一种船用柴油机气阀阀盘及其全包覆堆焊合金工艺的制作方法

本发明涉及一种船用柴油机气阀阀盘的焊接工艺，具体地说是一种船用柴油机气阀阀盘合金全包覆堆焊工艺，属于焊接技术领域。

背景技术：

排气阀是船用低速柴油机的关键部件，因为换气质量的好坏直接影响着柴油机的动力性、经济性、可靠性及排气污染指标。而排气阀更是关键中的关键。实践经验表明，排气阀的阀盘部位长期处于高温及易腐蚀的恶劣环境下进行工作，由于高温、高压、撞击、腐蚀等恶劣的工作条件会对排气阀产生磨损、烧伤、腐蚀以及断裂的严重影响，从而导致气阀与阀座关闭不严，燃气泄漏引发的阀面和阀座的烧伤、柴油机功率下降等一系列危害。因此对排气阀耐高温性、耐腐蚀性和抗疲劳性的要求非常高。可以说，它的“健康状况”直接影响着柴油机的寿命和大修间隔。因此，在柴油机气阀的实际制作中,对柴油机气阀的焊接技术要求是非常高的。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种船用柴油机气阀阀盘堆焊工艺，能够提高气阀阀盘面的耐高温性、耐腐蚀性及抗疲劳性，提高气阀的生产工艺，延长气阀的使用寿命。

本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：一种船用柴油机气阀阀盘，包括与阀杆相连接的呈阶梯状的基底层，所述基底层的外周堆焊有合金层；所述基底层分为第一阶梯及第二阶梯，所述第二阶梯包括斜面、侧面及底面，所述斜面、侧面及底面的截面呈楔形。

进一步的，一种船用柴油机气阀阀盘堆焊工艺，其特征在于：包括以下步骤：

Ⅰ、焊前准备：选取材料为SNCrW的柴油机气阀毛坯及固溶强化型镍基变形高温合金材料的焊丝，并按照加工要求选取焊接位置；

Ⅱ、焊前处理：对所述焊接位置进行表面清洁，保证表面洁净无杂质，并进行预热处理；

Ⅲ、焊接加工：采用多点位多层堆焊方式对所述焊接位置堆焊固溶强化型镍基变形高温合金材料的焊丝，进行焊接处理；

Ⅳ、焊后处理：焊接处理完毕后，对工件进行时效硬化热处理，且在热处理完成后进行出炉空冷，并将焊接位置加工至成品尺寸；

Ⅴ、质量检验：对焊接处理完毕的工件进行质量检验，符合检验标准，否则重新进行焊接处理。

进一步的，前述的船用柴油机气阀阀盘堆焊工艺，步骤Ⅰ中的SNCrW材料含有以下质量百分比的化学成分：C：0.25～0.30％，Si：0.90～1.10％，Mn：0.90～1.10％，P≤0.04％，S≤0.03％，Ni：9.0～11.0％，Cr：18.0～22.0％，W：1.8～2.2％，Nb≤0.1％，B：0.001～0.003％，N：0.04～0.10％，余量为Fe；所述焊丝的直径为1.0～1.4mm，所述焊丝含有以下质量百分比的化学成分：Cr：22％，Fe≤1.0％，Mo≤9％，Nb≤3.5％，Ti≤0.4％，Al≤0.4％，C：0.1％，Si：≤0.2％，余量为Ni。

进一步的，前述的船用柴油机气阀阀盘堆焊工艺，步骤Ⅰ中，选用保护气体为Ar/15He混合保护气体，所述保护气体的混合比例为85%的Ar气和15%的He。

进一步的，前述的船用柴油机气阀阀盘堆焊工艺，步骤Ⅰ中焊接位置为气阀阀盘的底面、侧面及斜面，并将所述底面、侧面及斜面加工至堆焊前所需结构。

进一步的，前述的船用柴油机气阀阀盘堆焊工艺，步骤Ⅱ中，表面清洁工序为：选用无毛屑的抹布，并沾取清洗剂对所需焊接部位的表面进行擦拭，去除待焊部位表面的油污、油脂；清洁区域包括由堆焊部位向外延伸的≥50mm处。

