電站閥閥體在鈷基合金堆焊中產(chǎn)生裂紋的原因主要是閥體剛性大。在焊接過程中電弧形成熔池,向焊接部位不斷熔化加熱，而焊后溫度又快速下降，熔化金屬凝固形成焊縫。如果預(yù)熱溫度低，焊層溫度下降必然很快。在焊層快速冷卻情況下，焊層的收縮率快于閥體的收縮率，在這種應(yīng)力作用下很快使焊層與母材形成一種內(nèi)拉應(yīng)力，將焊層拉裂。在加工焊接部位時(shí)應(yīng)嚴(yán)禁出現(xiàn)尖角。

堆焊前預(yù)熱溫度達(dá)不到要求，在焊接的時(shí)候溫度達(dá)不到需要的熱量。當(dāng)焊接位置溫度不高時(shí)，焊接的地方熱量迅速變冷會(huì)損害堆焊材料。用于堆焊的鈷合金自身的硬性較高，作業(yè)熱量達(dá)到五百到七百攝氏度時(shí)，硬度仍然在三百到五百的硬度，但是它的韌性和抗裂性能就很差，冷卻過快很容易就出現(xiàn)縫隙，所以在堆焊之前一定要先預(yù)熱。由堆焊物件的大小決定預(yù)熱的溫度，普遍采取的溫度在三百五到五百攝氏度。

堆焊之前，焊條上的保護(hù)皮一定是完好無缺的，防止潮濕。堆焊之前放在一百五十?dāng)z氏度的保溫桶內(nèi)進(jìn)行一小時(shí)的烘烤。進(jìn)行堆焊的孔圓弧狀的R角在技術(shù)允許的范圍內(nèi)可以使用最大值，普遍R≥3 毫米。內(nèi)徑在十毫米到二十五毫米的較小的孔，可以使用焊條在孔底部滿焊，如圖2，一定要確保焊接位置的溫度在二百五攝氏度以上，終止點(diǎn)設(shè)置在中間，焊接到最后要速度較慢的把焊條提起來。配件堆焊之前溫度要在二百五十?dāng)z氏度，加熱到三百五到三百七攝氏度，保持十五個(gè)小時(shí)再開展堆焊，每一部分焊接完成后清理干凈焊渣。并且掌控位置溫度要一直在二百五十?dāng)z氏度以上，堆焊結(jié)束后清理焊渣。閥體堆焊之后要馬上放在四百五十度的爐內(nèi)進(jìn)行保溫，等閥體或者爐內(nèi)溫度達(dá)到六百九十到七百三十?dāng)z氏度時(shí)關(guān)火，保溫兩個(gè)小時(shí)之后伴隨爐子冷卻閥體冷卻，當(dāng)爐子溫度在二百五十?dāng)z氏度以下拿出冷卻到常溫之后再開展下一步驟的作業(yè)。

圖2  DN32-50mm閥體密封面堆焊示意圖

DN≥32mm 閥體應(yīng)將堆焊坡口加工成U 形(圖3)，來解決堆焊鈷基合金時(shí)產(chǎn)生剛性過大引起的收縮性不均勻的問題。在堆焊操作前，將工件清理干凈，工件進(jìn)爐(爐溫為250℃)，加熱至450~500℃，保溫2h，出爐施焊。先用鈷基合金焊條堆焊密封面，每層焊完后清除焊渣，同時(shí)須控制層間溫度≥250℃，堆焊全部完成后清除焊渣。再用奧氏體不銹鋼焊條(高Cr、Ni 含量的不銹鋼焊條)將U 形坡口焊滿。閥體焊接全部結(jié)束后立即進(jìn)爐(450℃)保溫，待本批或本爐焊接完畢后升溫至720±20℃回火，升溫速度150℃/h，保溫2h 后隨爐冷卻，當(dāng)爐溫<250℃后空冷至常溫即可進(jìn)行后續(xù)加工(圖3)。這種工藝改進(jìn)對產(chǎn)品的性能沒有影響，用U 形坡口完全可以消除閥體在堆焊鈷基合金時(shí)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的作用，并且奧氏體不銹鋼焊材的抗拉強(qiáng)度大，延伸率高，因此減少了焊接裂紋的產(chǎn)生，提高了產(chǎn)品的合格率。無損檢驗(yàn)結(jié)果表明,產(chǎn)品合格率達(dá)95%以上。

圖3  DN32-50mm閥體密封面堆焊示意圖