1012阀门用焊接材料标准.docx
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1012阀门用焊接材料标准
企业标准
QB/KA09——2009
阀门用焊接材料标准
2009-09-01实施
2009-09-01发布
开封高中压阀门有限公司
编制:
校对:
审核:
会签:
批准:
时间:
目次
编制说明
第一部分:
阀门用焊接材料选用标准
1适用范围
2焊接材料的选定和供给
3焊接材料的选定原则
4碳钢、低合金钢焊接材料的选定
5铬钼耐热钢焊接材料的选定
6不锈钢焊接材料的选定
7密封面焊接材料的选定
8焊接方法的选定
第二部分:
阀门用焊接材料技术标准
1说明
2堆焊焊条,焊丝
2.1堆焊焊条(D577、D507Mo、D547Mo、StelliteNo.6、StelliteNo.12、StelliteNo.21)
4连接焊用焊条
4.1碳钢焊条(J422、J427、J426、J506、J507)
4.2钼-铬钼耐热钢焊条(R107、R207、R307、R317、R327、R407、R507、R407B)
4.3铬不锈钢焊条(G207、G217、G307)
4.4铬镍不锈钢焊条(A102、A107、A022、A132、A137、A302、A307、A407)
4.5低温钢焊条(W107)
4.6铸铁焊条(Z308、Z408)
5埋弧自动焊用焊丝,焊剂
5.1焊丝(H08A、H1Cr18Ni9Ti、H13Cr2.25Mo1A。
H11CrMo45A、H08CrMoA)
5.2药芯焊带
5.3焊剂
5.3.1烧结焊剂:
SJ603
5.3.2熔炼焊剂:
HJ430、HJ260、HJ250
附录:
焊接材料厂名及代号表
编制说明
阀门用焊接材料技术标准,包括阀门焊接材料选用标准和我厂使用的焊接材料的具体情况两个部分。
第一部分是为了保证阀门焊接材料选用的正确、合理,统一而制定的,是设计和工艺人员的指导性文件。
第二部分主要结合我厂的生产情况,编入有关阀门密封面手工堆焊用焊条、连接焊焊条;铁基、镍基、钴基等,等离子喷焊用合金粉末;手工钨极氩弧焊用堆焊焊丝、连接焊焊丝、埋弧自动焊用焊丝和焊剂。
阀门用焊接材料技术标准
第一部分:
阀门用焊接材料选用标准
1适用范围
本标准用于指导阀门的零部件的焊接、密封面堆焊和铸钢件缺陷补焊等焊接材料的选定。
2焊接材料的选定和供给
2.1焊接材料由设计人员根据设计要求选定,焊接材料的具体牌号、规格由工艺人员选定。
2.2供应部门应严格按工艺部门编制的焊接材料消耗定额中规定的焊接材料牌号、规格供货,若供货有困难时应向设计工艺部门提出,以便选定其他焊接材料。
如果需要使用代用材料,必须严格履行材料的代用手续。
(设计、工艺人员应按焊接材料的选定原则选用代用材料)。
2.3工艺部门由于改变焊接方法而需要更改焊接材料时必须与设计部门协商在取得设计部门人员同意后方可更改。
3焊接材料的选定原则
3.1选定焊接材料的总的原则:
根据母材的化学成分、机械性能、物理性能和产品的工作条件、结构特点、设计规范以及本厂具体情况进行综合考虑后选定出相应的焊接材料。
3.2焊接材料选定后应进行必要的焊接试验工作,尤其是合金钢焊接材料、新材料(包括本厂首次使用的焊接材料),必须进行必要的试验,否则不得用于生产。
4碳钢、低合金钢焊接材料的选定
4.1按母材的抗拉强度来选用抗拉强度等级相同的焊接材料。