进一步的，前述的船用柴油机气阀阀盘堆焊工艺，清洗剂为丙酮、工业酒精。

进一步的，前述的船用柴油机气阀阀盘堆焊工艺，步骤Ⅱ中，通过加热装置对待焊部位的表面进行加热，所述加热温度为≤100℃，以去除待焊部位表面的潮湿或冷凝水。

进一步的，前述的船用柴油机气阀阀盘堆焊工艺，步骤Ⅲ中，通过工业机器人与变位机组成焊接工作站对工件的待焊部位进行焊接处理，所述多点位多层堆焊方式中，堆焊层数为3～6层，焊丝厚度为5～12 mm；所述焊接处理按照待焊部位分成三个部位分段完成，且焊接顺序依次为气阀斜面、底面、侧面。

进一步的，前述的船用柴油机气阀阀盘堆焊工艺，气阀斜面的焊接层数为：3～5层，气阀底面的焊接层数为：4～6层，气阀侧面的焊接层数为：4～5层；每层包含多道焊接，道与道间焊接不断弧；气阀盘底采取同心圆或螺旋线方式完成单层堆焊。

进一步的，前述的船用柴油机气阀阀盘堆焊工艺，焊接处理的参数为：脉冲电流：100A～250A，脉冲时间：2.5～3.0ms，脉冲频率：≤105Hz，极性:正极，脉冲电压：20V～35V，接地电流：20A～40A，送丝速度：4.0～6.0米/分钟，焊接速度：200mm/分钟～270mm/分钟，焊枪摆动频率：0.8Hz～1Hz，焊枪摆动宽度：7～11mm，干伸长度：18～25mm，焊道搭接量：30%～50%，保护气流量：15～20L/min，层间温度：首层≤200℃，其它层≤300℃。

进一步的，前述的船用柴油机气阀阀盘堆焊工艺，步骤Ⅳ中，时效硬化热处理分为两个阶段进行：第一阶段的保温温度为680℃～740℃，保持时间为7~9小时，直至炉温冷却至620℃；第二阶段的保温温度为600℃~620℃，保持时间为5~7小时，直至炉温冷却至400℃以下进行出炉空冷处理。

进一步的，前述的船用柴油机气阀阀盘堆焊工艺，步骤Ⅴ中，检验方法为：采用超声波对堆焊合金层表面的铁含量及整个堆焊区域的内在质量进行检测；并对整个堆焊区域表面进行质量着色检测。

进一步的，前述的船用柴油机气阀阀盘堆焊工艺，步骤Ⅴ中，检验标准为：成品工件的堆焊部位合金表面对母材的稀释率≤5%，且堆焊合金层结合致密，无焊缝疏松、裂纹，堆焊合金层内部最大气孔不超过￠1.0mm ,堆焊后合金硬度为HV20：210~240。

本发明，其突出效果为：本发明针对排气阀杆盘端面长期暴露在燃烧室的工作面，且盘底、盘外圆易烧蚀的特性，通过对船用柴油机排气阀阀盘全包覆堆焊镍基变形高温合金进行堆焊，使其具有未采用该工艺气阀所达不到的技术性能指标。本发明柴油机气阀的整个阀盘部位分为底面、侧面及斜面三个区域，操作时需对这三个区域完成合金全包覆，由于镍基变形高温合金，具有优良的耐腐蚀和搞氧化性能，从低温到980℃均具有良好的拉伸性能和疲劳性能，并且耐盐雾气氛下的应力腐蚀。同时本发明阀盘基体为阶梯结构, 可实现分阶段焊接工艺，有效解决了堆焊区域大、堆焊层数多、工件变形量大、层间温度控制等等问题。通过本发明工艺将镍基变形高温合金包覆气阀整个阀盘部位，可以有效保护气阀阀盘，大幅提高阀盘表面耐高温、耐腐蚀、耐氧化性能，延长气阀的使用寿命，降低航运企业船舶营运成本，有利于船舶运行的安全性、环保性，因此具有很好的社会效益。

