一种铜合金焊丝、密封结构的制备方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及闸阀加工技术领域，具体涉及一种铜合金密封结构的制备方法及系统。包括清理干净的灰铸铁母材阀芯密封表面；焊机将铜合金焊丝堆焊在阀芯密封层表面，在阀芯密封表面形成增材层；车削增材层至符合阀芯密封结构的规定尺寸。针对铜合金密封圈加工效率低，装配效果不好和铜材耗量大的技术问题，本发明专利技术利用增材制造技术，大幅度简化了以灰铸铁为母材的闸阀的阀芯密封层制备的工艺，车屑工作量和铜合金用量明显减少，切屑废料少，无需人工配装阀芯和铜合金密封件，提高了自动化作业程度。提高了自动化作业程度。提高了自动化作业程度。

【技术实现步骤摘要】
一种铜合金焊丝、密封结构的制备方法及系统


[0001]本专利技术涉及闸阀加工
，具体涉及一种铜合金焊丝、密封结构的制备方法及系统。

技术介绍

[0002]闸阀大量用于工业、城市和生活设施管道，其中灰铸铁闸阀因其耐腐蚀、易铸造和价格低廉优势，在各种阀门种类中占有较大的份额。为了可靠启闭阀门，在阀门体和阀芯的密封面配装有牌号为H Pb59
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1铜合金密封圈。其中阀芯的铜合金密封圈加工和配装，现有技术一般现在阀芯的密封面车削加工安装铜合金密封圈的座，再将铜合金车削加工成密封圈，采用过盈配合将铜合金圈压入阀芯的安装座，形成与阀芯一体的零件。该工艺车削工作量和铜合金用量大，切屑废料多，需人工配装阀芯和铜合金密封件，闸阀使用过程铜合金密封件易受侵蚀、加工精度影响，造成过盈配合失效而脱落。也有采用氧
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乙炔在阀芯的密封面人工钎焊含锡青铜的技术，虽可满足结合强度的要求，但人工钎焊过程需要添加硼砂助剂，环境恶劣，钎焊后的阀芯需要保温严格控制温度下降，生产效率低，钎焊质量与焊工技能有明显的关联，质量一致性存在问题，难以规模化推广应用。CN201410683604.0提供了一种阀门密封面堆焊工艺，该技术是在钢制母材上堆焊制备钨铬钴合金等增材层，属于常规技术，另外该技术工艺复杂，以手工堆焊为主，需要制备中间过渡层及复杂的热处理。

