CN113492250A - 一种阀座的焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种阀座的焊接方法，包括，对所述阀座进行预热；将焊接设备固定在所述阀座上；进行焊接步骤，所述焊接设备通过镍基焊丝对阀座待焊区进行焊接。本发明提出的阀座的焊接方法可以提高焊接质量，缩短工作时间。
Description
技术领域
本发明涉及维修焊接技术领域，特别涉及一种阀座的焊接方法。
背景技术
汽轮机是电站建设中的关键动力设备之一，是把热能转换成机械能进而转换成电能的能量转换装置。由锅炉产生的高温、高压蒸汽，经过蒸汽透平，将热能与压力势能转换成汽轮机的机械能，带动汽轮机转子输出轴做功，该机械能通过汽轮机转子输出轴传递给发电机，从而将机械能转换成电能。
在役汽轮机机组中，阀座、阀碟的密封区一般采用了堆焊硬质合金以增加其使用性能。而阀座、阀碟等含Cr在9％以上的钢部件硬质合金层会在长期服役后发生开裂，甚至脱落进入汽缸而损坏转子、叶片，影响机组的运行。所以需要定期对阀座、阀碟堆焊层进行检修。
现有技术采用阀门整体返厂的技术方案。将阀门与汽缸及进汽管路间的连接拆除，将阀门整体发运返厂。在工厂中通过大型镗床将原阀座完全加工干净。将新生产的阀座与阀壳照配后，套入阀壳内部。阀门试装完成后，再整体发运至电厂，恢复与进汽接管与汽缸之间的连接，该技术方案检修周期长，成本巨大，不利于火电机组的正常检修。
发明内容
鉴于上述现有技术的缺陷，本发明提出一种阀座的焊接方法，以缩短检修时间，提高工作效率。
为实现上述目的及其他目的，本发明提出一种阀座的焊接方法，包括：
对所述阀座进行预热；
将焊接设备固定在所述阀座上；
进行焊接步骤，所述焊接设备通过镍基焊丝对阀座待焊区进行焊接。
进一步地，所述焊接设备在80-140℃的温度下对所述待焊区进行焊接。
进一步地，所述焊接设备包括钨极氩弧焊设备。
进一步地，所述焊接设备包括一焊枪及焊接执行装置，所述焊接执行装置连接所述焊枪。
进一步地，所述焊接执行装置控制所述焊枪在所述阀座待焊区上移动。
进一步地，所述焊枪的一端上设置有摄像单元。
进一步地，在所述焊接设备及所述阀座之间还设置有一过渡板。
进一步地，所述过渡板上包括一中心通孔，所述焊接设备通过所述中心通孔伸入所述阀座中，所述焊接设备与所述阀座的中心线处于同一方向上。
进一步地，所述过渡板包括第一表面，所述第一表面上设置有与所述阀座配合使用的台阶。
进一步地，所述过渡板包括第二表面，所述第二表面上设置有与所述焊接设备配合使用的台阶。
进一步地，所述过渡板上设置有多个第一通孔及多个第二通孔，所述多个第二通孔位于所述多个第一通孔的内侧。
进一步地，所述多个第一通孔用于连接所述过渡板和所述焊接装置，所述多个第二通孔用于连接所述过渡板和所述阀座。
进一步地，所述焊枪通过所述中心通孔伸入至所述阀座内，所述焊枪围绕所述焊接设备的中心线进行旋转。
综上所述，本发明提出一种阀座的焊接方法，通过将镍基焊丝作为堆焊材料，能够避免在补焊后的焊后热处理，同时也能够减少成本，缩短工作时间。同时在阀座和焊接装置之间设置一过渡板，以使阀座与焊接装置的中心线处于同一方向上，且保证阀座，阀座待焊区及焊接装置的回轴面同轴，保证焊接过程的稳定性，提高焊接质量，缩短工作时间。
附图说明
图1：本实施例中过渡板的俯视图。
图2：图1中A-A方向剖视图。
图3：本实施例焊接设备的装配示意图。
图4：本实施例中焊枪的局部剖视图。
图5：本实施例中阀座的焊接方法流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1所示，本实施例提出一种过渡板100，该过渡板100显示为圆形，在该过渡板100的中心位置上设置有一中心通孔101，该中心通孔101允许焊接设备穿过。在该中心通孔101的外侧依次设置有多个第一通孔102及多个第二通孔103。多个第二通孔103靠近过渡板100的边缘，多个第一通孔102及多个第二通孔103均匀分布在过渡板100上。在本实施例中，在过渡板100上例如设置6个第二通孔103，相邻两个第二通孔103之间的角度为60°。在过渡板100上例如设置12个第一通孔102，相邻两个第一通孔102之间的角度为30°在本实施例中，多个第二通孔103用于连接该过渡板100和阀座，多个第一通孔102用于连接该过渡板100和焊接装置，以使得阀座300和焊接设备200的中心线处于同一方向上。