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1 是本发明焊接前的结构示意图。

图2 是图1中a的局部放大剖面图。

图3 是本发明焊接后的结构示意图。

图4 是图3中b的局部放大剖面图。

具体实施方式

实施例1

首先，进行焊前准备：选取材料为SNCrW的柴油机气阀毛坯及固溶强化型镍基变形高温合金材料的焊丝。固溶强化型是堆焊盘底的合金一种强化机理,固溶强化是指融入固溶体中的溶质原子造成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，从而使合金固溶体的强度与硬度增加。其中，柴油机气阀毛坯的组分为：C：0.25%，Si：0.90％，Mn：0.90％，P≤0.04％，S≤0.03％，Ni：9.0％，Cr：18.0％，W：1.8％，Nb≤0.1％，B：0.001％，N：0.04％，余量为Fe；焊丝选用的为以钼、铌为主要强化元素的Inconel625材料，其直径为1.0mm，含有以下质量百分比的化学成分：Cr：22％，Fe：1.0％，Mo：9％，Nb：3.5％，Ti：0.4％，Al：0.4％，C：0.1％，Si：≤0.2％，余量为Ni。并选用Ar/15He的混合气体作为焊接保护气体，该保护气体的混合比例为85%的Ar气和15%的He。

并按照设计图纸加工要求选取焊接位置：该船用柴油机气阀毛坯包括与阀杆相连接的气阀阀盘，并将该气阀阀盘加工至堆焊前所需的结构：包括呈阶梯状的基底层，基底层分为第一阶梯及第二阶梯，其中，第二阶梯包括斜面1、侧面2及底面3，该斜面、侧面及底面的截面呈楔形。

其次，对待焊工件进行焊前处理：对所述焊接位置进行表面清洁，保证表面洁净无杂质，并进行预热处理；

由于在高温环境中，镍在含有硫、磷、铅、锡、锌的环境下很容易脆化，脆化易导致焊缝与受热区域产生严重裂纹。且脆化元素总是以一种或另一种形式存在于焊接车间。如车间的灰尘、油脂、油污、油漆、渗透检验残留物、切削液、马克笔颜料与墨水、加工过程化学品、机床设备润滑油、温度计、铅、铜锤以及压缩机或其它设备的油雾等。因此，需选用无毛屑的抹布，并沾取清洗剂对所需焊接部位的表面进行擦拭，去除待焊部位表面的油污、油脂；本实施例中选用的清洗剂为丙酮。清洁区域包括由堆焊部位向外延伸的50mm处。

同时，由于潮湿会造成堆焊合金产生气孔，因此采用用燃烧器将堆焊表面加热到100℃，以去除潮湿或冷凝水。如果温度过高，则无法把焊层温度控制在极限范围内，导致合金稀释率增加，性能下降。

第三步，对前期预处理的待焊部位进行焊接加工：本实施例中通过工业机器人、变位机、逆变电源及气体保护焊机组成的焊接工作站，采用多点位多层堆焊方式对气阀阀盘的底面、侧面和斜面这三个区域堆焊固溶强化型镍基变形高温合金材料的Inconel625焊丝，堆焊合金厚度为11mm。如图2所示，焊接过程分三个部位分段完成，焊接前后顺序为气阀斜面、盘底、外圆。每个部位的焊接层数分别为气阀斜面：3层，气阀盘底：4层，气阀外圆：4层，每层包含多道焊接，道与道间焊接不断弧。气阀盘底采取同心圆或螺旋线方式完成单层堆焊。在焊接过程中排气阀放置在倾斜旋转速度可变的定位器上，焊枪的定位与行走通过全自动控制，焊丝送丝精准，焊枪振荡使熔池充分渗透，堆焊层间温度控制在350度以内，最终得到理想的焊缝，即焊缝表面成形整齐，焊缝平整，内在无焊接缺陷。

其中，焊接参数为：脉冲电流： 350A，脉冲时间：2.5ms，脉冲频率： 105Hz，极性:正极，脉冲电压： 39V，接地电流： 40A，送丝速度：4.0米/分钟，焊接速度： 270mm/分钟，焊枪摆动频率： 1Hz，焊枪摆动宽度：7mm，干伸长度：18mm，焊道搭接量： 50%，保护气流量：15升/分钟，层间温度：首层：200℃，其它层：300℃。

