平行閘板閥閥座等離子噴焊工藝

平板閘閥是壓井節(jié)流管匯的關(guān)鍵部件，通過其開關(guān)可控制鉆井液的流向，實(shí)現(xiàn)管匯的功能。平行閘板閥在工作時(shí)，鉆井液、原油、天然氣等工作介質(zhì)對(duì)閥有一定的腐忡和磨損。另外，閥啟閉時(shí)閥板與閥座相接觸的兩密封面之間有相對(duì)滑動(dòng)，在介質(zhì)力作用下易產(chǎn)生擦傷，從而破壞密封性能，影響使用壽命。因而，閥的主要零部件包括閥座除具有較高的機(jī)械性能外，還應(yīng)具有耐磨性和耐腐蝕性。

問題的提出

某廠大量生產(chǎn)采油（氣）井口裝置中的平行閘板閥，規(guī)格包括180mm Omm、小133mm×25mm、小106 mmx23 mm,材質(zhì)為35CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼，具有很高的靜力強(qiáng)度、沖擊韌性及較高的疲勞極限。平行閘板閥閥座表面原來采用乙炔一氧氣氣焊焊炬，手工添加焊粉的方式噴涂以滿足硬度、耐磨性的要求，這種方式盡管能滿足生產(chǎn)需要，但生產(chǎn)效率低，焊工勞動(dòng)強(qiáng)度大，噴焊質(zhì)量也無法保證。因而，考慮采用更為先進(jìn)的等離子弧噴焊工藝。等離子弧速度較高（接近或超過音速），并且具有很高的熱焓和傳熱率，所以噴涂效率、涂層的結(jié)合強(qiáng)度和致密度都高，顯著地提高了涂層質(zhì)量。同時(shí)，也提高了生產(chǎn)效率，降低了焊工勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了施焊者勞動(dòng)條件。 2焊接工藝 等離子弧噴焊就是采用轉(zhuǎn)移型等離子弧為主要熱源，在金屬基材表面噴焊合金粉末的方法。噴焊時(shí)采用Ni60焊粉。首先，將待噴焊閥座放人30 kW電阻爐內(nèi)加熱至400 ℃，保溫30 min進(jìn)行預(yù)熱；然后將閥座放在工作臺(tái)的三爪夾盤上，放平后夾緊，閥座孔 焊接工藝。內(nèi)放人保護(hù)塊，防止散出的焊粉進(jìn)人夾爪的縫隙影響夾盤正常工作。考慮到噴焊層的厚度要求、閥座旋轉(zhuǎn)時(shí)離心力及焊粉的經(jīng)濟(jì)性，將閥座加工成如圖 1b所示的形式，既能節(jié)省焊粉，又能保證焊粉厚度

為了避免等離子弧高加熱速度和溫度產(chǎn)生的涂層剝落破壞的開裂、飛濺、滴流及其他不良影響，在任何加工形式時(shí)應(yīng)仔細(xì)選擇噴涂規(guī)范。等離子弧噴焊時(shí)的工藝參數(shù)如表1所示。等離子噴涂噴槍的功率40 kw，送粉方式為槍外送粉。另外，噴嘴到工件距離為1儺巧mm，工作臺(tái)轉(zhuǎn)速10、巧r/min等離子弧噴焊時(shí)和噴焊后的閥座外觀如圖2所示。

閘閥閥座噴焊結(jié)束后，放人400 ℃的電阻爐內(nèi)保溫 30 min，然后隨爐冷卻至巧0 ℃以下，放人保溫箱，直至冷至室溫后取出

堆焊層組織和性能

用OLYMPUS-PME3金相顯微鏡（0M）和JSM弘5C 掃描電鏡（SEM）對(duì)噴焊合金層進(jìn)行顯微組織觀察和分析，如圖3所示。用HR-150AT型光學(xué)洛氏硬度計(jì)測(cè)量噴焊合金層表面硬度

由圖3a可知，結(jié)合層由兩部分組成，即上方的噴焊合金層和下方的母材熱影響區(qū)層。合金層組織主要呈枝晶生長狀態(tài)，且枝晶細(xì)小；從圖3b可看出

三個(gè)試樣硬度分析結(jié)果如圖4所示。由于鎳基堆焊合金層存在較高的cr，會(huì)形成更多化合物相，且其組織細(xì)小均勻，硬度較高，滿足耐磨性的要求。

結(jié)論

生產(chǎn)實(shí)踐證明，平行閘板閥閥座采用等離子弧噴焊工藝，與氧一乙炔氣焊手工方式焊接工藝相比，不但噴焊層組織致密、顯著提高了質(zhì)量，而且改善了施焊者勞動(dòng)條件，極大提高了生產(chǎn)效率，效果較好