圆筒内孔等离子堆焊钴基合金的方法技术

本发明专利技术提供了一种圆筒内孔等离子堆焊钴基合金的方法，步骤如下：将预处理后的圆筒预热到350℃

【技术实现步骤摘要】
圆筒内孔等离子堆焊钴基合金的方法


[0001]本专利技术涉及金属焊接
，特别涉及一种圆筒内孔等离子堆焊钴基合金的方法。

技术介绍

[0002]一些泵类的导轴承基体通常采用奥氏体类不锈钢(如S30408,S31608等),由于导轴承在高温磨损工况下工作，为了提高导轴承内壁的耐磨性，通常在导轴承内孔全表面堆焊一层钴基合金STE 6(6级)，使导轴承成为具有综合性能的双金属零件，既延长了导轴承的使用寿命，又避免了贵金属的消耗，从而降低了设备的成本。
[0003]由于钴基合金STE 6的硬度高达HRC39
‑
47，塑韧性非常差，而导轴承基体的刚性大，且全表面堆焊的工作量大，热输入大，堆焊过程中产生很大的焊接应力，因此，焊接过程中产生冷、热裂纹的倾向较大。并且，导轴承内孔的堆焊需符合RCC
‑
M S8000工艺标准，在确保堆焊层性能满足标准要求的前提下，堆焊层厚度越小越好。但由于奥氏体不锈钢(Fe和Ni含量高)基体对堆焊层熔敷金属稀释的影响，又容易降低堆焊层的硬度，因此，堆焊层熔敷金属的化学成分，尤其是Fe和Ni含量很难达到标准要求。
[0004]常规堆焊方法，如手工钨极氩弧焊，其操作方便，但焊接效率低，施焊周期长。并且，母材对堆焊层熔敷金属的稀释率大，难以达到RCC
‑
M S8000工艺标准。同时，对于导轴承内孔中间部位的堆焊往往不容易堆焊到位，而且在堆焊过程中，导轴承需要焊前预热，焊接过程中保持预热温度，在预热温度这样的高温条件下进行手工操作，生产条件差，焊工很难操作。
[0005]因而，目前需要一种新的圆筒内孔堆焊工艺，来解决奥氏体类不锈钢材质的圆筒内孔全表面堆焊钴基合金STE 6的焊接难题。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种奥氏体类不锈钢材质的圆筒内孔等离子堆焊钴基合金的方法，以解决奥氏体类不锈钢材质的圆筒内孔堆焊钴基合金过程中易产生裂纹的问题，并降低母材对堆焊层熔敷金属的稀释，使焊接后熔覆层中Fe和Ni等合金的含量都达到RCC
‑
M S8000的标准要求。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种圆筒内孔等离子堆焊钴基合金的方法，包括如下步骤：
[0008]将预处理后的圆筒预热到350℃
‑
450℃；
[0009]在保持预热温度的条件下，在圆筒内孔等离子堆焊一层钴基合金形成第一堆焊层；
[0010]缓冷到室温后，加工第一堆焊层堆焊表面到单边厚度1.6mm
‑
2mm；
[0011]再将圆筒预热到380℃
‑
450℃；
[0012]在保持预热温度的条件下，在第一堆焊层等离子堆焊一层钴基合金形成第二堆焊
层；
[0013]缓冷到室温后，将筒体在410℃
‑
430℃焊后处理；
[0014]加工第二堆焊层堆焊表面到单边厚度1.4mm
‑
1.5mm。
[0015]进一步地，所述圆筒的材质为奥氏体类不锈钢，内孔表面粗糙度≤12.5。
[0016]进一步地，所述圆筒的预处理是用酒精清理圆筒内孔表面，确保无影响焊接质量的异物。
[0017]进一步地，所述第一堆焊层的堆焊工艺包括：
[0018]焊接方法为等离子堆焊PTA，堆焊材料为钴基焊粉STE 6，规格120－250目；非转移弧电流为28
‑
32A，转移弧电流为130
‑
150A,转移弧电压为30
‑
35V,非转移弧电压为25
‑
27V,送粉电压为26
‑
30V，送粉流量为27
‑
35g/min,等离子气流量为250
‑
270L/h，送粉气流量为250
‑
270L/h，保护气流量为780
‑
820L/h，摆动宽度为30
‑
35mm，摆动速度为1000
‑
1200mm/min。
[0019]进一步地，所述第一堆焊层堆焊过程中控制层间温度为350℃
‑
400℃。
[0020]进一步地，所述第二堆焊层的堆焊工艺包括：
[0021]焊接方法为等离子堆焊PTA，堆焊材料为钴基焊粉STE 6，规格120－250目；非转移弧电流为28
‑
32A，转移弧电流为130
‑
150A,转移弧电压为30
‑
35V,非转移弧电压为25
‑
27V,送粉电压为26
‑
30V，送粉流量为27