第四步，焊后处理：在焊接处理完毕后，对工件进行时效硬化热处理，时效硬化处理的第一阶段保温温度为680℃，保持时间为7小时，直至炉温冷却至600℃；第二阶段的保温温度为600℃℃，保持时间为5小时，当炉温冷却至400℃以下时进行出炉空冷，并将焊接位置加工至成品尺寸；

最终，对处理完毕的工件进行质量检验：热处理结束后将前述的堆焊区域加工至成品尺寸，并对堆焊合金层表面铁含量、整个堆焊区域内在质量超声波检测、整个堆焊区域表面进行质量着色检测，要求成品堆焊部位合金表面对母材的稀释率（铁含量计算）≤5%，且堆焊合金层结合致密，无焊缝疏松、裂纹，堆焊合金层内部最大气孔不超过￠1.0mm ,堆焊后合金硬度为HV20：210~240。

通过本实施例中所使用的工艺处理完毕的气阀阀盘，经检验后成品堆焊部位合金表面对母材的稀释率（铁含量计算）≤5%，且堆焊合金层结合致密，无焊缝疏松、裂纹，堆焊合金层内部最大气孔不超过￠1.0mm ,堆焊后合金硬度为HV20： 210，符合检验标准。

实施例2

首先，进行焊前准备：选取材料为SNCrW的柴油机气阀毛坯及固溶强化型镍基变形高温合金材料的焊丝。其中，柴油机气阀毛坯的组分为：C：0.28%，Si：0.95％，Mn：0.95％，P≤0.04％，S≤0.03％，Ni：10.0％，Cr：19.0％，W：2.0％，Nb≤0.1％，B：0.0015％，N：0.06％，余量为Fe；焊丝选用的为以钼、铌为主要强化元素的Inconel625材料，其直径为1.1mm，含有以下质量百分比的化学成分：Cr：22％，Fe：1.0％，Mo：9％，Nb：3.5％，Ti：0.4％，Al：0.4％，C：0.1％，Si：≤0.2％，余量为Ni。并选用Ar/15He的混合气体作为焊接保护气体，该保护气体的混合比例为85%的Ar气和15%的He。

并按照设计图纸加工要求选取焊接位置：该船用柴油机气阀毛坯包括与阀杆相连接的气阀阀盘，并将该气阀阀盘加工至堆焊前所需的结构：包括呈阶梯状的基底层，基底层分为第一阶梯及第二阶梯，其中，第二阶梯包括斜面1、侧面2及底面3，该斜面、侧面及底面的截面呈楔形。

其次，对待焊工件进行焊前处理：对所述焊接位置进行表面清洁，保证表面洁净无杂质，并进行预热处理；

由于在高温环境中，镍在含有硫、磷、铅、锡、锌的环境下很容易脆化，脆化易导致焊缝与受热区域产生严重裂纹。且脆化元素总是以一种或另一种形式存在于焊接车间。如车间的灰尘、油脂、油污、油漆、渗透检验残留物、切削液、马克笔颜料与墨水、加工过程化学品、机床设备润滑油、温度计、铅、铜锤以及压缩机或其它设备的油雾等。因此，需选用无毛屑的抹布，并沾取清洗剂对所需焊接部位的表面进行擦拭，去除待焊部位表面的油污、油脂；本实施例中选用的清洗剂为丙酮。清洁区域包括由堆焊部位向外延伸的50mm处。

同时，由于潮湿会造成堆焊合金产生气孔，因此采用用燃烧器将堆焊表面加热到100℃，以去除潮湿或冷凝水。如果温度过高，则无法把焊层温度控制在极限范围内，导致合金稀释率增加，性能下降。

第三步，对前期预处理的待焊部位进行焊接加工：本实施例中通过工业机器人、变位机、逆变电源及气体保护焊机组成的焊接工作站，采用多点位多层堆焊方式对气阀阀盘的底面、侧面和斜面这三个区域堆焊固溶强化型镍基变形高温合金材料的Inconel625焊丝，堆焊合金厚度为5mm。如图2所示，焊接过程分三个部位分段完成，焊接前后顺序为气阀斜面、盘底、外圆。每个部位的焊接层数分别为气阀斜面：3层，气阀盘底：4层，气阀外圆：4层，每层包含多道焊接，道与道间焊接不断弧。气阀盘底采取同心圆或螺旋线方式完成单层堆焊。在焊接过程中排气阀放置在倾斜旋转速度可变的定位器上，焊枪的定位与行走通过全自动控制，焊丝送丝精准，焊枪振荡使熔池充分渗透，堆焊层间温度控制在350度以内，最终得到理想的焊缝，即焊缝表面成形整齐，焊缝平整，内在无焊接缺陷。

