CN109158786B - C12a铸钢阀体密封面的焊接工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种C12A铸钢阀体密封面的焊接工艺，具体是以下步骤：（1）焊R707，（2）焊A302，（3）金加工，（4）焊D802，（5）焊后回火。本发明采用特殊的组合焊接方法，对易断裂的C12A铸钢阀体进行焊接，形成了用R707作为本体材料打底，A302焊接性能好，主要是起到过渡作用，减少裂纹，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，使阀体固若金汤。

Description

C12A铸钢阀体密封面的焊接工艺

技术领域

本发明涉及阀体的焊接工艺，具体的涉及一种C12A铸钢阀体密封面的焊接工艺。

背景技术

随着我国火电事业的不断发展，超临界火电机组的运用越来越多，C12A铸钢材料以其优异的性能发挥着重要作用。

传统普通截止阀设计使用的温度450度、压力是32MPa是以下，阀体材料为25钢;现超临界截止阀设计使用的温度为600度、压力是42MPa，阀体材料为C12A铸钢。

C12A铸钢具有一定的冷裂敏感性，钢中的Cr、Mo、Ni等强碳化物形成元素，增加了钢的再热裂纹敏感性。C12A耐热钢材料合金总量高，导热性能和焊接性能差，阀体密封面深孔堆焊后，热应力、组织应力、焊接应力和机加工应力的叠加很容易出现裂纹，因此该钢焊前必需预热和焊后必需热处理才能达到要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种C12A铸钢阀体密封面的焊接工艺，解决了阀体焊接后出现裂纹的现象。

为了达到上述发明目的，本发明提出了以下方案：

C12A铸钢阀体密封面的焊接工艺，具体包括如下以下步骤：

（1）焊R707

将整个阀体放入箱式炉里加热，加热至420-460℃，并在此温度下保温2小时；将R707焊条烘培160-200℃，并保温1.5小时；进行预热焊接R707，焊接电流210-230A，焊接电压24-26V。

（2）焊A302

上一步焊接完成的阀体冷却后，再直接将A302焊条烘培，烘培温度为150-200℃，保温1.5小时，C12A铸钢阀体不预热、不回火，进行冷焊接A302，焊接电流为200-220A，焊接电压为22V-24V。

（3）金加工

车平上一步焊接完成的阀体的打底面，检查密封面。

（4）焊D802

将上一步检查后确认完好的阀体放到箱式炉进行预热，加热温度在520-560℃，同时保温2小时；将D802焊条烘培到200-250℃，同时保温1.5小时；进行预热焊接D802，焊接电流为240-280A，焊接电压为25-30V。

（5）焊后回火

将上一步焊接完成的阀体在730℃温度下保温4小时。

在步骤（1）所述的R707直径为4mm。

在步骤（2）中所述的A302直径为4mm。

在步骤（4）中所述的D802直径为5mm。

在步骤（1）（4）中焊接最高层间温度≤300℃：

在步骤（3）中车平上一步焊接完成的阀体的打底面，保证深度1mm，检查密封面无裂纹、气孔、夹渣。

一种利用上述焊接工艺形成的C12A铸钢阀体，在阀体的密封面由内至外为三层不同材质，其中最里层为R707焊条预热焊接形成，中间层为A302焊条冷焊接形成，最外层是D802焊条预热焊接形成；R707焊条直径为4mm，A302焊条直径为4mm，D802焊条直径为为5mm。

本发明采用特殊的组合焊接方法，对易断裂的C12A铸钢阀体进行焊接。C12A铸钢属于马氏体型耐热铸钢，合金含量较多，其碳当量为1.475，超过产生冷裂纹的碳当量极限值0.4，所以具有一定冷裂倾向和接头脆化倾向，在焊接过程中易产生裂纹。C12A铸钢在不预热条件下焊接裂纹达100%。C12A铸钢的可焊性较差，焊接时需要采用严格的焊前预热、焊后热处理等工艺措施，才能保证焊接质量。

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。

为了解决问题本发明在C12A铸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，从而保证了焊接质量。

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R707作为本体材料打底，A302焊接性能好，主要是起到过渡作用，减少裂纹，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，使阀体固若金汤。

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，下面进一步的描述。

首先我们看一下C12A铸钢的的特点：

C12A铸钢的基本性能：

C12A铸钢属于马氏体型耐热铸钢，其标准号为ASME A217 C12A。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。

