专业知识

等离子粉堆焊技术在石油化工中的应用 [摘要] 本文采用等离子堆焊工艺方法对石油和化工行业的关键成分进行分析。 堆焊用于表面改性目的的镍基钴材料。试验表明，该工艺方法对提高材料耐磨、耐腐蚀和高温性能，延长使用寿命，节约贵重材料，降低产品成本具有实际意义。关键词：等离子堆焊合金粉末石化前言用堆焊的方法将高合金粉末材料堆焊放在普通材料上，提高材料的耐磨、耐腐蚀和高温性能，延长使用寿命，同时节省贵重材料，降低产品成本。该方法已应用于石油和化学工业。本文针对石油化工生产设备的三种高工况（即高腐蚀、高磨损和高温），采用等离子粉末堆焊工艺转移镍钴基高合金材料。 堆焊 在设备中归零。附件的密封面可以达到提高设备使用寿命的目的。试验工艺及设备2.1 试验设备 等离子粉堆焊是以等离子弧为热源，以一定成分的合金粉末为填充金属的特殊堆焊工艺。其高生产率、美观的造型，以及堆焊工艺易于机械化和自动化，使该工艺得以迅速发展。等离子粉堆焊工艺原理《焊接》/5/29是等离子粉堆焊该工艺与和喷涂工艺的几个性能比较。

与电弧焊和MIG焊相比，等离子粉末堆焊工艺在基体材料和堆焊材料之间形成熔合界面，结合强度高；堆焊层状结构致密，耐蚀性和耐磨良好；基体材料与堆焊材料之间的稀释度降低，材料性质不变；几乎没有气孔、氧化物、夹渣等缺陷；该粉末用作堆焊材料可以提高合金设计的选择性，尤其是WC材料等光滑的堆焊耐火材料。图3是等离子粉末堆焊和气焊（400）PPW焊和气焊显微组织（400））的显微组织照片对比图本测试使用德国某公司生产的等离子和日本公司）粉末堆焊设备PTA-200。如图4所示。其额定工作电流为5~200A，占空比为50%，焊接气氛为Ar气，内置焊枪冷却水循环装置“焊接”/5 送粉机为振动式，具有送粉均匀、调整方便、适合输送各种粉末的特点。）个数。针对不同工况，该设备配备两种堆焊喷枪（装卸PTA-200等离子粉堆焊设备2.2等离子粉堆焊 ions 2.3 粉体材料 本次试验选用的堆焊材料均为瑞典某公司产品，主要化学成分见下表表 1。

(wt%)堆焊硬度 (HV) 备注 SiNi Cr Mo .75 4.3 bal 14.8 3.1 3.5 810 Ni .15 0.6 11.0 20.0 14.5bal 2.0 340 焊接/5/29 2.4典型工件密封环是石油化工行业泵设备的关键零部件，提高其使用寿命是石油化工设备维修中的一项重要任务。本试验采用瑞典公司Ni基粉末1560掺入35%WC粉末材料，在直径为80<@的不锈钢密封圈上形成WC硬质相耐磨密封面。堆焊，提高使用寿命的目的阀座和阀芯是石油化工行业高压容器中的重要部件。为满足其密封面的高温冲蚀和耐磨要求，本实验采用瑞典公司的钴基材料2525堆焊。经测试证明符合设备使用要求，提高了设备​​的使用寿命。等离子喷焊工艺参数 本研究采用正交设计试验方法，选取等离子堆焊电流、离子气体量、保护气体量、送粉气体量、送粉速度、等离子等多组因素。枪的行走速度和摆动速度。横向进行实验，观察不同条件下对等离子堆焊层的形成、质量和稀释率的影响。对实验数据进行处理，得到最佳工艺参数。

3.1 密封圈 使用装卸枪。 堆焊电流63A，送粉速度460级，等离子喷嘴到工件距离H=8～10mm，离子气流量0.8L/min，保护气流量8.0L/min，送粉风量1.0L/min，转盘转速2.7刻度，摆动幅度为6毫米。 3.2 阀，阀座 使用机枪。 堆焊电流87A，送粉速度500级，等离子喷嘴到工件距离H=8mm，离子气流1.0L/min，保护气体流量12.0 /min，送粉空气流量1.8L/min，转盘转速2.7级，摆幅12mm 工件名称堆焊材质堆焊硬度(HRC) 稀释率堆焊层厚(mm) 密封圈1560+35%WC 58～64 5.21 阀座、阀芯2525 27～33 5.45 4.1堆焊层稀释率程度。稀释率是堆焊层中母材量与焊接层总量之比。近似公式如下： 《焊接》/5/29 工件穿透深度 mm 堆焊层总厚度 mm 本研究采用X-560电子探头测量合金在< @堆焊 测试工件元素含量的层和基板。结果表明血浆堆焊可以达到更小的稀释率。

这也是一个有利的证据，表明在堆焊工艺中使用氩气保护可以减少合金元素的烧损，并确保大部分合金元素过渡到堆焊层。 4.2 气体参数对堆焊层质量的影响在测试中发现，当离子气体量大于标准参数时机械密封用堆焊密封环技术条件机械密封用堆焊密封环技术条件，等离子弧的刚性增加，而引弧时母材中出现的坑洼严重影响堆焊 层质量。当保护气用量低于标准参数时，焊层表面呈黑色，表明氧化严重；当高于标准参数时，由于保护气体的湍流层，空气被卷入，在堆焊层出现蜂窝状孔隙。 4.3摇摆对堆焊层质量的影响当堆焊层的堆焊厚度大于1mm时，随着堆焊的增加@>电流，随着材料热输入的增加，堆焊层的裂纹倾向增加，焊枪的摆动有效地解决了这个问题。此外，堆焊层的厚度越高，咬边现象越严重。增加焊枪摆动时边缘驻点的停留时间是一种有效的解决方案。 堆焊层形状和堆焊厚度的示意图。结论等离子堆焊工艺可以提高金属零件的耐磨、耐腐蚀性能和高温性能，能够满足石油和化工行业的“三高”工况。 【参考文献】 欧等，全国第八次焊接论文，1997.10《焊接》/5/29 1997.《焊接》/5/29 焦晓的功灸笨菊恭贺中国【摘要】农机化科学研究院表面工程技术研究所]本文采用..本文针对石化行业生产设备的三高（即高腐蚀、高磨损和高温）工况条件.