4.2对耐压部位、受力较大、结构复杂、钢性大的部位,焊接材料应在抗拉强度同等级的焊条中选定低氢性焊条。
4.3碳钢焊条应符合《碳钢焊条》GB5117
低合金钢焊条应符合《低合金钢焊条》GB5118
埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂应符合《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB/T5293
焊丝应符合《焊接用钢丝》GB1300
低合金钢埋弧焊用焊剂应符合〈〈低合金钢埋弧焊用焊剂〉〉GB12470
气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝应符合《气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T8110
4.4根据我厂目前阀门另部件的焊接情况碳钢及低合金钢焊接材料选用见表1
表1
母材
焊接方法
焊接材料
备注
WCBLCB
手工电弧焊
J506、J507
WCBLCB
半自动埋弧焊
H08A配HJ431
WCB(ZG25)LCB
手工电弧焊
J506、J507
耐压部位
ZG2525
半自动埋弧焊
H08A配HJ431
ZG2525
手工电弧焊
J422
非耐压部位
5铬钼耐热钢焊接材料的选定
5.1同种铬钼钢的焊接材料选定按母材主要化学成分Cr、Mo的含量来选择焊接材料,使焊缝金属中Cr、Mo的含量与母材尽量相近,同时力求焊缝的机械性能与母材相同。
5.2两种不同的铬钼钢之间的焊接,选用合金含量低的一侧的母材相匹配的焊接材料,且焊接接头的持久强度不应低于两种母材标准规定值的较低者。
5.3某些零部件的点焊或无法进行焊接热处理的铬钼钢焊接,应采用25%Ni-13%Cr以上的奥氏体焊条。
但除点焊外,焊接前应进行必要的焊接试验。
5.4铬钼钢的焊接用焊条应尽量选择低氢型焊条。
5.5铬钼耐热钢焊条应符合《低合金钢焊条》GB5118
低合金钢埋弧焊用焊剂应符合《低合金钢埋弧焊用焊剂》GB12470
不锈钢焊条应符合《不锈钢焊条》GB/T983
注:
由于国家的焊丝和焊剂的标准体系化不完善,我厂的铬钼钢焊接选用有一些焊材生产厂家以及国外标准生产的焊丝。
如H11CrMo45A、H13Cr2.25Mo1A
5.6根据我厂目前的零部件的焊接情况,铬钼钢焊接材料的选用见表2
表2
母材
焊接方法
焊接材料
WC1
手工电弧焊
R107
WC1+15Cr1MoA
半自动埋弧焊
H11CrMo45A配SJ603
WC6
手工电弧焊
R307
WC6+12Cr1MoVA
半自动埋弧焊
H11CrMo45A配SJ603
WC9
手工电弧焊
R407
WC9+12Cr1MoVA
半自动埋弧焊
H13Cr2.25Mo1A配SJ603
C5
手工电弧焊
R507
C5
半自动埋弧焊
HCr5Mo配HJ260
ZGCr5Mo
手工电弧焊
R507
ZGCr5Mo+1Cr18Ni9Ti
手工电弧焊
A307
ZGCr5Mo+1Cr18Ni9Ti
半自动埋弧焊
H1Cr18Ni9Ti配HJ260
12Cr1MoV+12Cr1MoV
手工电弧焊
R317
12Cr1MoV+12Cr1MoV
半自动埋弧焊
H11CrMo45A配SJ603
ZG15Cr1Mo1V
手工电弧焊
R327
ZG15Cr1Mo1V+1Cr18Ni9Ti