C12A铸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，因此该钢焊前必需预热和焊后必需热处理才能达到要求。

C12A铸钢的焊接性能：

1．化学成份：

C

Mn

Si

Cr

P

S

Mo

V

Ni

N

0.08-0.12

0.30-0.60

0.20-0.50

8.00-9.50

≤0.02

≤0.01

0.85-1.05

0.18-0.25

≤0.4

0.03-0.07

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

3．焊接性能：

C12A铸钢属于马氏体型耐热铸钢，合金含量较多，其碳当量为1.475，超过产生冷裂纹的碳当量极限值0.4，所以具有一定冷裂倾向和接头脆化倾向，在焊接过程中易产生裂纹。C12A铸钢在不预热条件下焊接裂纹达100%。C12A铸钢的可焊性较差，焊接时需要采用严格的焊前预热、焊后热处理等工艺措施，才能保证焊接质量。

C12A铸钢阀体焊接：

1．焊材的选择：

先预热焊R707，然后冷焊A302，最后预热焊D802硬质合金。本体材料焊接选用R707，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。

R707焊条:

R707焊条的特点：

特点: 是低氢钠型药皮的含Cr9Mo耐热钢焊条，直流反接，短弧操作，可进行全位置焊接。焊件应根据结构特点进行适当的预热及焊后热处理。
	用途: 用于焊接工作温度在560℃以下的1铬9钼钒耐热钢结构。如蒸汽管道,过热器管道和汽轮机调节级叶片等。

B. R707焊条的化学成份：

C. R707机械性能：

抗拉强度(σb)	延伸率(δ)
		≧590(MPa)	≧16%

A302焊条

A302焊条化学成份：

C	Mn	Si	Cr	P	S	Mo	Ni	Cu
									0.11	2.0	0.66	23.0	0.028	0.018	≤0.5	13.34	0.32

A302焊条特点：

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。

解决措施：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。

D802焊条

D802焊条的化学成份：

C

Mn

Si

Cr

W

Co

Fe

其它元素总量

0.70-1.40

≤2.00

≤2.00

25.00-32.00

3.0-6.00

余量

≤5.00

≤4.00

D802焊条特点：

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。

2．C12A铸钢阀体焊接：

（1）焊R707：

A：工件预热：420-460℃X2h保温。

B：电焊条烘培：160-200℃X1.5h保温。

C：焊接电流：210A-230A。

D：焊接电压：24V-26V。

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：C12A铸钢阀体不预热、不回火。

C：焊接电流：200-220A。

D：焊接电压：22V-24V。

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：520-560℃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：730℃X4h保温。

由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种C12A铸钢阀体密封面的焊接工艺，其特征在于：它包括如下步骤：

(1)焊R707

将整个阀体放入箱式炉里加热，加热至420-460℃，并在此温度下保温2小时；将R707焊条烘培160-200℃，并保温1.5小时；进行预热焊接R707，焊接电流210-230A，焊接电压24-26V；

(2)焊A302

上一步焊接完成的阀体冷却后，再直接将A302焊条烘培，烘培温度为150-200℃，保温1.5小时，C12A铸钢阀体不预热、不回火，进行冷焊接A302，焊接电流为200-220A，焊接电压为22V-24V；

(3)金加工

车平上一步焊接完成的阀体的打底面，检查密封面；

(4)焊D802

将上一步检查后确认完好的阀体放到箱式炉进行预热，加热温度在520-560℃，同时保温2小时；将D802焊条烘培到200-250℃，同时保温1.5小时；进行预热焊接D802，焊接电流为240-280A，焊接电压为25-30V；

(5)焊后回火

将上一步焊接完成的阀体在730℃温度下保温4小时；

在步骤(1)所述的R707直径为4mm；

在步骤(2)中所述的A302直径为4mm；

在步骤(4)中所述的D802直径为5mm；

在步骤(1)(4)中焊接最高层间温度≤300℃；

在步骤(3)中车平上一步焊接完成的阀体的打底面，保证深度1mm，检查密封面无裂纹、气孔、夹渣；

利用上述焊接工艺形成的C12A铸钢阀体，在阀体的密封面由内至外为三层不同材质，其中最里层为R707焊条预热焊接形成，中间层为A302焊条冷焊接形成，最外层是D802焊条预热焊接形成。