如图2-3所示，在本实施例中，该过渡板100包括第一表面100a和第二表面100b，第一表面100a连接在阀座300上，第一表面100a上设置有台阶104，台阶104用于和阀座300的端面内孔配合，使得第一通孔102与阀座上的连接孔对齐，然后通过螺栓202将该过渡板100固定在阀座300的端面上。在本实施例中，该第二表面100b用于连接焊接设备200，第二表面100b上同样设置有台阶105，该台阶105可与焊接设备200的法兰面配合，焊接设备200的法兰面上的连接孔与第二通孔103对齐，然后通过螺栓202将焊接设备200固定在第二表面100b上。在本实施例中，通过将过渡板100设置在阀座300上，因此可以保证阀座300的端面，阀座待焊区301(阀座待修复面)及焊接设备200的回转面同轴，保证了焊接过程的稳定性，提高了焊接质量。
如图3所示，在本实施例中，该焊接设备200上还包括一焊枪201，焊枪201可通过过渡板100上的中心通孔伸入至阀座300内。该焊枪201的端部上还设置有钨极203，同时在焊枪201的端部上还设置有摄像头，通过该摄像头可以实时调整钨极203的位置并在焊接过程中监控焊接状态。在本实施例中，该焊枪201可以伸入阀座内，且焊枪201可以在多个维度上调整位置，准确定位阀座待焊区301(阀座待修复面)，同时该焊接设备200具有无限回转功能，可以实现对阀座待焊区301(阀座待修复面)的连续焊接，进一步提高了焊接效率。在本实施例中，该焊接设备200可例如为钨极氩弧焊设备，通过钨极氩弧焊设备可实时监测钨极203与阀座待焊区301的电压，以实时调整钨极203与阀座待焊区301的间距。
如图4所示，在本实施例中，该焊枪201从内到外依次包括送丝管11，内管12，分水管13，外管14和绝缘管15。送丝管11的一端与焊接设备200的送丝机构连接，焊丝可穿入送丝管11内，并由该送丝机构沿送丝管11进行送丝。送丝管11可以是圆管，即其径向截面可为圆形，径向截面可为垂直于枪管1的轴线的截面。送丝管11的内径可大于焊丝的直径，以保证焊丝可沿送丝管11自由移动。当然，送丝管11的径向截面的形状还可以是方形、椭圆形等，只要焊丝能穿过并能自由移动即可。送丝管11可为软管，能随着焊丝的偏摆或枪管1的摆动而发生相应的变形，当然送丝管11不限于是软管，其也可以是硬管。送丝管11的材料可以是聚四氟乙烯、聚酰胺或者其它绝缘材料，当然，送丝管11也可以是复合材料。此外，送丝管11的管壁可以是单层结构，也可以是多层复合结构。在本实施例中，该焊丝例如为镍基焊丝，例如为PZ1，PZ17焊丝，通过使用镍基焊丝，可以避免焊后热处理操作。
如图4所示，在本实施例中，内管12设于送丝管11外面，且内管12的一端可伸入焊接设备200。内管12的径向截面的形状可为圆形、方形、椭圆形或其它规则及不规则的形状。内管12的内径可大于送丝管11的外径，使得内管12的内壁面与送丝管11的外壁面间形成一环形空间。在送丝管11是硬管情况下，内管12可与送丝管11同轴设置，当然二者的轴线也可以相互平行。在另一实施方式中，内管12的内径也可以与送丝管11的外径相同，使得内管12的内壁面与送丝管11的外壁面完全贴合。内管12可为硬管也可为软管，其材料可以是塑料或其它材料，在此不做特殊限定。
如图4所示，在本实施例中，分水管13可套设于内管12外，且分水管13的一端可伸入焊接设备200，分水管13也可与送丝管11同轴设置。分水管13的内径可大于内管12的外径，从而在内管12和分水管13之间形成气道16，该气道16可与上述供气组件连通，从而可通过该供气组件向气道16内输入保护气体，由于气道16和送丝管11被内管12分隔开，可避免送丝管11对气道16内的气流产生扰动，使气流更加稳定，也可避免保护气体沿送丝管11从焊接设备200泄漏；同时，在内管12的内壁面与送丝管11的外壁面之间形成上述环形空间的情况下，该环形空间也可进一步阻隔送丝管11和气道16，从而进一步避免送丝管11对气流的扰动。上述保护气体可以是氩气等惰性气体，也可以是二氧化碳等气体，或者保护气体还可以是混合气体。分水管13的外周面可为不规则的表面。