技术实现思路

[0003]1、专利技术要解决的技术问题
[0004]针对现有电弧焊接技术和铜合金焊丝无法在灰铸铁母材表面制备符合结合强度要求的铜合金增材层的技术问题，本专利技术提供了一种铜合金焊丝、密封结构的制备方法及系统，它利用增材制造技术，能够在灰铸铁阀芯表面制备符合结合强度要求的铜合金增材层，大幅度简化了工艺，减少了车屑工作量和铜合金用量，无需人工配装阀芯和铜合金密封件。
[0005]2、技术方案
[0006]为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案为：
[0007]一种铜合金焊丝，由以下成分组成：Zn：30～35％，Al：1.5～3％，Ni：0.5～1％，Si：1.5～3％，余量为Cu。
[0008]一种铜合金密封结构的制备方法，包括：清理干净阀芯密封表面；焊机将铜合金焊丝堆焊在阀芯密封表面，在阀芯密封表面形成增材层；车削增材层至符合阀芯密封结构的规定尺寸。
[0009]可选地，所述增材层厚度不小于3mm。
[0010]可选地，所述铜合金焊丝直径为0.8
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2mm。
[0011]一种铜合金密封结构的制备系统，包括控制器、焊机及机械手，所述机械手和焊机均与所述控制器连接。
[0012]可选地，所述控制器控制焊机的输出电压、输出电流、堆焊速度和焊丝回抽频率。
[0013]可选地，所述焊机为氩弧熔化极焊机。
[0014]可选地，所述焊机的堆焊速度为8.0～8.5cm3/min。
[0015]可选地，控制器控制焊机的输出电流不超过125A。
[0016]可选地，若焊机实际输出电流高于焊机的最高输出工作电流时，控制器控制铜合金焊丝回收。
[0017]3、有益效果
[0018]采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0019](1)本专利技术提供的一种铜合金焊丝，结合焊机控制器数字化控制，直接将铜合金焊丝制备在阀芯表面，控制器控制电压和电流合理输出等参数，消除焊丝熔滴爆燃现象，大幅度降低了增材层制备过程母材的温升，减少因温度大幅度变化带来的热应力，提高增材层与母材的结合强度，增材层必备完毕后无需保温，便于进一步的加工。
[0020](2)本专利技术提供的一种铜合金密封结构的制备方法及系统，与现有技术相比，利用增材制造技术，解决了堆焊过程过高的热量产生热应力影响结合强度的难题；所限定的铜合金焊丝材质，将母材中释放的气体均匀分散在增材层中，提高了母材和增材层的结合强度，并提高了增材层耐腐蚀性能。因此在满足增材层与母材结合强度的前提下，大幅度简化了闸阀的阀芯密封层制备的工艺，具有工艺流程短、车屑量和废料少、铜合金用量少、能耗低的优点；作业环境得到明显改善，无需人工配装阀芯和铜合金密封件。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例1
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4及对比例1
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4提出的阀芯结构示意图。
[0022]图2为本专利技术实施例2
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4提出的增材层与灰铸铁母体结合金相图。
[0023]图3为本专利技术对比例1
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3增材层与灰铸铁母体结合的金相图。
[0024]图4为本专利技术实施例2中经结合强度测试增材层脱离母材后母体表面的金相照片。
具体实施方式
[0025]为进一步了解本专利技术的内容，结合附图及实施例对本专利技术作详细描述。
[0026]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。本专利技术中所述的第一、第二等词语，是为了描述本专利技术的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本专利技术的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过
中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本专利技术要求保护的范围内。
[0027]实施例1
[0028]结合附图1
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4，本实施例提出了一种铜合金焊丝，由以下成分组成：Zn：30～35％，Al：1.5～3％，Ni：0.5～1％，Si：1.5～3％，余量为Cu。经分析研究表明，在灰铸铁母体阀芯的密封表面上制作增材层，Al可以提高增材层的耐腐蚀性；Ni不仅可以提高增材层耐腐蚀性，还可明显改善增材层与灰铸铁母体阀芯的结合强度；Si在提高增材层耐腐蚀性的同时，还可以改善合金熔体的流动性，减少增材层的缺陷；Zn可以降低合金的熔点，减少堆焊输入的能量，避免灰铸铁母体阀芯的温度过高导致热应力聚集，影响母体和增材层的结合强度，即降低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜合金焊丝，其特征在于，由以下成分组成：Zn：30～35％，Al：1.5～3％，Ni：0.5～1％，Si：1.5～3％，余量为Cu。2.一种铜合金密封结构的制备方法，其特征在于，包括：清理干净灰铸铁阀芯密封表面；焊机将权利要求1所述的铜合金焊丝堆焊在阀芯密封表面，在阀芯密封表面形成增材层；车削增材层至符合阀芯密封结构的规定尺寸。3.根据权利要求1所述的一种铜合金密封结构的制备方法，其特征在于，所述增材层厚度不小于3mm。4.根据权利要求1所述的一种铜合金密封结构的制备方法，其特征在于，所述铜合金焊丝直径为0.8
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2.0mm。5.一种铜合金密封结构的制备系统，其特征在于，包括控制器、焊机及机械手...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴俊豪，赵文斌，孙上林，钱康乐，张培鑫，
申请(专利权)人：浙江工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：