01-0.03%，Ni：4.1-4.3%，余量为Co及不可避免的杂质；
焊丝化学成分及重量百分比为：C：1.3-1.5%，Mn：0.7-0.9%，Si：0.4-0.6%，Ni：1.9-2.1%，Mo：1.7-1.9%，Cr：0.5-0.7%，Cu：0.13-0.15%，S：0.001-0.003%，P：0.01-0.03%，余量为Fe及不可避免杂质；
焊接工艺参数：焊接电流660-680A，焊接电压36-38V，焊接速度52-54cm/min，焊接热输入量37-39kJ/cm。
本发明对气体保护堆焊硬质合金及焊丝的化学成分进行选择，配合合理的焊接工艺参数，从而阻止了焊缝金属产生粗大的先共析铁素体，阻止粗晶区产生粗大的粒状贝氏体甚至产生魏氏组织，提高了焊接接头低温冲击韧性；同时，可以进一步防止熔池（焊缝）附近发生过热现象，从而阻止该区域晶粒长大粗化严重，在焊缝一次结晶组织中阻止了粗柱状晶及树权晶的产生，从而降低了热裂缝的敏感性；在焊缝二次结晶组织中形成更多的低碳马氏体组织，从而使焊接部位具有很好的密封效果，且具有较高的强度和一定的塑性和韧性；另外，通过硬质合金成分的限定，既避免了碳化物在晶间的析出，同时又防止了焊接过程的渗碳和渗氮，保证了波纹管与阀体之间的密封面的抗腐蚀性能，起到了意想不到的技术效果。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，其中焊接时的保护气体为100%的CO2气体。
前述的用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，其中在核电用波纹管截止阀的波纹管与阀体之间的密封面气体保护堆焊硬质合金，硬质合金的成分及重量百分比为：C：0.13%，Fe：6.3%，Si：0.7%，Mn：1.4%，W：5.2%，Mo：12.7%，Cu：0.9%，Cr：23.5%，Al：0.01%，Ni：4.1%，余量为Co及不可避免的杂质；
焊丝化学成分及重量百分比为：C：1.3%，Mn：0.7%，Si：0.4%，Ni：1.9%，Mo：1.7%，Cr：0.5%，Cu：0.13%，S：0.001%，P：0.01%，余量为Fe及不可避免杂质；
焊接工艺参数：焊接电流660A，焊接电压36V，焊接速度52cm/min，焊接热输入量37kJ/cm。
前述的用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，其中在核电用波纹管截止阀的波纹管与阀体之间的密封面气体保护堆焊硬质合金，硬质合金的成分及重量百分比为：C：0.14%，Fe：6.4%，Si：0.8%，Mn：1.5%，W：5.3%，Mo：12.8%，Cu：1.0%，Cr：23.6%，Al：0.02%，Ni：4.2%，余量为Co及不可避免的杂质；
焊丝化学成分及重量百分比为：C：1.4%，Mn：0.8%，Si：0.5%，Ni：2.0%，Mo：1.8%，Cr：0.6%，Cu：0.14%，S：0.002%，P：0.02%，余量为Fe及不可避免杂质；
焊接工艺参数：焊接电流670A，焊接电压37V，焊接速度53cm/min，焊接热输入量38kJ/cm。
前述的用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，其中在核电用波纹管截止阀的波纹管与阀体之间的密封面气体保护堆焊硬质合金，硬质合金的成分及重量百分比为：C：0.15%，Fe：6.5%，Si：0.9%，Mn：1.6%，W：5.3%，Mo：12.9%，Cu：1.1%，Cr：23.7%，Al：0.03%，Ni：4.3%，余量为Co及不可避免的杂质；
焊丝化学成分及重量百分比为：C：1.5%，Mn：0.9%，Si：0.6%，Ni：2.1%，Mo：1.9%，Cr：0.7%，Cu：0.15%，S：0.003%，P：0.03%，余量为Fe及不可避免杂质；
焊接工艺参数：焊接电流680A，焊接电压38V，焊接速度54cm/min，焊接热输入量39kJ/cm。
本发明的有益效果是：本发明核电用波纹管截止阀的波纹管与阀体之间的密封面可有效防止截止阀外部腐蚀性的气体、液体及粉尘渗入阀罩内，避免磨损、破坏波纹管组件，也可有效防止阀体内流通的介质通过阀杆溢出，腐蚀阀体结构，确保截止阀的密封性能及使用寿命。本发明能够保证波纹管与阀体之间的密封面焊接部位屈服强度≥415MPa，抗拉强度Rm520-680MPa，延伸率A≥22%，-40℃冲击韧性不低于27J的设计要求，焊接部位具有优良的力学综合性能。
具体实施方式
实施例1
一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，其中在核电用波纹管截止阀的波纹管与阀体之间的密封面气体保护堆焊硬质合金，硬质合金的成分及重量百分比为：C：0.13%，Fe：6.3%，Si：0.7%，Mn：1.4%，W：5.2%，Mo：12.7%，Cu：0.9%，Cr：23.5%，Al：0.01%，Ni：4.1%，余量为Co及不可避免的杂质；
焊丝化学成分及重量百分比为：C：1.3%，Mn：0.7%，Si：0.4%，Ni：1.9%，Mo：1.7%，Cr：0.5%，Cu：0.13%，S：0.001%，P：0.01%，余量为Fe及不可避免杂质；
焊接工艺参数：焊接电流660A，焊接电压36V，焊接速度52cm/min，焊接热输入量37kJ/cm。
实施例2
一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，其中在核电用波纹管截止阀的波纹管与阀体之间的密封面气体保护堆焊硬质合金，硬质合金的成分及重量百分比为：C：0.14%，Fe：6.4%，Si：0.8%，Mn：1.5%，W：5.3%，Mo：12.8%，Cu：1.0%，Cr：23.6%，Al：0.02%，Ni：4.2%，余量为Co及不可避免的杂质；
