阀门本体破损的焊接修补有碳素钢阀件修补、合金钢阀件修补、不锈钢阀件修补、铜合金阀件修补等,因铸铁阀件修补是管道工程中最普遍的一种,所以本节将重点介绍。
阀门的破损主要出现在铸铁阀门上,铸铁脆性大,可焊性差,给阀门修复带来一定困难。因此,在铸铁件上进行焊补检修时,应严格遵守操作规程,按照技术要求施焊,这样才能保证焊接修复质量。
铸铁常用补焊方法及工艺特点如下。
①. 气焊热焊法及工艺特点。焊前预热600~650℃,呈暗红色,快速施焊;采用铸铁填充材料,焊后加热650~700℃,保温缓冷;焊件应力小,不易产生裂纹,焊后可加工,硬度、强度与母材基本相同;但焊件壁较厚时,难以焊透。
②. 气焊冷焊法及工艺特点。气焊冷焊法又称不预热气焊法,工件焊前不需预热,用焊炬烘烤被焊工件坡口周围或“加热减应区”;施焊过程中应注意“加热减应区”的温度,一般为600~700℃焊后缓冷;采用高硅量的气焊丝,焊后不易产生裂纹,加工性能较好;但若“加热减应区”选择不当或温度不当,会有较大的残余应力存在。
③. 钎焊及工艺特点。用气焊火焰加热,一般用黄铜丝作钎料,焊后可加工,但强度较低,耐温性能较差;主要优点是不易产生裂纹,焊接质量较好,常用于载荷强度不高或应力较大的铸件的补焊。
④. 电弧焊热焊法及工艺特点。焊前将零件预热至600~650℃,快速施焊,焊后缓冷,适用于小型铸件热焊或大型铸件的局部预热焊。
⑤. 电弧焊半热焊法及工艺特点。焊前整体或局部预热300~400℃,快速施焊,焊后缓冷,创造“石墨化”条件,适于铸208等焊条;对于应力较小处,可采用电弧割坡口,使局部造成预热条件并借焊接过程中的热量促进“石墨化”作用。
⑥. 电弧焊冷焊法及工艺特点。电弧焊冷焊法即常温焊接,工件无需预热;这种方法应用较广泛,多采用非铸铁组织的焊条,严格执行“短弧、断续、小规范”的要点,多用于球墨铸铁的阀体和阀盖的焊补。
⑦. 电弧焊速冷法及工艺特点。将坡口周围预先敷盖湿布或湿泥团,每段焊完后立即用冷空气或石蜡、冷水冷却焊缝,以吸收焊缝热量,减少受热面积,采用回火焊道减少热裂纹,适用于非加工面的焊接。
目前有一种奥氏体铜铁焊条,焊补铸铁件效果很好。其制备方法是将镍铬丝穿在紫铜管内,紫铜管外敷药皮[药皮配方:大理石40%,萤石23%,石英17%,锰铁(高碳)5%,硅铁(含硅45%)3%,钛铁10%,外加黏土1%,水玻璃1(钠水玻璃或钾钠混合水玻璃)甲级、模数2.6~3.0、密度1.38~1.4g/cm3].紫铜管材料为T2或T3,用电炉烘干而成。焊前在裂纹两端钻止裂孔,开V形坡口,坡口深度约为厚度的2/3,并清理干净,用气体火焰将坡口内油污烧干。用直流电源时工件接负极(直流反接),电流不应过大。操作方法可选择以下两种。
第一种是普通的分段倒退法。采用短弧,焊速稍快,运条时不摆动,但有时可用挑弧焊法尽量减小熔深。焊道每一段的长度为10~30mm.工件较薄时,分段也较短,每焊一段立即锤直。先从弧坑开始,锤遍焊缝,直至焊缝冷却再焊下一段。这样不仅可以消除应力,防止裂纹,还可砸合气孔,提高焊缝致密性,防止渗漏。为了每段之间衔接好,应将衔接处及其两侧上凸的金属铲去再焊下一段。
第二种是分段前进法。特点是“分段重叠点焊”,即每一段由连续两层点焊构成。后焊的焊点压前边焊点的一半,焊两点后立即用锤击,冷却后再焊下一段。由于前点对后点有预热,后点对前点有缓冷和退火的作用,故能降低熔合区的强度,对改善加工性能和防止裂纹都有好处。