手工电弧焊
A307
ZG20CrMoV
手工电弧焊
R317
ZG20CrMoV+12Cr1MoV
半自动埋弧焊
H11CrMo45A配SJ603
铬钼钢点焊
手工电弧焊
A307
6不锈钢焊接材料的选定
6.1按母材的主要的合金Cr、Ni的含量来选定焊接材料,保证设计上的耐腐蚀性能的要求。
6.2不锈钢焊条应符合《不锈钢焊条》GB983
6.3根据我厂阀门零部件的焊接情况,其焊接材料选用见表3
表3
母材
焊接方法
焊接材料
ZG1Cr18Ni9Ti
手工电弧焊
A102
ZG1Cr18Ni9Ti+1Cr18Ni9Ti
手工电弧焊
A102
ZGCr18Ni12Mo2Ti
手工电弧焊
A202
ZGCr18Ni12Mo2Ti+Cr18Ni12MoTi
手工电弧焊
A202
1Cr13+ZG25
2Cr13+25
手工电弧焊
A307
7密封面堆焊材料的选定
7.1按设计要求的硬度、耐磨损、耐腐蚀、抗粘着等性能选定堆焊材料,在满足设计性能要求的前提下,尽量选用抗裂性、焊接性、加工性好的材料。
7.2根据我厂目前的阀门生产情况,堆焊材料的选用,见表4
表4
焊条
焊带
焊接材料
用途说明
硬度
焊接方法
D507Mo
用于H系列阀门板(瓣)类密封面堆焊
HRC≥37
SMAW
带507Mo配HJ260
用于口径≥300mmH系列阀门(瓣)密封面堆焊
HRC≥37
SAW
D577
用于H系列阀门体、阀座密封面堆焊
HRC≥28
SMAW
A307
用于阀门阀体中腔、阀盖上密封的堆焊
SMAW
StelliteNo.6
用于Y系列阀门板(瓣)、座密封面的堆焊
HRC≥40
SMAW
D547Mo
用于口径≤65mm系列阀体密封面的堆焊
HRC≥37
SMAW
焊丝类
StelliteNo.6
用于Y系列阀门板(瓣)座密封面堆焊
HRC≥40
GTAW
合金粉末
StelliteNo.6
用于Y系列阀门板(瓣)座密封面堆焊
PAW
NDG-2#
用于工作温度≤427℃的Y系列阀门板(瓣)座密封面堆焊。
PAW
Fe-3#
用于H系列阀门动件密封面的堆焊
PAW
Fe-4#
用于H系列阀门静件密封面的堆焊
PAW
气体类
Ar
用于氩弧焊和等离子喷焊的保护气体
纯度≥99.96%
CO2
用于二氧化碳保护焊的保护气体
纯度≥99.5%,含水量不应超过0.005%;使用前应预热和干燥,当瓶内气体压力低于.98Mpa时,停止使用。
8焊接方法的选定
8.1焊接方法不同则选择的焊接材料及焊接坡口等也不同,因此在选择焊接材料时,必须首先考虑选定焊接方法。
8、2焊接方法各有不同的特点,现将我厂目前采用的各种焊接方法的主要特点说明如下,供设计人员参考。
8.2.1等离子喷焊
等离子喷焊具有熔敷效率高、稀释率低、生产效率高、材料利用率高、加工余量小和焊接质量高等特点。
目前,我厂所设计的密封面材料均有相应的粉末生产,我厂目前主要用于闸板、阀瓣、阀座平面形密封面的堆焊,等
离子喷焊是我厂密封面堆焊的主要焊接方法。
但它对焊前表面的质量要求较高,设备比较复杂,影响焊接质量的因素较多,对非平面型的密封面堆焊尚无经验。
对于平面型的密封面的堆焊应优先考虑采用等离子喷焊。
8.2.2半自动带状埋弧焊
半自动带状埋弧焊具有稀释率高,生产效率高,劳动强度低,对焊前表面要求不高等特点。
目前,我厂用于口径大于300mm的闸板H系列密封面的堆焊。
8.2.3半自动单丝埋弧焊