如图4所示，在本实施例中，外管14可套设于分水管13外并可与送丝管11同轴设置，且外管14的一端可伸入焊接设备200。分水管13的外周面的两相对侧可与外管14的内壁面密封配合，且分水管13的外周面的其它部分不接触外管14，从而可通过分水管13将外管14的内部空间分隔，在外管14与分水管13间形成进水通道17和回水通道18，且进水通道17可和回水通道18可分别位于分水管13的两相对侧。进水通道17和回水通道18可均与上述冷却组件连接，该冷却组件可向进水通道17输入冷却液，并通过回水通道18回收冷却液，从而对枪管1进行冷却。冷却液可以是水或其它能用来降温的冷却液。
如图4所示，在本实施例中，外管14的内壁面上对应于回水通道18的区域可以是曲面或者棱面，分水管13的外周面上对应于进水通道17的区域也可以是曲面或者棱面；外管14的内壁面上对应于进水通道17的区域可以是曲面或者棱面；分水管13的外周面上对应于回水通道18的区域也可以是曲面或者棱面。外管14可为圆管，其内壁面的径向截面和外壁面的径向截面可均为圆形
如图4所示，在本实施例中，绝缘管15可套设于外管14外，且绝缘管15的内壁面可与外管14的外壁面紧密配合，或者绝缘管15和外管14间可形成环形的空间。绝缘管15可为独立的管道或者喷涂在外管14外的涂层；绝缘管15的材料可以塑料，橡胶或其它材料。
需要说明的是，在焊接设备200内还包括进气管接头，进水管接头及回水管接头，其中，进气管接头与气道16连接，进水管接头的一端可与进水通道17连通，另一端可与冷却组件连通；回水管接头的一端可与回水通道18连通，另一端可与冷却组件连通，从而可利用冷却组件通过进水管接头向进水通道17内输入冷却液，再通过回水通道18和回水管接头回收冷却液。
在本实施例中，该焊接设备200内还包括有焊接执行装置及焊接电源，焊接执行装置连接焊枪，焊接电源连接焊接执行装置，焊接执行装置控制焊枪201在阀座待焊区301上移动，以进行焊接。
在本实施例中，该焊接设备200具备钨极氩弧焊能力，当该焊接设备200设置在阀座300上时，该焊接设备200可以在旋转，轴向进给及横向进给三个方向上运动。
如图5所示，本实施例提出一种阀座的焊接方法，包括：
S1：对所述阀座进行预热；
S2：将焊接设备固定在所述阀座上；
S3：进行焊接步骤，所述焊接设备通过镍基焊丝对阀座待焊区进行焊接。
S4：检测焊接质量。
如图3所示，在步骤S1中，首先对该阀座300进行预热，在本实施例中，可例如通过电加热，电磁感应加热，火焰加热或其他加热方法对阀座300进行加热，在本实施例中，可例如将阀座300加热至120-170℃，例如150℃，以保证在整个焊接过程中阀座的温度处于合适的温度区域内。
如图2-3所示，在步骤S2中，首先将该过渡板100设置在阀座300上，具体地，将过渡板100的第一表面100a上的台阶104对准阀座300的端面内孔，将多个第一通孔102与端面内孔上的连接孔对齐，然后通过螺栓将该过渡板100固定在阀座300上。当过渡板100固定在阀座300上后，将过渡板100的第二表面100a上的台阶103对准焊接设备200上的法兰面内孔，然后将多个第二通孔103与法兰面内孔上的连接孔对齐，然后通过螺栓将该焊接设备200固定在过渡板100上。在本实施例中，由于该过渡板100包括一中心通孔101，因此该焊接设备200的焊枪201可通过该中心通孔伸入到阀座300内，同时使用该过渡板100，可以保证焊接设备200与阀座300的中心轴处于同一直线上，且可以保证阀座300的端面，阀座待焊接区301(阀座待修复面)与焊接设备200的回转面同轴，保证了焊接过程的稳定性，提高了焊接质量。