其中，焊接参数为：脉冲电流： 350A，脉冲时间：2.5ms，脉冲频率： 105Hz，极性:正极，脉冲电压： 39V，接地电流： 40A，送丝速度：4.0米/分钟，焊接速度： 270mm/分钟，焊枪摆动频率： 1Hz，焊枪摆动宽度：7mm，干伸长度：18mm，焊道搭接量： 50%，保护气流量：15升/分钟，层间温度：首层：200℃，其它层：300℃。

第四步，焊后处理：在焊接处理完毕后，对工件进行时效硬化热处理，时效硬化处理的第一阶段保温温度为690℃，保持时间为7小时，直至炉温冷却至610℃；第二阶段的保温温度为610℃，保持时间为5小时，当炉温冷却至400℃以下时进行出炉空冷，并将焊接位置加工至成品尺寸；

最终，对处理完毕的工件进行质量检验：热处理结束后将前述的堆焊区域加工至成品尺寸，并对堆焊合金层表面铁含量、整个堆焊区域内在质量超声波检测、整个堆焊区域表面进行质量着色检测，要求成品堆焊部位合金表面对母材的稀释率（铁含量计算）≤5%，且堆焊合金层结合致密，无焊缝疏松、裂纹，堆焊合金层内部最大气孔不超过￠1.0mm ,堆焊后合金硬度为HV20：210~240。

通过本实施例中所使用的工艺处理完毕的气阀阀盘，经检验后成品堆焊部位合金表面对母材的稀释率（铁含量计算）≤5%，且堆焊合金层结合致密，无焊缝疏松、裂纹，堆焊合金层内部最大气孔不超过￠1.0mm ,堆焊后合金硬度为HV20： 220，符合检验标准。

实施例3

首先，进行焊前准备：选取材料为SNCrW的柴油机气阀毛坯及固溶强化型镍基变形高温合金材料的焊丝。其中，柴油机气阀毛坯的组分为：C：0.27%，Si：0.95％，Mn：0.95％，P≤0.04％，S≤0.03％，Ni：9.5％，Cr：20.0％，W：2.1％，Nb≤0.1％，B：0.002％，N：0.075％，余量为Fe；焊丝选用的为以钼、铌为主要强化元素的Inconel625材料，其直径为1.1mm，含有以下质量百分比的化学成分：Cr：22％，Fe：1.0％，Mo：9％，Nb：3.5％，Ti：0.4％，Al：0.4％，C：0.1％，Si：≤0.2％，余量为Ni。并选用Ar/15He的混合气体作为焊接保护气体，该保护气体的混合比例为85%的Ar气和15%的He。

并按照设计图纸加工要求选取焊接位置：该船用柴油机气阀毛坯包括与阀杆相连接的气阀阀盘，并将该气阀阀盘加工至堆焊前所需的结构：包括呈阶梯状的基底层，基底层分为第一阶梯及第二阶梯，其中，第二阶梯包括斜面1、侧面2及底面3，该斜面、侧面及底面的截面呈楔形。

其次，对待焊工件进行焊前处理：对所述焊接位置进行表面清洁，保证表面洁净无杂质，并进行预热处理；

由于在高温环境中，镍在含有硫、磷、铅、锡、锌的环境下很容易脆化，脆化易导致焊缝与受热区域产生严重裂纹。且脆化元素总是以一种或另一种形式存在于焊接车间。如车间的灰尘、油脂、油污、油漆、渗透检验残留物、切削液、马克笔颜料与墨水、加工过程化学品、机床设备润滑油、温度计、铅、铜锤以及压缩机或其它设备的油雾等。因此，需选用无毛屑的抹布，并沾取清洗剂对所需焊接部位的表面进行擦拭，去除待焊部位表面的油污、油脂；本实施例中选用的清洗剂为丙酮。清洁区域包括由堆焊部位向外延伸的50mm处。