半自动埋弧焊具有熔敷效率高,生产率高,劳动强度低等特点,目前,我厂主要用于电站阀门体座连接焊,对于通道深、口径大的阀门体座连接焊应优先考虑采用此焊接方法,焊接坡口应设计为U型。
8.2.3手工氩弧焊
手工氩弧焊具有稀释率低,设备简单,焊层硬度较高等特点,但其熔敷率低,生产效率低,劳动条件差。
我厂主要用于闸板、阀瓣阀座的硬质合金的密封面的堆焊。
除了锥形、小口径的密封面外,可以为等离子喷焊所替代。
8.2.4手工电弧焊
手工电弧焊具有通用性好,设备简单,便以操作,是电焊工的基础技能等特点,但熔敷效率低,稀释率大,焊缝表面粗糙。
目前,我厂阀门生产中所有的焊接部位均可以使用此种焊接方法。
在体座连接焊中可以被半自动单丝埋弧焊所代替,在阀座密封面堆焊中可以被等离子喷焊、半自动带状埋弧焊所代替,但阀体本体堆焊密封面补焊、点焊以及结构连接焊中广泛使用。
第二部分:
阀门用焊接材料技术标准
1说明
阀门用焊接材料技术标准本部分编入了我厂使用焊接材料的性能,特点,用途和规格。
1.1本焊接材料标准使用通用的焊条牌号作为编录的依据,其相应的型号也在标准中给出。
1.2没有列入国家牌号系列的焊接材料,以相应的厂家牌号给予说明。
1.3本标准给出可以对应或等同的AWS的焊接材料的型号。
2堆焊焊条、焊丝
2.1堆焊焊条:
阀门用堆焊焊条按合金系统可以分为铁基和钴基两大类:
铁基按合金类型可以分为Cr13型、Cr-Mn型、Cr-Ni-Si型。
2.1.1铁基Cr-Mn型合金化机理:
通过Cr和Mn的合金化过程,形成γ+α的基体组织,在此基础上,加入Mo、Si、W、V等合金元素对基体进行固溶强化,形成的化合物相对基体进行弥散强化。
如D577。
2.1.2铁基Cr13型+Mo型合金化机理:
在1Cr13马氏体的基础上,加入Mo元素,可以获得马氏体加铁素体堆焊金属组织。
如D507Mo。
,加入Si、形成γ+α双相组织,并通过Si对α相进行固溶强化,在此基础上,再加入W、Mo、V、Nb等元素形成碳化物、金属化合物,造成固溶强化和弥散强化。
D547Mo。
钴基按合金类型可以分为Co-Cr-W-C型和Co-Cr-W/Mo-Ni/Fe-C型。
2.1.4钴基Co-Cr-W-C型合金化机理:
通过Cr、W、C的合金化作用,形成钴基的奥氏体加碳化物的共晶组织,根据成分的不同可以是亚共晶、共晶或过共晶组织。
StelliteNo.6和StelliteNo.12合金化的机理一样,只是作为强化元素的W的含量不同。
2.1.5钴基型Co-Cr-W/Mo-Ni/Fe-合金化机理:
通过Cr、W/Mo、C等合金的合金化作用,形成钴基的奥氏体加碳化物的共晶组织,根据成分的不同可以是亚共晶、共晶或过共晶组织。
例如此合金系典型的牌号StelliteNo.21和StelliteNo.6和StelliteNo.12合金化时,只是作为强化元素的类型不同。
前者是加Mo等合金强化,后者为W等合金强化。
我厂常用堆焊焊条有:
D577、D507Mo、D547Mo、StelliteNo.6、StelliteNo.12、StelliteNo.21。
KFL堆焊焊条
相当于AWS型号
牌号
D577
熔敷金属主要成分(%)
型号
EDCrMn-C-15
C
Cr
Mn
Mo
Si
W
V
合金系
Cr-Mn型
≤1.1
12.0-18.0
12-18
≤1.0
≤2.0
1.7-2.3
≤0.70
堆焊金属的机械性能
参考价格
生产厂家
