閥門(mén)等離子堆焊

閥門(mén)堆焊
    等離子弧堆焊是閥門(mén)焊接應(yīng)用最多的焊接技術(shù)之一。本文介紹了等離子弧焊的焊接原理，設(shè)備構(gòu)成和特點(diǎn)，堆焊用粉末材料。結(jié)合閥門(mén)焊接實(shí)際情況，對(duì)等離子堆焊工藝進(jìn)行了探討，并對(duì)等離子堆焊中出現(xiàn)的工藝故

障及焊接缺陷進(jìn)行了研究，對(duì)故障排除及缺陷處理進(jìn)行了闡述。
前言    

     閥門(mén)技術(shù)的發(fā)展，依賴于材料科學(xué)，結(jié)構(gòu)學(xué)的發(fā)展。近年，我國(guó)合成材料，新合金鋼及新技術(shù)的發(fā)展，新興金屬材料的利用，取得了很大進(jìn)展，這些都為閥門(mén)技術(shù)的發(fā)展增添了新的內(nèi)容。合成材料更是層出不窮，如聚丙烯、聚碳酯、尼龍等材料制造閥門(mén)，已在化工領(lǐng)域使用。新型陶瓷閥門(mén)也正在逐步推廣使用。這些新型的閥門(mén)介質(zhì)復(fù)雜，特別是很多是在高溫、高壓及高腐蝕、高磨損等環(huán)境下工作，因此制造要求很高。   

     工業(yè)中目前廣泛應(yīng)用的高、中壓閥門(mén)（石油、化工、電站等設(shè)備）多以硬質(zhì)合金作為閥門(mén)密封面材料。由于這些閥門(mén)工作條件惡劣，提高密封面的使用壽命是一個(gè)很切實(shí)際的問(wèn)題。如果采用手工填充或埋弧焊工藝、氧-乙炔氣焊、氬弧韓等進(jìn)行焊接，不僅產(chǎn)品質(zhì)量不能保證，而且勞動(dòng)強(qiáng)度高，工時(shí)大，生產(chǎn)過(guò)程煩瑣。使用等離子弧焊的方法在被磨損表面進(jìn)行堆焊，不僅具有生產(chǎn)效率高，質(zhì)量穩(wěn)定，易于機(jī)械化、自動(dòng)化；而且該焊接方法使用粉末作為填充材料，克服了硬質(zhì)合金難于制絲等問(wèn)題。目前，大部分閥門(mén)企業(yè)都有1臺(tái)以上的等離子弧焊設(shè)備，很多企業(yè)的等離子弧焊設(shè)備占到了所有焊接設(shè)備1/3以上。這也從一個(gè)側(cè)面說(shuō)明了等離子弧焊在閥門(mén)制造中的重要性。要很好的應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，需要解決設(shè)備、工藝、材料等各方面存在的問(wèn)題，需要全方位的進(jìn)行介紹和闡述。本文就簡(jiǎn)要介紹了一些要點(diǎn)，并重點(diǎn)對(duì)可能出現(xiàn)的一些工藝故障及焊接缺陷進(jìn)行了研究分析。二、等離子焊設(shè)備及材料    

     等離子是指在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下溫度超過(guò)3000℃的氣體，在溫度譜上可以把其看作為繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的第四種物質(zhì)狀態(tài)。等離子是由被激活的高子、電子、原子或分子組成。等離子弧焊是在鎢極氬弧焊的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種焊接方法。鎢極氬弧焊使用的熱源是常壓狀態(tài)下的自由電弧，簡(jiǎn)稱自由鎢弧。等離子弧焊用的熱源則是將自由鎢弧壓縮強(qiáng)化之后而獲得電離度更高的電弧等離子體，稱等離子弧。經(jīng)壓縮的電弧其能量密度更為集中，溫度更高。等離子弧的最大電壓降是在弧柱區(qū)里，這是由于弧柱被強(qiáng)烈壓縮，使電場(chǎng)強(qiáng)度明顯；增大的緣故。因此，等離子弧焊主要是利用弧柱等離子體熱來(lái)加熱金屬。等離子弧的特性是能量密度可達(dá)10000-100000W／cm2，其溫度可達(dá)18000～24000K。    等離子弧焊就是利用被壓縮了的等離子弧的熱量，由粉末輸送裝置將合金粉末輸送到弧柱區(qū)域內(nèi)，并利用壓縮空氣，將半熔或全熔的合金粉末噴射到母材（基體）表面上，形成所需的合金焊層的一種金屬表面強(qiáng)化技術(shù)。   

      等離子弧焊設(shè)備由以下幾部分組成：焊接電源、控制箱、送粉器、噴槍、冷卻系統(tǒng)和通風(fēng)防護(hù)裝置組成。焊接電源一般要求調(diào)節(jié)方便，可控性好，同時(shí)為了緩解等離子弧強(qiáng)大沖擊電流對(duì)基體材料造成有害熔深，需要對(duì)電路增加電流遞增裝置，使電流可以衰減，以獲得好的堆焊層。控制箱主要是對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行控制，很多新的設(shè)備已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。送粉器需要送粉量均勻，使用方便。對(duì)于噴槍，它是設(shè)備中非常關(guān)鍵的部件，需要保證堆焊工藝的穩(wěn)定、可靠、持續(xù)運(yùn)行；因此需要噴槍設(shè)計(jì)合理 、槍體緊湊 、重量輕體積小 、調(diào)節(jié)方便 、可適性好 、既適用于手持焊接，也可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接，靈活方便。一般說(shuō)來(lái)，中小型零件的單道堆焊工作時(shí)間短，對(duì)噴槍的要求只限于使用柔性弧以便獲得沖擊小、硬度均勻、組織致密的高質(zhì)量堆焊層。除了噴槍本身帶有保護(hù)嘴外，對(duì)于大功率噴槍，還需要在噴口加上屏蔽罩。材料方面，等離子弧焊主要使用粉末材料。粉末材料的質(zhì)量，成分的正確配比，以及工藝上的合理選用，直接影響到堆焊層的質(zhì)量。目前我國(guó)的粉末生產(chǎn)廠家眾多，產(chǎn)品系列基本可以滿足各種應(yīng)用要求，特別是閥門(mén)方面，目前的粉末已經(jīng)比較成熟。閥門(mén)上應(yīng)用的主要分為三大類：鐵基、鎳基和鈷基。