平行闸板阀阀座等离子喷焊工艺

马世辉

（承德石油高等专科学校，河北 承德 067000）

平行闸板阀阀座等离子喷焊工艺

马世辉

（承德石油高等专科学校，河北 承德 067000）

平行闸板阀阀座采用乙炔-氧气气焊焊炬，手工添加焊粉的方式喷涂以满足其硬度、耐磨性的要求，这种方式尽管能满足生产需要，但生产效率低，劳动强度大，而且喷焊质量也无法保证；考虑到平行闸板阀阀座的特点，采用等离子弧喷涂焊接技术，不但喷涂效率高、涂层的结合强度和致密度高，显著地提高了涂层质量，改善了劳动条件，提高了生产效率。

平行闸板阀阀座；等离子弧；喷焊工艺

0 前言

平行闸板阀是压井节流管汇的关键部件，通过其开关可控制钻井液的流向，实现管汇的功能。平行闸板阀在工作时，钻井液、原油、天然气等工作介质对阀有一定的腐蚀和磨损。另外，阀启闭时阀板与阀座相接触的两密封面之间有相对滑动，在介质力作用下易产生擦伤，从而破坏密封性能，影响使用寿命。因而，阀的主要零部件包括阀座除具有较高的机械性能外，还应具有耐磨性和耐腐蚀性。

1 问题的提出

某厂大量生产采油（气）井口装置中的平行闸板阀，规格包括φ180mm×20mm、φ133mm×25mm、φ106mm×23mm，材质为35CrMo合金结构钢，具有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限。平行闸板阀阀座表面原来采用乙炔-氧气气焊焊炬，手工添加焊粉的方式喷涂以满足硬度、耐磨性的要求，这种方式尽管能满足生产需要，但生产效率低，焊工劳动强度大，喷焊质量也无法保证。因而，考虑采用更为先进的等离子弧喷焊工艺。等离子弧速度较高（接近或超过音速），并且具有很高的热焓和传热率，所以喷涂效率、涂层的结合强度和致密度都高，显著地提高了涂层质量。同时，也提高了生产效率，降低了焊工劳动强度，改善了施焊者劳动条件。

2 焊接工艺

等离子弧喷焊就是采用转移型等离子弧为主要热源，在金属基材表面喷焊合金粉末的方法。喷焊时采用Ni60焊粉。首先，将待喷焊阀座放入30kW电阻炉内加热至400℃，保温30min进行预热；然后将阀座放在工作台的三爪夹盘上，放平后夹紧，阀座孔内放入保护块，防止散出的焊粉进入夹爪的缝隙影响夹盘正常工作。考虑到喷焊层的厚度要求、阀座旋转时离心力及焊粉的经济性，将阀座加工成如图1b所示的形式，既能节省焊粉，又能保证焊粉厚度。

为了避免等离子弧高加热速度和温度产生的涂层剥落破坏的开裂、飞溅、滴流及其他不良影响，在任何加工形式时应仔细选择喷涂规范。等离子弧喷焊时的工艺参数如表1所示。等离子喷涂喷枪的功率40 kW，送粉方式为枪外送粉。另外，喷嘴到工件距离为10～15 mm，工作台转速10～15 r/min。等离子弧喷焊时和喷焊后的阀座外观如图2所示。

阀座喷焊结束后，放入400℃的电阻炉内保温30 min，然后随炉冷却至150℃以下，放入保温箱，直至冷至室温后取出。

3 堆焊层组织和性能

用OLYMPUS-PME3金相显微镜（OM）和JSM345C扫描电镜（SEM）对喷焊合金层进行显微组织观察和分析，如图3所示。用HR-150AT型光学洛氏硬度计测量喷焊合金层表面硬度。

由图3a可知，结合层由两部分组成，即上方的喷焊合金层和下方的母材热影响区层。合金层组织主要呈枝晶生长状态，且枝晶细小；从图3b可看出枝晶间存在大量细小的共晶组织。

三个试样硬度分析结果如图4所示。由于镍基堆焊合金层存在较高的Cr，会形成更多化合物相，且其组织细小均匀，硬度较高，满足耐磨性的要求。

4 结论

生产实践证明，平行闸板阀阀座采用等离子弧喷焊工艺，与氧-乙炔气焊手工方式焊接工艺相比，不但喷焊层组织致密、显著提高了质量，而且改善了施焊者劳动条件，极大提高了生产效率，效果较好。

Research on plasma arc spray welding technology of parallel gate valve seat

MA Shi-hui
（Chengde Petroleum College，Chengde 067000，China）

This paper adopts acetylene and oxygen gas welding torch with manually adding spray welding powder for parallel gate valve seat in order to hardness and wear resistance requirement，which can meet the production needs，but the production efficiency is low，welder labor intensity，and spray welding quality can not be guaranteed.Considering the characteristic of parallel slide valve seat，the plasma arc spray welding technology not only significantly improve the spraying efficiency and coating strength，the quality of the coating，but also improve the working conditions and the production efficiency.

parallel gate valve seat；plasma arc spray；spray welding technology

TG456.2

：B

：1001-2303（2014）02-0078-02

10.7512/j.issn.1001-2303.2014.02.18

2013-04-03

马世辉（1981—），男，青海乐都人，讲师，主要从事焊接工艺的研究工作。