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35g/min,等离子气流量为250
‑
270L/h，送粉气流量为250
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270L/h，保护气流量为780
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820L/h，摆动宽度为30
‑
35mm，摆动速度为1000
‑
1200mm/min。
[0022]进一步地，所述第二堆焊层堆焊过程中控制层间温度为380℃
‑
400℃。
[0023]本专利技术提供的一种圆筒内孔等离子堆焊钴基合金的方法，具有以下优点和效果：
[0024]1、采用等离子堆焊方法，其等离子弧热量集中，堆焊层冶金结合的强度高，热输入低，堆焊层稀释率低，焊缝成形规则，焊接效率高。
[0025]2、堆焊前，将圆筒进炉整体预热，堆焊过程中，通过加热保持预热温度，并控制最大层间温度，堆焊后保温缓冷到室温，以便降低圆筒的冷却速度，能有效避免堆焊过程中及堆焊后冷、热裂纹的产生。
[0026]3、采用两层堆焊的焊接工艺，降低母材对堆焊层熔敷金属的稀释率，最大限度地使堆焊层获得堆焊钴基合金粉末STE6(6级)的性能，以提高工件的耐磨性。
[0027]4、采用第一层堆焊后进行堆焊层的加工，第二层堆焊后再进行堆焊层的加工工序，把母材对堆焊层熔敷金属的稀释率降至满足标准要求，并通过焊接工艺评定进行验证，使熔敷金属的化学成分(尤其是很难达到标准要求的Fe和Ni含量)、堆焊层的表面硬度、堆焊接头的金相组织等各方面都能满足RCC
‑
M标准要求。
[0028]5、在第二层堆焊后将筒体进行420℃
±
10℃的焊后热处理，可在避开基体奥氏体不锈钢敏化温度区的同时，又能消除筒体的焊接残余应力。
[0029]6、将第一层的单边堆焊层厚度加工到1.6mm
‑
2mm，第二层的单边堆焊层厚度加工到1.4mm
‑
1.5mm，即堆焊层的总厚度为3mm
‑
3.5mm。通过对堆焊层厚度的控制，在保证堆焊层具有较低厚度的前提下，使基体对堆焊层熔敷金属的稀释影响尽量降到最低，从而确保堆焊层性能满足RCC
‑
M标准的要求。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆筒内孔等离子堆焊钴基合金的方法，其特征在于，包括如下步骤：将预处理后的圆筒预热到350℃
‑
450℃；在保持预热温度的条件下，在圆筒内孔等离子堆焊一层钴基合金形成第一堆焊层；缓冷到室温后，加工第一堆焊层堆焊表面到单边厚度1.6mm
‑
2mm；再将圆筒预热到380℃
‑
450℃；在保持预热温度的条件下，在第一堆焊层等离子堆焊一层钴基合金形成第二堆焊层；缓冷到室温后，将筒体在410℃
‑
430℃焊后处理；加工第二堆焊层堆焊表面到单边厚度1.4mm
‑
1.5mm。2.根据权利要求1所述的圆筒内孔等离子堆焊钴基合金的方法，其特征在于：所述圆筒的材质为奥氏体类不锈钢，内孔表面粗糙度≤12.5。3.根据权利要求1所述的圆筒内孔等离子堆焊钴基合金的方法，其特征在于：所述圆筒的预处理是用酒精清理圆筒内孔表面，确保无影响焊接质量的异物。4.根据权利要求1所述的圆筒内孔等离子堆焊钴基合金的方法，其特征在于，所述第一堆焊层的堆焊工艺包括：焊接方法为等离子堆焊PTA，堆焊材料为钴基焊粉STE 6，规格120－250目；非转移弧电流为28
‑
32A，转移弧电流为130
‑
150A,转移弧电压为30
‑
35V,非转移弧电压为25
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27V,送粉电压为26
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30V，送粉流量为27
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35g/min,等离子气流量为250
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【专利技术属性】
技术研发人员：田云，王芳，杨显冬，李刚，王冬颖，赵大为，赵帅，王磊，林斌，田鹏，
申请(专利权)人：沈阳鼓风机集团核电泵业有限公司，
类型：发明
国别省市：