12Cr1MoV堆焊S112焊接工艺

杨海艳

摘 要：针对阀门制造中密封面的堆焊要求，采用GTAW焊接方法进行了12Cr1MoV堆焊S112的焊接工艺试验，焊前预热焊后热处理得当，堆焊面不产生裂纹且其表面质量符合标准要求。

关键词：密封面堆焊;钴基焊丝;热处理

在工业生产和生活中，阀门具有重要的作用。阀门是管路流体输送系统中控制部件，它是用来改变通路断面和介质流动方向，具有导流、截止、调节、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。阀门种类和型号繁多。常用如闸阀、截止阀、节流阀、仪表阀、柱塞阀、球阀、止回阀、减压阀、安全阀等等。本文笔者以某种规格的闸阀为例，剖析阀门制造中密封面的堆焊开裂缺陷。

1 开裂事故

某企业生产的闸阀规格为：Z962Y-P54 140V DN300，閥瓣密封面材质（12Cr1MoV）硬度要求HRC≥45。该企业按GB/T22652-2008阀门密封面工艺评定要求，选用钴基焊丝S112，采用手工钨极气体保护焊（GTAW）。对12Cr1MoV试样（φ120×28）进行焊前氧炔焰预热550±10℃（红外线测温），焊后700±10℃加热炉内回火处理3h温度降至300℃出炉，试样堆焊层经车削后高4mm，检测符合评定要求：

①用5～10倍放大镜检查，堆焊层表面无裂纹、气孔、疏孔、疏松等缺陷，堆焊层侧面无未焊透现象;

②按NB/T47013-2015检测，Ⅱ级合格;

③5个测点HRC值分别为46.4、46.5、45.0、47.0、46.2;

工艺评定采用焊接工艺参数（见下表）。

该企业按焊接工艺评定的工艺堆焊阀瓣密封面出现以下情况：

①焊接过程中堆焊层裂纹甚至开裂;

②焊后热处理后产生新的堆焊层裂纹甚至开裂。

2 原因分析

①选用母材12Cr1MoV、焊材S112经理化检测均符合要求;工艺与焊接工艺评定的工艺相同;

②焊接过程中堆焊层开裂是由于氧炔焰预热时虽然母材表面温度达到550℃，但是阀瓣内外温度不均匀，导致应力集中产生焊接过程中堆焊层裂纹甚至开裂现象，而评定试样规格较小，不易出现裂纹现象;

③阀瓣焊后经700℃回火3h后300℃出炉，因出炉温度偏高导致阀瓣内外降温速度不均匀，以致焊后热处理后产生新的堆焊层裂纹甚至开裂。

3 正确工艺

①堆焊表面及两侧各20mm范围内清除水、锈、油污、积渣，杂物等;

②确认焊丝牌号、规格是否相符，检查质量，随用随取;

②焊前将工件在加热炉内加热至550±10℃，并保温3h;

④由持有相应合格项目的焊工采用手工钨极气体保护焊，电流、电压、焊接速度等参数与上表相同，堆焊2道2层（按第1层内道、第1层外道、按第2层内道、第2层外道顺序施焊），每次焊完后，再进行邻道、层施焊;

⑤施焊过程中工件温度确保在500℃左右，如碰到工件温度下降到≤480℃时，将工件重新送入炉中加热到550±10℃再继续施焊，保证堆焊层厚度≥4mm;

⑥焊完自检合格后，将工件放入箱式炉中经700±10℃保温3h后随炉缓冷到100℃后才能出炉。

⑦若遇到工件密封面经车削后有气孔、裂纹等现象时，可进行补焊，先将缺陷用磨光机磨去，再把工件放入加热炉加温至550±10℃，保温3h后出炉补焊，补焊完毕后再放入700℃温度加热炉保温缓冷到100℃后才能出炉。

按上述焊接工艺施焊后阀瓣密封面不再产生裂纹或开裂情况，经检测硬度等指标符合工艺要求，施焊产品的一次合格率达90%以上。

4结论

12Cr1MoV堆焊钴基焊丝S112时，只要焊前预热焊后热处理得当，可以有效防止裂纹或开裂情况的发生，提高施焊产品的合格率。

参考文献：

[1]陈祝年.焊接工程师手册[M].北京：机械工业出版社，2002，1（1）.

[2]樊东黎，王广生.热处理手册[M].北京：机械工业出版社2002，7（3）.