平行闸板阀阀座等离子喷焊工艺

平板闸阀是压井节流管汇的关键部件，通过其开关可控制钻井液的流向，实现管汇的功能。平行闸板阀在工作时，钻井液、原油、天然气等工作介质对阀有一定的腐忡和磨损。另外，阀启闭时阀板与阀座相接触的两密封面之间有相对滑动，在介质力作用下易产生擦伤，从而破坏密封性能，影响使用寿命。因而，阀的主要零部件包括阀座除具有较高的机械性能外，还应具有耐磨性和耐腐蚀性。

问题的提出

某厂大量生产采油（气）井口装置中的平行闸板阀，规格包括180mm Omm、小133mm×25mm、小106 mmx23 mm,材质为35CrMo合金结构钢，具有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限。平行闸板阀阀座表面原来采用乙炔一氧气气焊焊炬，手工添加焊粉的方式喷涂以满足硬度、耐磨性的要求，这种方式尽管能满足生产需要，但生产效率低，焊工劳动强度大，喷焊质量也无法保证。因而，考虑采用更为先进的等离子弧喷焊工艺。等离子弧速度较高（接近或超过音速），并且具有很高的热焓和传热率，所以喷涂效率、涂层的结合强度和致密度都高，显著地提高了涂层质量。同时，也提高了生产效率，降低了焊工劳动强度，改善了施焊者劳动条件。 2焊接工艺 等离子弧喷焊就是采用转移型等离子弧为主要热源，在金属基材表面喷焊合金粉末的方法。喷焊时采用Ni60焊粉。首先，将待喷焊阀座放人30 kW电阻炉内加热至400 ℃，保温30 min进行预热；然后将阀座放在工作台的三爪夹盘上，放平后夹紧，阀座孔 焊接工艺。内放人保护块，防止散出的焊粉进人夹爪的缝隙影响夹盘正常工作。考虑到喷焊层的厚度要求、阀座旋转时离心力及焊粉的经济性，将阀座加工成如图 1b所示的形式，既能节省焊粉，又能保证焊粉厚度

为了避免等离子弧高加热速度和温度产生的涂层剥落破坏的开裂、飞溅、滴流及其他不良影响，在任何加工形式时应仔细选择喷涂规范。等离子弧喷焊时的工艺参数如表1所示。等离子喷涂喷枪的功率40 kw，送粉方式为枪外送粉。另外，喷嘴到工件距离为1儺巧mm，工作台转速10、巧r/min等离子弧喷焊时和喷焊后的阀座外观如图2所示。

闸阀阀座喷焊结束后，放人400 ℃的电阻炉内保温 30 min，然后随炉冷却至巧0 ℃以下，放人保温箱，直至冷至室温后取出

堆焊层组织和性能

用OLYMPUS-PME3金相显微镜（0M）和JSM弘5C 扫描电镜（SEM）对喷焊合金层进行显微组织观察和分析，如图3所示。用HR-150AT型光学洛氏硬度计测量喷焊合金层表面硬度

由图3a可知，结合层由两部分组成，即上方的喷焊合金层和下方的母材热影响区层。合金层组织主要呈枝晶生长状态，且枝晶细小；从图3b可看出

三个试样硬度分析结果如图4所示。由于镍基堆焊合金层存在较高的cr，会形成更多化合物相，且其组织细小均匀，硬度较高，满足耐磨性的要求。

结论

生产实践证明，平行闸板阀阀座采用等离子弧喷焊工艺，与氧一乙炔气焊手工方式焊接工艺相比，不但喷焊层组织致密、显著提高了质量，而且改善了施焊者劳动条件，极大提高了生产效率，效果较好