如图3所示，在步骤S3中，在进行焊接前，还需要对阀座待焊区301进行区域渗透检测，光谱分析以及硬度测试，然后根据具体的标准，确保完全去除不适于焊接的材料，且在阀座待焊区301无缺陷，同时还保证无影响焊接的杂质残余。在进行焊接时，开启焊接设备200，通过焊枪201对阀座待焊区301进行焊接。在本实施例中，在进行焊接操作时，有效焊接电流可例如在100-250A，焊接电压可例如在10-15V，送丝速度可例如在900-1500mm/min，焊接速度可例如在7-15cm/min，在本实施例中，使用镍基焊丝作为堆焊材料，以避免补焊后的焊后热处理，在本实施例中，在进行焊接时，保持阀座300的温度保持在80-140℃，例如120℃。在进行焊接时，要实时判断焊缝表面状态，适时进行层间清理，保证焊接质量。在本实施例中，该镍基焊丝的化学成分如表1所示：
表1：PZ1，PZ17焊丝化学成分表
| 型号 | C | Mn | Fe | Si | Cu | Ni | Al | Ti | Cr | Nb | Mo |
| PZ1 | 0.1 | 2.2-3.7 | 3.5 | 0.5 | 0.5 | ≥65 | 0.7 | 17.0-23.5 | 1.8-3.2 | ||
| PZ17 | 0.1 | 0.5 | 5.6 | 0.5 | 0.5 | ≥56.5 | 0.4 | 0.4 | 18.8-24.0 | 2.8-4.6 | 7.6-11.0 |
在步骤S4中，在焊接完成后，还可以通过特制是检验标尺验证焊缝尺寸与形状是否满足最终精加工表面的型线要求，避免过多的焊接量带来的工程风险。在对焊缝进行精加工后，还可以通过渗透检测，超声检测及硬度测试完成对焊缝质量的检测。
综上所述，本发明提出一种阀座的焊接方法，通过将镍基焊丝作为堆焊材料，能够避免在补焊后的焊后热处理，同时也能够减少成本，缩短工作时间。同时在阀座和焊接装置之间设置一过渡板，以使阀座与焊接装置的中心线处于同一方向上，且保证阀座，阀座待焊区及焊接装置的回轴面同轴，保证焊接过程的稳定性，提高焊接质量，缩短工作时间。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本发明的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。
Claims (10)
1.一种阀座的焊接方法，其特征在于，包括，
对所述阀座进行预热；
将焊接设备固定在所述阀座上；
进行焊接步骤，所述焊接设备通过镍基焊丝对阀座待焊区进行焊接。
2.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接设备在80-140℃的温度下对所述待焊区进行焊接。
3.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接设备包括钨极氩弧焊设备。
4.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接设备包括一焊枪及焊接执行装置，所述焊接执行装置连接所述焊枪。
5.根据权利要求4所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接执行装置控制所述焊枪在所述阀座待焊区上移动。
6.根据权利要求4所述的焊接方法，其特征在于，所述焊枪的一端上设置有摄像单元。
7.根据权利要求4所述的焊接方法，其特征在于，在所述焊接设备及所述阀座之间还设置有一过渡板。
8.根据权利要求7所述的焊接方法，其特征在于，所述过渡板上包括一中心通孔，所述焊接设备通过所述中心通孔伸入所述阀座中，所述焊接设备与所述阀座的中心线处于同一方向上。
9.根据权利要求7所述的焊接方法，其特征在于，所述过渡板包括第一表面及第二表面，所述第一表面上设置有与所述阀座配合使用的台阶，所述第二表面上设置有与所述焊接设备配合使用的台阶。
10.根据权利要求8所述的焊接方法，其特征在于，所述焊枪围绕所述焊接设备的中心线进行旋转。
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