连杆蝶阀司太立合金止口制作问题的分析解决.pdf
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1、作者简介:马辉()男中级工程师从事冶金设备制造工艺以及工艺装备设计文章编号:()连杆蝶阀司太立合金止口制作问题的分析解决马 辉吴芳芳(秦皇岛秦冶重工有限公司工业设计中心河北 秦皇岛)摘要 司太立合金作为一种常用的耐磨损、耐腐蚀、耐高温和耐氧化的硬质合金在阀门产品中有一定范围的应用我公司的连杆蝶阀在特殊工况系统应用时其止口合金也会采用司太立合金堆焊方法加工制作但该合金焊接难度大、硬度高、加工困难在实际制作中往往会出现返工返修等问题 本文主要介绍了该合金在一种低压低泄露连杆蝶阀制作过程中出现的问题和改进措施关键词 连杆蝶阀司太立合金焊接裂纹中图分类号:文献标志码:(.):.:概述连杆蝶阀以其结构简
2、单、体积小、重量轻、安装空间小、操作简便具有良好的流量调节功能和关闭密封特性是近十几年来发展最快的阀门品种之一我公司生产的大型连杆蝶阀主要适用于热风炉系统作为冷风阀、煤气切断阀、煤气燃烧阀、助燃空气切断阀、烟道阀使用 根据阀门产品的实际工况需要对一些特殊介质管道阀门在设计时止口都要求堆焊合金以满足耐磨、耐腐蚀等需要常用的堆焊合金有 司太立合金等这些止口面合金层的焊接和加工在整个产品制造中都是关键控制点直接影响出厂前成品检验是否合格 年我公司承接了特殊管道用连杆蝶阀的 台订单开始制作时沿用以往的制作工艺对硬密封面精车、磨削后装配调试前 台蝶阀首次装配后进行的密封试验都不合格经过重新精磨和手工研磨
3、后再次装配仍然出现不同程度的连贯密集气泡泄漏都达不到产品的密封要求前后 次的制作失败使产品面临拖期违约的危险后组织专门人员进行了约 个月的分析研究和改善攻关最终解决了制作问题并完成了按时交货以下对该过程中的问题原因和解决措施进行简要分析介绍 产品止口的结构形式和性能要求产品的的系统介质为烟气压力 温度 止口结构形式如图 所示要求阀体止口堆焊司太立合金 宽 深度 阀板止口堆焊司太立合金 宽度 深度 强度试验为 水压保压 分钟不得有可见阀 门 年第 期液滴或潮湿气密试验要求为 气压保压 分钟压降小于每分钟 个气泡 该产品的气密试验要求严格是整个制造过程中的技术难点 阀体 阀板 密封副图 止口结构形
4、式 止口面制作要点焊接要点:司太立合金焊接难度较大堆焊合金前基体要用奥氏体不锈钢焊材打底焊接过渡层一般采用 焊条或 焊丝进行过渡层焊接过渡层的作用在于不将司太立合金直接焊接在碳钢基体母材上保证焊接的合金都直接熔化在奥氏体不锈钢过渡层上这样可以有效减少焊接裂纹的出现 司太立合金堆焊前将工件置于加热炉预热至 后出炉焊接整个焊接过程中保持工件温度不低于 焊后置入 保温炉内随炉缓冷至室温加工要点:堆焊前先在止口位置车梯形合金槽深度保证预留 加工量梯形槽形状为上大下小有利于保证焊接熔合质量车槽时需保证基体光洁无气孔、夹砂等铸造缺陷如有缺陷要先打磨补焊好 堆焊完的止口面经过精车后放松卡盘爪再磨削经粗磨、精
5、磨后满足止口面的平面度在 以内百分表测量平面度不得有局部突变的位置制作问题主要是该产品首批装配后进行密封试验时泄漏率达不到设计要求表现为密集小气泡泄露局部点大气泡泄露经观察发现主要是由焊接裂纹、补焊硬点、止口平面度、止口粗糙度、工件打压变形、划伤磕碰六个方面的影响因素造成 具体原因分析 焊接裂纹问题首先受司太立合金本身的焊接工艺性影响焊接过程需要比较苛刻的预热和缓冷的条件其次工件止口面的合金层厚度大一般厚度在 以内容易保证焊接质量但该产品工件在包含加工余量的前提下阀体和阀板的止口面需要焊接至 和 这也加大了出现焊接裂纹的几率手工钨极氩弧焊的焊接方法在焊接过程中需要反复更换焊条起弧收弧的连接点较
6、多焊接停顿的位置形成短时间内温度急剧变化焊缝熔池凝固速度快冷却过程中焊缝应力得不到充分释放容易造成裂纹的形成如图 所示 同理在出现裂纹后补焊过程也是容易出现裂纹甚至出现裂纹越补越多的情况 根据气密试验泄露位置判断焊接裂纹是影响气密试验泄露的主要因素图 焊接裂纹 焊接局部硬点问题局部硬点是在裂纹缺陷补焊时出现的原因是补焊点冷却速度快造成局部硬度比相邻区域略高硬度的突变位置在车削和磨削时会造成微观让刀现象形成止口面的局部凸点此凸点在整个加工过程都会去除不完全造成装配后的止口凸点处有间隙出现气密试验时冒大泡的气体泄漏如图 所示图 局部硬点 止口平面度问题止口经砂轮磨削后放松卡爪打表测量以及加工后放置
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