一种低温调节阀及其焊接工艺的制作方法

本发明涉及低温阀门技术领域，主要涉及一种低温调节阀及其焊接工艺。

背景技术：
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低温调节阀，主要是指使用于接近液氮温度及以下的低温系统，比如LNG、液氢、特别是氦低温系统。国内很多大的低温系统如超导托卡马克、强磁场、超导加速器、正负离子对撞机、航空航天都需要使用低温调节阀。

低温调节阀，由于极低的工作温度，阀门极易因低温变形而导致阀门卡死或者密封性能失效而产生泄漏，同时在低温下阀门连接管道也因低温收缩会对阀门阀体产生一定拉力，导致阀体变形而泄露。一般阀座有四道焊缝，两端阀座和阀杆相连处不可避免的焊缝，阀座与其配合的阀进出口管道之间的焊缝，出口管道是焊接时阀体变形的主要因素，特别容易泄露，从而影响阀的整体质量。因此深低温调节阀对阀门的制造工艺及结构设计要求非常高；目前国内还没有成功可靠制造此类深低温调节阀的企业或公司。

技术实现要素：
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本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种低温调节阀及其焊接工艺，从焊接制造工艺上和结构设计俩个方面来保证阀门的可靠性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种低温调节阀，包括有阀体、阀座和阀芯组成，其特征在于：所述阀体下端部的阀座上设有与阀座一体的出口管，所述阀体中阀芯的下端部设有可拆卸的阀芯座，所述阀芯座的底端部通过密封圈密封安装有密封接头，所述密封圈的外表面为锥形斜面。

所述的低温调节阀的焊接工艺，其特征在于：其具体工艺步骤如下：

（1）、在室内无风环境下，首先将阀体和阀座卡装在焊接工装上，所述焊接工装包括有用于穿过阀体中部的夹持杆，所述夹持杆的两端分别设有夹持块，所述夹持块的两端通过夹持螺母锁紧；阀体和阀座通过焊接工装装配好后，在夹持杆的水平两端安装有转动卡盘；

（2）、采用无水酒精清洁焊缝20mm范围的区域，调整卡盘转速，使焊接速度达到700mm/min；

（3）、向阀体内通入纯度为99.99%的氩气，其流量为8～10L/min，采用1.6mm直径钨极，调节焊接电流为25-28A，焊接电压2-21v，焊枪朝下，钨极伸长8-10mm，喷嘴到工件距离10mm，使焊嘴正对阀体轴心；

（4）、通过焊嘴对两端阀座与阀体连接处的焊缝以及进口管与阀座连接处的焊缝分别进行三点定位焊，首先焊接进口管端部所在阀座与阀体连接处的焊缝，准备一块含水潮湿棉布，为了减小热输入而导致的焊接变形，焊接停止时，立即用潮布冷却焊缝两边，但需避开冷却焊缝处，以防焊缝剧冷产生裂纹；同时转盘不停，用压缩空气对焊缝进行均匀冷却，等到焊缝彻底冷却后再开始焊接进口管与阀座连接处的焊缝，最后焊接阀体另一端的阀座与阀体连接处的焊缝；其焊接方法均相同，将焊接好的阀体和阀座竖直悬挂在支撑架上，放入加热炉加热到100-150℃，保持5-20小时进行时效处理，以消除焊接时产生的残余应力，稳定组织和尺寸，即可与阀芯装配。

阀座结构上的改进：

在阀座加工时，适当延长出口管到阀座轴线的距离，消除此处焊缝焊接时对阀座焊接变形的影响。

焊接制作工艺上的改进：

低温调节阀阀体很长，在焊接过程中，阀体极易弯曲和型变，所以设计一种专用工装，卡住阀体，不让阀体各部件松动。并且两端放在滚轮上，由电机带动转动，焊接时调节电机转动速度，可以控制焊接速度并使焊接均匀。阀芯与阀杆之间采用复合密封技术，将密封圈加工成斜面，在和阀座密封时，不仅有一个侧面密封的作用，同时随着密封面进一步压紧，阀座会使密封圈产生一个平面，又产生一个平面密封效果，同时斜面密封具有自动找正功能。当在阀体因低温变形、管道拉力等各种原因使阀芯斜面自动找正功能满足不了时，可拆分离阀芯加强了自动找正能力，使得阀芯和阀座完美闭合，达到密封效果。

本发明的优点是：

1、 独特的阀座设计，大大减少了焊接变形对阀门可靠性的影响。

2、焊接工装的巧妙使用，减少了阀体焊接过程中导致的阀体弯曲、松动以及变形，提高产品的可靠性。

3 、密封性能可靠，采用斜面密封圈结构以及可拆分离阀芯，大大提高了阀芯的自我找正能力和密封效果。

附图说明：

图1为本发明阀体与阀座配合的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为本发明的工装结构示意图。

图4为本发明阀芯修改之后的结构示意图。

具体实施方式：

参见附图。

一种低温调节阀，包括有阀体1、阀座2和阀芯3组成，阀体1下端部的阀座上安装有与阀座2一体的出口管4，阀体1中的阀芯3下端部设有可拆卸的阀芯座，阀芯座的底端部通过密封圈5密封安装有密封接头6，密封圈5的外表面为锥形斜面。

所述的低温调节阀的焊接工艺，其特征在于：其具体工艺步骤如下：

（1）、在室内无风环境下，首先将阀体1和阀座2卡装在焊接工装上，所述焊接工装包括有用于穿过阀体中部的夹持杆3，夹持杆3的两端分别设有夹持块4，夹持块4的两端通过夹持螺母5锁紧；阀体1和阀座2通过焊接工装装配好后，在夹持杆3的水平两端安装有转动卡盘；

（2）、采用无水酒精清洁焊缝20mm范围的区域，调整卡盘转速，使焊接速度达到700mm/min；

（3）、向阀体内通入纯度为99.99%的氩气，其流量为8～10L/min，采用1.6mm直径钨极，调节焊接电流为25-28A，焊接电压2-21v，焊枪朝下，钨极伸长8-10mm，喷嘴到工件距离10mm，使焊嘴正对阀体轴心；

（4）、通过焊嘴对两端阀座与阀体连接处的焊缝11、12以及进口管8与阀座连接处的焊缝7进行三点定位焊，首先焊接进口管端部所在阀座与阀体连接处的焊缝12，准备一块含水潮湿棉布，为了减小热输入而导致的焊接变形，焊接停止时，立即用潮布冷却焊缝两边，但需避开冷却焊缝处，以防焊缝剧冷产生裂纹；同时转盘不停，用压缩空气对焊缝进行均匀冷却，等到焊缝彻底冷却后再开始焊接进口管与阀座连接处的焊缝7，最后焊接阀体另一端的阀座与阀体连接处的焊缝11；其焊接方法均相同，将焊接好的阀体和阀座竖直悬挂在支撑架上，放入加热炉加热到100-150℃，保持5-20小时进行时效处理，以消除焊接时产生的残余应力，稳定组织和尺寸，即可与阀芯10装配。