堆焊层硬度HRC≥28
规格
Φ(mm)
单价
(元/吨)
3、5、9
说
明
合金化机理:
通过Cr和Mn的合金化过程,形成γ+α的基体组织,在此基础上,加入Mo、Si、W、V等合金元素对基体进行固溶强化,形成的化合物相对基体进行弥散强化。
D577是低氢钠型药皮,合金钢芯的堆焊焊条。
采用直流电源,反接法。
堆焊金属为高铬锰型奥氏体钢,故冷作硬化效果显著,具有良好的抗擦伤性能,有一定的中温硬度,较好的热稳定性,如与D507Mo配合使用,可以获得很好的抗擦伤性能,该焊条抗裂性好,堆焊工艺简单,焊前可不预热,焊后不处理,堆焊金属的切削加工性能良好。
堆焊金属的金相组织为奥氏体加铁素体。
用
途
1、用于工作温度在510℃以下,介质为水、气、油等弱腐蚀性介质,压力小于16Mpa的中温高压截止阀阀门密封面;或和D507Mo配套使用,用于用于450℃闸阀密封副静件(阀体阀座)的堆焊。
2、我厂主要用于密封面为H系列闸阀门静件(例阀体、阀座等)密封面的堆焊。
注
意
事
项
1、焊前,焊条需要经300-350℃烘干1h,放入100-150℃恒温箱内,随用随取。
2、堆焊层高度加工后,应5mm以上以保证硬度以及成分的稳定。
KFL堆焊焊条
相当于AWS型号
牌号
D507Mo
熔敷金属主要成分(%)
型号
EDCr-A2-15
C
Cr
Ni
Mo
W
其他元素总量
合金系
1Cr13Mo系
≤0.20
10.0-16.0
≤6.0
≤2.50
≤2.0
≤2.5
堆焊金属的机械性能
参考价格
生产厂家
堆焊层硬度HRC≥37
规格
Φ(mm)
单价
(万元/吨)
3、5、9、13
说
明
合金化机理:
在1Cr13马氏体的基础上,加入Mo元素,可以获得马氏体加铁素体堆焊金属组织。
D507Mo为低氢钠型药皮;直流电源反接法。
时效硬度比焊态稍高。
焊缝金属在510℃以下具有良好的热稳定型和抗冲蚀性,且具有较高的中温硬度。
堆焊工艺简单,焊前不预热,焊后不热处理,直流反接进行焊接。
用
途
1、用于工作温度低于510℃、介质为水、气、油等弱腐蚀性介质,压力小于16Mpa的截止
阀。
或者和D577配套用于450℃以下的闸阀动件的堆焊。
2、我厂用于密封面为H系列阀门动件(例阀板、)密封面的堆焊。
注
意
事
项
1、焊前,焊条需要经300-350℃烘干1h,放入100-150℃恒温箱内,随用随取。
2、堆焊层高度加工后,应5mm以上以保证硬度以及成分的稳定。
KFL堆焊焊条
相当于AWS型号
牌号
D547Mo
熔敷金属主要成分(%)
型号
EDCrNi-3-15
C
Si
Cr
Ni
Mo
W
V
Nb
Mn
S
P
合金系
Cr-Ni-Si系
0.1
-0.18
3.5
-4.3
18
-21
10
-12
3.8
-5.0
0.8
-1.2
0.5
-1.2
0.7
-1.2
0.6
-2.0
≤0.035
≤0.04
堆焊金属的机械性能
参考价格
生产厂家
堆焊层硬度HRC≥37
规格
Φ(mm)
单价
(万元/吨)
3、5、9、10
说
明
合金化机理:
在18-8型合金的基础上,加入Si、形成γ+α双相组织,并通过Si对α相进行固溶强化,在此基础上,再加入W、Mo、V、Nb等元素形成碳化物、金属化合物,造成固溶强化和弥散强化。
D547Mo是低氢钠型药皮,合金钢芯的堆焊焊条,采用直流电流,反接。
堆焊金属具有良好的高温抗擦伤、抗冲蚀等性能,有较好的高温硬度,良好的热稳定性和抗热疲劳性。
