阀门密封面等离子弧堆焊技术要求

1 范围
本标准规定了阀门密封面等离子弧堆焊对焊工资质、堆焊材料、工艺评定、堆焊工艺、质量检验、
缺陷修复等方面的要求。
本标准适用于碳素钢、合金钢、不锈钢等通用、电站、石油化工用阀门密封面等离子弧堆焊钴基、
镍基、铁基合金粉末材料的制造与检验。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本
文件。凡是不注日期的引用文件，其*新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 22652 阀门密封面堆焊工艺评定
JB/T 3168.1 喷焊合金粉末 技术条件
JB/T 3168.2 喷焊合金粉末 硬度、粒度测定
JB/T 3168.3 喷焊合金粉末 化学成分分析方法
JB/T 7744 阀门密封面等离子弧堆焊用合金粉末
3 焊工资质
焊工应经过国家质检总局颁布的《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》的考试，并取得
相应资格证书，并通过等离子弧堆焊的专业培训及考试。
4 堆焊材料
4.1 堆焊合金粉末（以下简称粉末）材料的化学成分、堆焊层硬度、粒度等均应符合JB/T 3168.1～
3168.3、JB/T 7744 的有关规定。
4.2 选用JB/T 3168.1～3168.3、JB/T 7744 之外的粉末材料，由供需双方协商确定。但其检验方法按
JB/T 3168、JB/T 7744 的规定。
4.3 粉末材料的质量应符合JB/T 3168.1～3168.3、JB/T 7744 的要求，并附有粉末制造厂检验部门出具
的质量合格证书。
4.4 每批粉末使用前应进行工艺试验及化学成分复验。化学成分分析按JB/T 3168.2、JB/T 7744 的
规定。
4.5 粉末使用前应进行烘干，烘干时堆积厚度应小于5 mm。烘干温度按表1 的规定。
表1 烘干温度
粉 种
烘干温度
℃
保温时间
h
钴基
镍基
150～250
铁基 120～250
0.5～1.5
4.6 烘干的粉末在空气中放置超过4 h 后再使用时应重新烘干，烘干次数*多不能超过两次。
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5 工艺评定
5.1 堆焊工艺评定按GB/T 22652 的规定。凡属下列情况者，必须进行工艺评定：
a）初次使用的粉末品种；
b）初次使用的基体材料；
c）新的产品规格及结构形式。
5.2 通过工艺评定验证下列工艺参数的正确性：
a）焊接规范；
b）焊前预热温度及保温时间；
c）堆焊层*小厚度、过渡层*小厚度；
d）焊后热处理温度、保温时间和冷却曲线；
e）必要时修正堆焊基面的形状及尺寸。
5.3 工艺评定结果的评价应符合GB/T 22652 的规定。
工艺评定报告（PQR）和评定合格的工艺评定指导书（WPS）应归档，并据以制定或修订生产现场
的工艺卡。
6 堆焊工艺
6.1 堆焊基面（工艺平台）尺寸
6.1.1 根据阀门密封面的不同要求，堆焊基面推荐加工成图1 所示三种中的任一种形状（也可以是平
面），其尺寸见表2。
图1 堆焊基面形状尺寸
表2 堆焊基面尺寸
单位为毫米
密封面设计宽度
B
b h α
a R
≤10 B＋（3～5） 1.5～2
＞10 B＋（3～6）
1.5～2 30°～45°
2～3
a α也可为90°。
6.1.2 应用机械切削方法加工堆焊基面，所有过渡处均应为圆角平缓过渡。
6.2 对焊件要求
6.2.1 不得有裂纹、气孔、缩孔、疏松等缺陷。
6.2.2 应清除油污、飞边、锈迹及其他杂物。
6.3 焊前预热
6.3.1 堆焊铁基粉末，当所选粉种及基体材料有预热要求时，则需预热。
6.3.2 堆焊钴基、镍基粉末，公称尺寸大于DN25 的碳钢焊件均需预热。
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6.3.3 预热温度根据基体材料而定。批量堆焊的零件应在炉中预热。常用基体材料的预热温度见表3，
结构刚性大的工件预热温度取上限。
6.3.4 预热保温时间根据工件大小及形状而定。
表3 基本材料预热温度
焊前预热温度
℃
焊后热处理温度
基体材料 ℃
钴基 镍基 铁基 钴基 镍基 铁基
焊后热处理
保温时间