同时，由于潮湿会造成堆焊合金产生气孔，因此采用用燃烧器将堆焊表面加热到100℃，以去除潮湿或冷凝水。如果温度过高，则无法把焊层温度控制在极限范围内，导致合金稀释率增加，性能下降。

第三步，对前期预处理的待焊部位进行焊接加工：本实施例中通过工业机器人、变位机、逆变电源及气体保护焊机组成的焊接工作站，采用多点位多层堆焊方式对气阀阀盘的底面、侧面和斜面这三个区域堆焊固溶强化型镍基变形高温合金材料的Inconel625焊丝，堆焊合金厚度为5mm。如图2所示，焊接过程分三个部位分段完成，焊接前后顺序为气阀斜面、盘底、外圆。每个部位的焊接层数分别为气阀斜面：4层，气阀盘底：5层，气阀外圆：5层，每层包含多道焊接，道与道间焊接不断弧。气阀盘底采取同心圆或螺旋线方式完成单层堆焊。在焊接过程中排气阀放置在倾斜旋转速度可变的定位器上，焊枪的定位与行走通过全自动控制，焊丝送丝精准，焊枪振荡使熔池充分渗透，堆焊层间温度控制在350度以内，最终得到理想的焊缝，即焊缝表面成形整齐，焊缝平整，内在无焊接缺陷。

其中，焊接参数为：脉冲电流： 350A，脉冲时间：2.5ms，脉冲频率： 105Hz，极性:正极，脉冲电压： 39V，接地电流： 40A，送丝速度：4.0米/分钟，焊接速度： 270mm/分钟，焊枪摆动频率： 1Hz，焊枪摆动宽度：7mm，干伸长度：18mm，焊道搭接量： 50%，保护气流量：15升/分钟，层间温度：首层：200℃，其它层：300℃。

第四步，焊后处理：在焊接处理完毕后，对工件进行时效硬化热处理，时效硬化处理的第一阶段保温温度为710℃，保持时间为8小时，直至炉温冷却至620℃；第二阶段的保温温度为620℃，保持时间为6小时，当炉温冷却至400℃以下时进行出炉空冷，并将焊接位置加工至成品尺寸；

最终，对处理完毕的工件进行质量检验：热处理结束后将前述的堆焊区域加工至成品尺寸，并对堆焊合金层表面铁含量、整个堆焊区域内在质量超声波检测、整个堆焊区域表面进行质量着色检测，要求成品堆焊部位合金表面对母材的稀释率（铁含量计算）≤5%，且堆焊合金层结合致密，无焊缝疏松、裂纹，堆焊合金层内部最大气孔不超过￠1.0mm ,堆焊后合金硬度为HV20：210~240。

通过本实施例中所使用的工艺处理完毕的气阀阀盘，经检验后成品堆焊部位合金表面对母材的稀释率（铁含量计算）≤5%，且堆焊合金层结合致密，无焊缝疏松、裂纹，堆焊合金层内部最大气孔不超过￠1.0mm ,堆焊后合金硬度为HV20： 230，符合检验标准。

实施例4

首先，进行焊前准备：选取材料为SNCrW的柴油机气阀毛坯及固溶强化型镍基变形高温合金材料的焊丝。其中，柴油机气阀毛坯的组分为：C：0.30%，Si：1.10％，Mn：1.10％，P≤0.04％，S≤0.03％，Ni：11.0％，Cr：22.0％，W：2.2％，Nb≤0.1％，B：0.003％，N：0.10％，余量为Fe；焊丝选用的为以钼、铌为主要强化元素的Inconel625材料，其直径为1.1mm，含有以下质量百分比的化学成分：Cr：22％，Fe：1.0％，Mo：9％，Nb：3.5％，Ti：0.4％，Al：0.4％，C：0.1％，Si：≤0.2％，余量为Ni。并选用Ar/15He的混合气体作为焊接保护气体，该保护气体的混合比例为85%的Ar气和15%的He。

