12Cr1MoV堆焊S112焊接工藝

楊海艷

摘 要：針對(duì)閥門制造中密封面的堆焊要求，采用GTAW焊接方法進(jìn)行了12Cr1MoV堆焊S112的焊接工藝試驗(yàn)，焊前預(yù)熱焊后熱處理得當(dāng)，堆焊面不產(chǎn)生裂紋且其表面質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

關(guān)鍵詞：密封面堆焊;鈷基焊絲;熱處理

在工業(yè)生產(chǎn)和生活中，閥門具有重要的作用。閥門是管路流體輸送系統(tǒng)中控制部件，它是用來改變通路斷面和介質(zhì)流動(dòng)方向，具有導(dǎo)流、截止、調(diào)節(jié)、節(jié)流、止回、分流或溢流卸壓等功能。閥門種類和型號(hào)繁多。常用如閘閥、截止閥、節(jié)流閥、儀表閥、柱塞閥、球閥、止回閥、減壓閥、安全閥等等。本文筆者以某種規(guī)格的閘閥為例，剖析閥門制造中密封面的堆焊開裂缺陷。

1 開裂事故

某企業(yè)生產(chǎn)的閘閥規(guī)格為：Z962Y-P54 140V DN300，閥瓣密封面材質(zhì)（12Cr1MoV）硬度要求HRC≥45。該企業(yè)按GB/T22652-2008閥門密封面工藝評(píng)定要求，選用鈷基焊絲S112，采用手工鎢極氣體保護(hù)焊（GTAW）。對(duì)12Cr1MoV試樣（φ120×28）進(jìn)行焊前氧炔焰預(yù)熱550±10℃（紅外線測(cè)溫），焊后700±10℃加熱爐內(nèi)回火處理3h溫度降至300℃出爐，試樣堆焊層經(jīng)車削后高4mm，檢測(cè)符合評(píng)定要求：

①用5～10倍放大鏡檢查，堆焊層表面無裂紋、氣孔、疏孔、疏松等缺陷，堆焊層側(cè)面無未焊透現(xiàn)象;

②按NB/T47013-2015檢測(cè)，Ⅱ級(jí)合格;

③5個(gè)測(cè)點(diǎn)HRC值分別為46.4、46.5、45.0、47.0、46.2;

工藝評(píng)定采用焊接工藝參數(shù)（見下表）。

該企業(yè)按焊接工藝評(píng)定的工藝堆焊閥瓣密封面出現(xiàn)以下情況：

①焊接過程中堆焊層裂紋甚至開裂;

②焊后熱處理后產(chǎn)生新的堆焊層裂紋甚至開裂。

2 原因分析

①選用母材12Cr1MoV、焊材S112經(jīng)理化檢測(cè)均符合要求;工藝與焊接工藝評(píng)定的工藝相同;

②焊接過程中堆焊層開裂是由于氧炔焰預(yù)熱時(shí)雖然母材表面溫度達(dá)到550℃，但是閥瓣內(nèi)外溫度不均勻，導(dǎo)致應(yīng)力集中產(chǎn)生焊接過程中堆焊層裂紋甚至開裂現(xiàn)象，而評(píng)定試樣規(guī)格較小，不易出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象;

③閥瓣焊后經(jīng)700℃回火3h后300℃出爐，因出爐溫度偏高導(dǎo)致閥瓣內(nèi)外降溫速度不均勻，以致焊后熱處理后產(chǎn)生新的堆焊層裂紋甚至開裂。

3 正確工藝

①堆焊表面及兩側(cè)各20mm范圍內(nèi)清除水、銹、油污、積渣，雜物等;

②確認(rèn)焊絲牌號(hào)、規(guī)格是否相符，檢查質(zhì)量，隨用隨取;

②焊前將工件在加熱爐內(nèi)加熱至550±10℃，并保溫3h;

④由持有相應(yīng)合格項(xiàng)目的焊工采用手工鎢極氣體保護(hù)焊，電流、電壓、焊接速度等參數(shù)與上表相同，堆焊2道2層（按第1層內(nèi)道、第1層外道、按第2層內(nèi)道、第2層外道順序施焊），每次焊完后，再進(jìn)行鄰道、層施焊;

⑤施焊過程中工件溫度確保在500℃左右，如碰到工件溫度下降到≤480℃時(shí)，將工件重新送入爐中加熱到550±10℃再繼續(xù)施焊，保證堆焊層厚度≥4mm;

⑥焊完自檢合格后，將工件放入箱式爐中經(jīng)700±10℃保溫3h后隨爐緩冷到100℃后才能出爐。

⑦若遇到工件密封面經(jīng)車削后有氣孔、裂紋等現(xiàn)象時(shí)，可進(jìn)行補(bǔ)焊，先將缺陷用磨光機(jī)磨去，再把工件放入加熱爐加溫至550±10℃，保溫3h后出爐補(bǔ)焊，補(bǔ)焊完畢后再放入700℃溫度加熱爐保溫緩冷到100℃后才能出爐。

按上述焊接工藝施焊后閥瓣密封面不再產(chǎn)生裂紋或開裂情況，經(jīng)檢測(cè)硬度等指標(biāo)符合工藝要求，施焊產(chǎn)品的一次合格率達(dá)90%以上。

4結(jié)論

12Cr1MoV堆焊鈷基焊絲S112時(shí)，只要焊前預(yù)熱焊后熱處理得當(dāng)，可以有效防止裂紋或開裂情況的發(fā)生，提高施焊產(chǎn)品的合格率。

參考文獻(xiàn)：

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