h
冷却方式
25
35
250～300 600～650
40 310～350 650～700
炉冷（小
工件可在石
灰中冷却）
WCB 250～350
—
600～700
300～350
WC6 400～500 350～400 740～760 740～760
WC9 400～550 350～450 700～790 700～790
CF3
CF8
CF3M
CF8M
300～400 250～350 430～480a 430～480a
12CrMo
15CrMo
400～500 400～500 680～710 700～740
12Cr5Mo 350～400 350～400 720～760 720～760
12Cr1MoV
15Cr1MoV
400～500 400～500 710～750 700～740
12Cr13
20Cr13
400～500 350～450 700～750 700～760
06Cr19Ni10
12Cr18Ni9
06Cr18Ni11Ti
300～350 250～300 430～480a 430～480a
H=T/25
式中：
H——保温时间，单位
为小时（h）；
T——基材厚度，单位
为毫米（mm）。
炉内缓冷
a 为避免奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀倾向，推荐采用430℃～480℃，保温8 h 的去应力热处理。
6.4 焊前检查
焊前应检查防护装置，确保安全可靠时才能进行操作。
6.5 堆焊过渡层
6.5.1 在基材为Cr-Mo 型合金钢的情况下，公称尺寸大于DN150 时，应堆焊过渡层。
6.5.2 过渡层材料应选用防止裂纹产生及改善接头性能的18-8 型、25-20 型不锈钢焊接材料。
6.5.3 过渡层经机加工后厚度应不小于2 mm。
6.6 堆焊过程
6.6.1 严格按经工艺评定合格所提出的工艺规范进行。
6.6.2 堆焊不应在灰尘严重、湿度不小于84%的环境下进行。
6.6.3 堆焊过程中焊件层间温度不得低于预热温度下限，必要时层间需再次加热。
6.6.4 堆焊高度及宽度应保证密封面加工后符合设计要求，其值应符合表4 的规定。
6.7 焊后热处理
6.7.1 堆焊后工件应立即装入热处理炉中，按表3 的规定进行去应力热处理。
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6.7.2 使用铁基粉末，当所选粉种及基体材料有热处理要求时，则需进行相应热处理。
6.7.3 使用钴基、镍基粉末堆焊的碳素钢工件，公称尺寸不大于DN25，可不进行去应力热处理。
表4 密封面堆焊高度和宽度
单位为毫米
公称尺寸
DN
密封面堆焊高度
≥
密封面堆焊宽度
≥
≤150 H＋（1～2） B＋（3～5）
＞150 H＋（1.5～2.5） B＋（3.5～6）
注：H——设计高度；B——设计宽度。
7 质量检验
7.1 焊后用目视或5～10 倍放大镜检查，堆焊层表面及侧面不得有裂纹、气孔、缩孔、疏松和未熔合
等缺陷。
7.2 检测焊件变形在允许范围之内，焊层能够满足机加工要求。
7.3 堆焊面经机加工后用着色检测方法检查，不得有裂纹、气孔、疏松、夹渣、未熔合等缺陷。一般
每批检验数量为3%，但不少于10 个，抽检中有一个不合格则再加倍抽样检查；仍不合格，则进行
100%检查。
7.4 硬度试验可用产品或标准试样在环形密封面的周向按JB/T 3168.2 进行。硬度值应符合粉末技术
条件及产品图样要求。
7.5 堆焊工件精加工后堆焊层厚度应不小于1.6 mm。
8 缺陷修复
8.1 缺陷允许局部修复，同一部位修复*多允许两次。
8.2 对气孔、夹渣、接头疏松和缩孔等缺陷，将缺陷清除即可。裂纹和未熔合则必须清除至露出母材
金属为止，清除后底部应为适当的圆弧状。其尺寸见图2。
图2 缺陷清除的尺寸要求
8.3 去除缺陷可用角磨砂轮、旋转锉等方法，不得对堆焊部位直接施加强大冲击力。用着色检测方法
确认缺陷已经去除后方可进行焊接修复。
8.4 如缺陷较多，连续分布且面积较大，应用机械加工方法将焊层加工掉后重新堆焊。
8.5 焊接修复可采用焊条电弧焊、氧乙炔焊或钨极氩弧焊方法。
8.6 焊接修复后按第7 章的规定进行检验。
 

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