并按照设计图纸加工要求选取焊接位置：该船用柴油机气阀毛坯包括与阀杆相连接的气阀阀盘，并将该气阀阀盘加工至堆焊前所需的结构：包括呈阶梯状的基底层，基底层分为第一阶梯及第二阶梯，其中，第二阶梯包括斜面1、侧面2及底面3，该斜面、侧面及底面的截面呈楔形。

其次，对待焊工件进行焊前处理：对所述焊接位置进行表面清洁，保证表面洁净无杂质，并进行预热处理；

由于在高温环境中，镍在含有硫、磷、铅、锡、锌的环境下很容易脆化，脆化易导致焊缝与受热区域产生严重裂纹。且脆化元素总是以一种或另一种形式存在于焊接车间。如车间的灰尘、油脂、油污、油漆、渗透检验残留物、切削液、马克笔颜料与墨水、加工过程化学品、机床设备润滑油、温度计、铅、铜锤以及压缩机或其它设备的油雾等。因此，需选用无毛屑的抹布，并沾取清洗剂对所需焊接部位的表面进行擦拭，去除待焊部位表面的油污、油脂；本实施例中选用的清洗剂为丙酮。清洁区域包括由堆焊部位向外延伸的50mm处。

同时，由于潮湿会造成堆焊合金产生气孔，因此采用用燃烧器将堆焊表面加热到100℃，以去除潮湿或冷凝水。如果温度过高，则无法把焊层温度控制在极限范围内，导致合金稀释率增加，性能下降。

第三步，对前期预处理的待焊部位进行焊接加工：本实施例中通过工业机器人、变位机、逆变电源及气体保护焊机组成的焊接工作站，采用多点位多层堆焊方式对气阀阀盘的底面、侧面和斜面这三个区域堆焊固溶强化型镍基变形高温合金材料的Inconel625焊丝，堆焊合金厚度为5mm。如图2所示，焊接过程分三个部位分段完成，焊接前后顺序为气阀斜面、盘底、外圆。每个部位的焊接层数分别为气阀斜面：3层，气阀盘底：4层，气阀外圆：4层，每层包含多道焊接，道与道间焊接不断弧。气阀盘底采取同心圆或螺旋线方式完成单层堆焊。在焊接过程中排气阀放置在倾斜旋转速度可变的定位器上，焊枪的定位与行走通过全自动控制，焊丝送丝精准，焊枪振荡使熔池充分渗透，堆焊层间温度控制在350度以内，最终得到理想的焊缝，即焊缝表面成形整齐，焊缝平整，内在无焊接缺陷。

其中，焊接参数为：脉冲电流： 350A，脉冲时间：2.5ms，脉冲频率： 105Hz，极性:正极，脉冲电压： 39V，接地电流： 40A，送丝速度：4.0米/分钟，焊接速度： 270mm/分钟，焊枪摆动频率： 1Hz，焊枪摆动宽度：7mm，干伸长度：18mm，焊道搭接量： 50%，保护气流量：15升/分钟，层间温度：首层：200℃，其它层：300℃。

第四步，焊后处理：在焊接处理完毕后，对工件进行时效硬化热处理，时效硬化处理的第一阶段保温温度为720℃，保持时间为8小时，直至炉温冷却至620℃；第二阶段的保温温度为620℃，保持时间为5小时，当炉温冷却至400℃以下时进行出炉空冷，并将焊接位置加工至成品尺寸；

最终，对处理完毕的工件进行质量检验：热处理结束后将前述的堆焊区域加工至成品尺寸，并对堆焊合金层表面铁含量、整个堆焊区域内在质量超声波检测、整个堆焊区域表面进行质量着色检测，要求成品堆焊部位合金表面对母材的稀释率（铁含量计算）≤5%，且堆焊合金层结合致密，无焊缝疏松、裂纹，堆焊合金层内部最大气孔不超过￠1.0mm ,堆焊后合金硬度为HV20：210~240。

通过本实施例中所使用的工艺处理完毕的气阀阀盘，经检验后成品堆焊部位合金表面对母材的稀释率（铁含量计算）≤5%，且堆焊合金层结合致密，无焊缝疏松、裂纹，堆焊合金层内部最大气孔不超过￠1.0mm ,堆焊后合金硬度为HV20： 240，符合检验标准。