D547Mo焊条在深孔堆焊中裂纹的控制.pdf

jI笪至量蕉型曩 ■■■■■■■●■■■■■■■■●■_■■‰ … D547 M o焊条在深孔堆焊中 裂纹的控制 南通市电站阀门有限公司 (江苏226500) 吴进奎 【摘要】D547Mo焊条是一种优质的高温高压阀门密封面堆焊焊条，在600~C以下可以替代钴基合金 焊条，但在深孔密封面堆焊中易产生裂纹本文通过对其堆焊工艺的研究，提出了解决这一问题的方法，取 ； _ … 得了理想的效果 r 1．概述 D547Mo(GB EDcrNi—B一15)焊条作为一种代钴 合金焊条，与传统的钴基焊条EDcocr_．．o3一A(D802) 相比，具有如下优势：①抗裂性能好于EDCoCr一一_03一 A，特别是在大13径阀门密封面的堆焊中②堆焊层不 易产生气孔、夹渣③高温抗冲蚀、抗擦伤性能极好， 且具有良好的热稳定性和抗热疲劳性在使用过程中， 密封面不会出现冲蚀槽现象，不会产生裂纹和剥落 ④堆焊金属时效强化效果显著，随着时效时间的增加， 硬度和抗擦伤性肯 进一步的提高表1为D547Mo堆 焊金属的硬度与时效时间的关系⑤由于不含稀有金属 钴，其价格只有EDcoCr—03一A焊条价格的1／5 表1 D547Mo堆焊金属经长期时效后的平均硬度 平均＼时间 时效累计时间 、硬度＼ ＼ ＼ 15O 500 loo0 5O45 l9 050 温度／ 焊后 50 580 42．6 43 49．3 47．3 53．1 510(包头 45．3 52．4 55．8 热电厂工况) 鉴于D547Mo堆焊焊条的以上优点，其在高温高压 阀门密封面的堆焊中已得到了广泛的推广应用。

但对于 小口径高温高压阀门的阀体密封面而言，由于其堆焊孑L 径小(一般≤60ram)，而深度都在120mm以上，这种 深孔堆焊复杂系数大，质量难以保证D547Mo焊条在 深孔堆焊时易产生裂纹，如果处理不当，会出现批量报 废图1为深孔堆焊阀体的结构示意图堆焊层不允许 有气孔、夹渣和裂纹 图1 深孔堆焊阀体的结构示意 解决好堆焊层裂纹的问题，是D547Mo焊条在深孔 堆焊中能否稳定应用的关键 2．解决方法 通常情况下，为了解决堆焊裂纹的问题，我们会采 取以下措施：①提高工件的预热温度②提高焊后工件 的回火温度③改变焊接结构，以改善应力状况④选 用小直径焊条和采用小的电流，以降低热输入量⑤调 整收弧方法，预防弧坑裂纹 为了找到解决问题的方法，我们从堆焊电流、预热 温度、焊接结构以及收弧方法四个方面进行了研究 (1)堆焊电流是保证焊接质量最关键的工艺参数 之一我们首先从堆焊电流人手，通过改变堆焊电流的 大小来寻求解决方案大量的试验证明，电流的大小不 仅对堆焊层是否产生裂纹有影响，而且对堆焊层的硬 度、是否产生夹渣都有很大的影响表2为采用不同的 堆焊电流得出的密封面质量的一组数据 参磊 工热加工 堡堡 兰 ! 堡釜丝塑■■ WWW．meta1working1950．com 表2各种电流得到的堆焊层质量数据 试样孔径 试样孔深 试样 预热 回火 焊条直径 试样形式 ／mm ／lfllrll 材质 工艺 工艺 ／mm 450oC 650℃ 按图1 29 12O 20钢 5 ×2h ×2．5h 试验电流 230 240 250 26o 270 280 ／A 试样数量 10 10 10 10 10 10 夹渣数量 5 6 4 2 0 0 夹渣比例 50 60 40 20 O 0 (％) 裂纹数量 3 4 3 5 4 6 裂纹比例 30 40 30 50 40 60 (％) 硬度值 43～49 43～48 4l～47 40～46．5 40～46 40～45 HRC 从表2中可以看出，当堆焊电流在260A以下时， 虽然产生裂纹的比例较小，但却易形成夹渣；当电流在 270—290A时，夹渣现象被消除，但产生裂纹的百分比 却较高。

当电流继续增大时，还会形成咬边，使母材大 量熔入堆焊层，导致堆焊层硬度降低因此，要消除裂 纹，在控制电流的同时，还要从其他方面进行研究 (2)预热温度经过试验发现，裂纹在堆焊金属凝 固后开始冷却的很短时间内(50mm深孔堆焊示意图 表4按图2结构试验得到的数据 试样材质 焊条直径／mm 预热工艺 堆焊电流／A 2O钢 5 450oC×2h 280 回火工艺 试样数量／只 合格数／只 合格率(％) 650℃×2．5h 10 10 loo 第二，对于孔径I50ram的深孔堆焊，可采用图2所 示的堆焊结构，有效地防止堆焊裂纹 (2)对于孔径<50ham的深孔堆焊，则通过一次短 时间收弧的方法，防止堆焊层裂纹的产生工艺参数的 选用：焊条直径5mm，450℃预热2h，堆焊电流270～ 280A，650oC回火2．5h，采用一次短时间收弧 通过以上措施，有效地解决了D547Mo焊条在深孔 堆焊中的裂纹问题，从而保证了D547Mo焊条在高温高 压阀门密封面上得到了稳定地应用，减少了稀有金属钴 的使用MW (20100805) -I_●．t__．．●t_川‘● …．●●●．_．1_●●．_．．-●●．．．．-●。

…．●●●．．．_'●‘●．．．·●·．．．．-●…．●●‘…_-● ●．‘，●●●．．．．·●·t_．．●●…．●●●．-．'●●‘●．．‘●●●·．．．·●·_．．．●●●t|．．●●‘●．●●●··．．·●●-·．．·●●…，●●●_．．·●●●·_．·●●_·．．·_●●·．．．●●●·． (上接第50页) 度，如图3c所示 图2 G1 XIOOY100 ／／前段切割运动 M8 ／／关激光，抬枪同时执行下条Go GO X50 Y50 ／／蛙跳前半段，快走同时在抬枪 ／／蛙跳后半段打开自动高度跟随 ／／快走同时自动降枪到预设高度 M7 ／／打开激光，建议打开“快速穿孔” G1 X100 Y100 ／／本次切割运动 本案的“蛙跳”方法是参数调节型的，依据数控器 功能强弱，可以设计更智能的“蛙跳”： (1)理想蛙跳，在下个起割点正好跳到其穿孔高 度，如图3a所示 (2)过长蛙跳，到下个起割点时还未降到穿孔高 度，如图3b所示 (3)过短蛙跳，未到下个起割点前已降到穿孔高 厂 (c) 图3 其中第二种情况会导致严重切割失败第三种情况 如果随动功能正常，不会产生严重后果MW (20101009) 参磊 工?Mj~-r 焊接与切割2010年第24期 WWW．meta1wo rkIng1950 com 。