一种船用低速机气阀密封面堆焊镍基合金焊接工艺的制作方法

文档序号:11797726阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种船用低速机气阀密封面堆焊镍基合金焊接工艺,包括焊前准备、焊前处理、焊接加工、焊后处理及质量检验工序,其特征在于:所述焊接工艺采用熔化极脉冲气体保护焊,对气阀阀面部位环形船型焊槽进行至少两层至少两道堆焊镍基合金;

所述船用低速机气阀母材为含有以下质量百分比的化学成分的SNCrW材料: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Fe;

所述镍基合金为含有以下质量百分比的化学成分的Inconel 718耐磨实心焊丝:C:0.04~0.08%,Mn:≤0.06%,Ni:53-54%,Cr:18.0~19%,Fe:17~18%,Mo:3.0~4.0%,Nb:5%,Ti:0.9~1.0%,Al:0.4~0.5%,Si:≤0.2%,其他:≤0.5%;

所述熔化极脉冲气体保护焊所用的保护气为:氩、氦、氢及二氧化碳混合气,所述混合气体的混合比例为:氦气15%、氢气2%、二氧化碳0.06%、氩气余量。

2.根据权利要求1所述的船用低速机气阀密封面堆焊镍基合金焊接工艺,其特征在于:包括以下步骤:

Ⅰ、焊前准备:配置熔化极脉冲气体保护焊电源、选取材料为SNCrW的柴油机气阀毛坯密封面部位加工环形船型焊槽、镍基变形高温合金焊丝及四元混合保护气,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,并进行焊前预热处理;

Ⅲ、焊接加工:配置焊接电源二级参数,并设置焊接参数,通过变位机对气阀进行旋转,使气阀密封面船型焊槽呈水平放置,采用多道多层堆焊方式对所述焊接位置堆焊镍基合金材料的焊丝,并进行熔化极脉冲气体保护焊接处理;

Ⅳ、焊后处理:焊接处理完毕后,对气阀工件进行冷却处理,并对焊接位置进行加工,至检验尺寸;

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

3.根据权利要求1所述的船用低速机气阀密封面堆焊镍基合金焊接工艺,其特征在于:所述熔化极脉冲气体保护焊所使用的电源为逆变焊接电源,所述电源的动态特性通过电感进行调整,并进行二次焊接参数设置,保证焊接过程可实时控制;所述电源主要技术参数为:输入电压+/-15% (50-60Hz):3x400 V,最大输入电流:28.2 A,功率 /100%:19.3 kVA,最大功率:24.2 kVA,空载消耗功率:40 VA,电流范围:15-400 A,送丝速度:0.5-30 m/min,焊丝直径:0.6-2.4 mm,最大气体压力:0.5 MPa (5.0 bar)。

4.根据权利要求2所述的船用低速机气阀密封面堆焊镍基合金焊接工艺,其特征在于:焊接表面清洁工序为: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;清洁区域包括由焊接部位向外延伸的≥50mm处。

5.根据权利要求4所述的船用低速机气阀密封面堆焊镍基合金焊接工艺,其特征在于:所述清洗剂为丙酮、工业酒精。

6.根据权利要求2所述的船用低速机气阀密封面堆焊镍基合金焊接工艺,其特征在于:所述焊前预热工序为:通过对待焊部位的表面进行加热,以去除待焊部位表面的潮湿或冷凝水。

7.根据权利要求2所述的船用低速机气阀密封面堆焊镍基合金焊接工艺,其特征在于:所述焊接过程中,通过变位机旋转气阀使其密封面环形船型焊槽呈水平放置,焊接采用直流反接,焊道成型方式采用至少两层至少两道堆焊,焊枪倾斜角度为:5°,气阀密封面堆焊合金厚度为:7~12mm,堆焊层数为:3~5层,每层焊接道数为:1~4道,道与道间焊接不断弧。

8.根据权利要求7所述的船用低速机气阀密封面堆焊镍基合金焊接工艺,其特征在于:所述焊接工艺参数为:脉冲电流:100A~200A,极性:正极,脉冲电压:20V~40V,送丝速度:4.0米/分钟~6.0米/分钟,焊接速度:110mm/分钟~140mm/分钟,焊枪摆动频率:1Hz~1.3Hz,焊枪摆动宽度:5~8mm,干伸长度:15~20mm,焊道搭接量:20%~30%,保护气流量:15~20L/min.焊接电源二级焊接参数:提前送气时间:0.2秒,慢送丝:1.0米/分钟,热起弧电流:25%,热起弧电流持续时间:0.5秒,收弧电流下降时间:0.2秒,收弧电流持续时间:0.3秒,收弧电流值:50%,焊丝回烧:3mm、滞后送气时间:3.0秒,点焊时间:0秒。

9.根据权利要求2所述的船用低速机气阀密封面堆焊镍基合金焊接工艺,其特征在于:对焊接完毕的船用柴油机气阀在空气中冷却至室温。

10.根据权利要求2所述的船用低速机气阀密封面堆焊镍基合金焊接工艺,其特征在于:对船用低速机气阀密封面镍基合金堆焊质量进行外观检测、渗透探伤及超声波探伤检验,所述检验接收标准为:在焊缝最大直径处测量,不接受线性缺陷,不接受大于0.5mm 非线性缺陷,接受非线性缺陷最大数量为:每100mm 焊缝1 个缺陷。

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