12Cr1MoV堆焊S112焊接工藝

楊海艷

摘 要：針對閥門制造中密封面的堆焊要求，采用GTAW焊接方法進行了12Cr1MoV堆焊S112的焊接工藝試驗，焊前預熱焊后熱處理得當，堆焊面不產生裂紋且其表面質量符合標準要求。

關鍵詞：密封面堆焊;鈷基焊絲;熱處理

在工業生產和生活中，閥門具有重要的作用。閥門是管路流體輸送系統中控制部件，它是用來改變通路斷面和介質流動方向，具有導流、截止、調節、節流、止回、分流或溢流卸壓等功能。閥門種類和型號繁多。常用如閘閥、截止閥、節流閥、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

某企業生產的閘閥規格為：Z962Y-P54 140V DN300，閥瓣密封面材質（12Cr1MoV）硬度要求HRC≥45。該企業按GB/T22652-2008閥門密封面工藝評定要求，選用鈷基焊絲S112，采用手工鎢極氣體保護焊（GTAW）。對12Cr1MoV試樣（φ120×28）進行焊前氧炔焰預熱550±10℃（紅外線測溫），焊后700±10℃加熱爐內回火處理3h溫度降至300℃出爐，試樣堆焊層經車削后高4mm，檢測符合評定要求：

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，堆焊層側面無未焊透現象;

②按NB/T47013-2015檢測，Ⅱ級合格;

③5個測點HRC值分別為46.4、46.5、45.0、47.0、46.2;

工藝評定采用焊接工藝參數（見下表）。

該企業按焊接工藝評定的工藝堆焊閥瓣密封面出現以下情況：

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經理化檢測均符合要求;工藝與焊接工藝評定的工藝相同;

②焊接過程中堆焊層開裂是由于氧炔焰預熱時雖然母材表面溫度達到550℃，但是閥瓣內外溫度不均勻，導致應力集中產生焊接過程中堆焊層裂紋甚至開裂現象，而評定試樣規格較小，不易出現裂紋現象;

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

3 正確工藝

①堆焊表面及兩側各20mm范圍內清除水、銹、油污、積渣，雜物等;

②確認焊絲牌號、規格是否相符，檢查質量，隨用隨取;

②焊前將工件在加熱爐內加熱至550±10℃，并保溫3h;

④由持有相應合格項目的焊工采用手工鎢極氣體保護焊，電流、電壓、焊接速度等參數與上表相同，堆焊2道2層（按第1層內道、第1層外道、按第2層內道、第2層外道順序施焊），每次焊完后，再進行鄰道、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，將工件重新送入爐中加熱到550±10℃再繼續施焊，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車削后有氣孔、裂紋等現象時，可進行補焊，先將缺陷用磨光機磨去，再把工件放入加熱爐加溫至550±10℃，保溫3h后出爐補焊，補焊完畢后再放入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生裂紋或開裂情況，經檢測硬度等指標符合工藝要求，施焊產品的一次合格率達90%以上。

4結論

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

參考文獻：

[1]陳祝年.焊接工程師手冊[M].北京：機械工業出版社，2002，1（1）.

[2]樊東黎，王廣生.熱處理手冊[M].北京：機械工業出版社2002，7（3）.