焊丝化学成分及重量百分比为：C：1.4%，Mn：0.8%，Si：0.5%，Ni：2.0%，Mo：1.8%，Cr：0.6%，Cu：0.14%，S：0.002%，P：0.02%，余量为Fe及不可避免杂质；
焊接工艺参数：焊接电流670A，焊接电压37V，焊接速度53cm/min，焊接热输入量38kJ/cm。
实施例3
一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，其中在核电用波纹管截止阀的波纹管与阀体之间的密封面气体保护堆焊硬质合金，硬质合金的成分及重量百分比为：C：0.15%，Fe：6.5%，Si：0.9%，Mn：1.6%，W：5.3%，Mo：12.9%，Cu：1.1%，Cr：23.7%，Al：0.03%，Ni：4.3%，余量为Co及不可避免的杂质；
焊丝化学成分及重量百分比为：C：1.5%，Mn：0.9%，Si：0.6%，Ni：2.1%，Mo：1.9%，Cr：0.7%，Cu：0.15%，S：0.003%，P：0.03%，余量为Fe及不可避免杂质；
焊接工艺参数：焊接电流680A，焊接电压38V，焊接速度54cm/min，焊接热输入量39kJ/cm。
经过对实施例1、2和3得到的焊接部位的综合力学性能进行检测，都达到了良好的强韧性匹配，焊接接头抗拉强度Rm为520-680MPa，-40℃冲击功单值KV2≥27J；本发明的核电用波纹管截止阀采用沸腾MgCl2试验，焊接部位具有较为优异的耐腐蚀性能。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，其特征在于：
在所述核电用波纹管截止阀的波纹管与阀体之间的密封面气体保护堆焊硬质合金，所述硬质合金的成分及重量百分比为：C：0.13-0.15%，Fe：6.3-6.5%，Si：0.7-0.9%，Mn：1.4-1.6%，W：5.2-5.4%，Mo：12.7-12.9%，Cu：0.9-1.1%，Cr：23.5-23.7%，Al：0.01-0.03%，Ni：4.1-4.3%，余量为Co及不可避免的杂质；
焊丝化学成分及重量百分比为：C：1.3-1.5%，Mn：0.7-0.9%，Si：0.4-0.6%，Ni：1.9-2.1%，Mo：1.7-1.9%，Cr：0.5-0.7%，Cu：0.13-0.15%，S：0.001-0.003%，P：0.01-0.03%，余量为Fe及不可避免杂质；
焊接工艺参数：焊接电流660-680A，焊接电压36-38V，焊接速度52-54cm/min，焊接热输入量37-39kJ/cm。
2.如权利要求1所述的用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，其特征在于：焊接时的保护气体为100%的CO2气体。
3.如权利要求1或2所述的用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，其特征在于：在所述核电用波纹管截止阀的波纹管与阀体之间的密封面气体保护堆焊硬质合金，所述硬质合金的成分及重量百分比为：C：0.13%，Fe：6.3%，Si：0.7%，Mn：1.4%，W：5.2%，Mo：12.7%，Cu：0.9%，Cr：23.5%，Al：0.01%，Ni：4.1%，余量为Co及不可避免的杂质；
焊丝化学成分及重量百分比为：C：1.3%，Mn：0.7%，Si：0.4%，Ni：1.9%，Mo：1.7%，Cr：0.5%，Cu：0.13%，S：0.001%，P：0.01%，余量为Fe及不可避免杂质；
焊接工艺参数：焊接电流660A，焊接电压36V，焊接速度52cm/min，焊接热输入量37kJ/cm。
4.如权利要求1或2所述的用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，其特征在于：在所述核电用波纹管截止阀的波纹管与阀体之间的密封面气体保护堆焊硬质合金，所述硬质合金的成分及重量百分比为：C：0.14%，Fe：6.4%，Si：0.8%，Mn：1.5%，W：5.3%，Mo：12.8%，Cu：1.0%，Cr：23.6%，Al：0.02%，Ni：4.2%，余量为Co及不可避免的杂质；
焊丝化学成分及重量百分比为：C：1.4%，Mn：0.8%，Si：0.5%，Ni：2.0%，Mo：1.8%，Cr：0.6%，Cu：0.14%，S：0.002%，P：0.02%，余量为Fe及不可避免杂质；
焊接工艺参数：焊接电流670A，焊接电压37V，焊接速度53cm/min，焊接热输入量38kJ/cm。
5.如权利要求1或2所述的用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺，其特征在于：在所述核电用波纹管截止阀的波纹管与阀体之间的密封面气体保护堆焊硬质合金，所述硬质合金的成分及重量百分比为：C：0.15%，Fe：6.5%，Si：0.9%，Mn：1.6%，W：5.3%，Mo：12.9%，Cu：1.1%，Cr：23.7%，Al：0.03%，Ni：4.3%，余量为Co及不可避免的杂质；
焊丝化学成分及重量百分比为：C：1.5%，Mn：0.9%，Si：0.6%，Ni：2.1%，Mo：1.9%，Cr：0.7%，Cu：0.15%，S：0.003%，P：0.03%，余量为Fe及不可避免杂质；
焊接工艺参数：焊接电流680A，焊接电压38V，焊接速度54cm/min，焊接热输入量39kJ/cm。
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