堆焊金属时效强化显著,硬度和抗擦伤性能能有进一步的提高,堆焊工件要求预热温度低,堆焊一般碳素钢的中、小件毛坯时,甚至可以不预热。
用
途
1、用于工作温度低于570℃、压力小于14Mpa、介质为过热蒸汽的高温高压阀门密封面的堆焊。
2、我厂用于J61Y系列的截止阀阀体密封面的堆焊。
注
意
事
项
1、焊条的强度不高,运输时注意轻放,避免药皮损坏,使用前应进行300℃,1h的烘烤,放入100-150℃恒温箱内,随用随取。
2、堆焊大工件,深口小口径截止阀阀体或其他钢材,需要一定的预热温度且焊后缓冷。
3、堆焊时需连续焊接3-4层,不得间断,堆焊金属层高度加工不应低于5mm,以保证硬度和化学成分稳定,但不宜堆焊过高,以避免产生裂纹。
KFL堆焊焊条
相当于AWS型号
ECoCr-A
牌号
D802
StelliteNo.6
熔敷金属主要成分(%)
型号
EDCoCr-A-03
C
Si
Mn
Cr
W
Fe
Co
合金系
Co-Cr-W-C
0.7-1.4
≤ 2
≤2
25-32
3-6
≤5
余量
堆焊金属的机械性能
参考价格
生产厂家
堆焊两层HRC39
规格
Φ(mm)
单价
(万元/吨)
说
明
合金化机理:
合金的基体组织为面心立方的钴基固溶体,在基体上分布相当数量的富Cr的碳化物。
其硬度和组织不受热处理的影响,焊后可以进行消除应力的回火处理,以减少裂纹。
具有较高的耐磨料磨损磨损性能,宜用于要求高温、耐磨并兼有耐蚀(或气蚀)的工作条件。
用
途
1、使用于温度低于650℃,压力小于25Mpa,介质为水、过热蒸汽、油等高参数的阀门密封面堆焊。
2、我厂相应用于Y系列阀门(如阀座)密封面的堆焊。
注
意
事
项
1、焊前,焊条需经150℃烘烤I小时。
2、根据工件的大小和母材种类,需经300-600℃预热。
宜采用小电流、短弧焊接。
3、为了在堆焊过程中尽量减小稀释率,预热温度,层间温度不宜过高。
4、焊后热处理应根据母材种类,选取回火温度,一般可以应在600-700℃回火1h后缓冷或将工件立即放入干燥和热的沙箱内或草木灰中缓冷,以避免裂纹。
KFL堆焊焊条
相当于AWS型号
ECoCr-B
牌号
D812
(StelliteNo.12)
熔敷金属主要成分(%)
型号
EDCoCr-B-03
C
Si
Mn
Cr
W
Fe
Co
合金系
Co-Cr-W-C
1.0-1.7
≤ 2
≤2
25-32
7-10
≤5
余量
堆焊金属的机械性能
参考价格
生产厂家
堆焊两层HRC40
规格
Φ(mm)
单价
(万元/吨)
说
明
合金化机理:
合金的基体组织为面心立方的钴基固溶体,在基体上分布相当数量的富Cr的碳化物。
其硬度和组织不受热处理的影响,焊后可以进行消除应力的回火处理,以减少裂纹。
D812比D802具有较高的W含量,故其基体硬度较高,耐磨料磨损磨损性能也较强,广泛地用于各种刀具的堆焊。
用
途
牙齿钻头、轴承、粉碎机刀口等,高温高压阀门,热剪切刀刃,气门高温高压阀门,各种液体阀座,水轮机叶片等。
我厂主要用于密封面为Y系列阀门动件密封面(闸板、阀瓣等)的堆焊。
注
意
事
项
1、焊前,焊条需经150℃烘烤I小时。
2、根据工件的大小和母材种类,需经300-600℃预热。
宜采用小电流、短弧焊接。
3、为了在堆焊过程中尽量减小稀释率,预热温度,层间温度不宜过高。
4、焊后应在600-700℃回火1h后缓冷或将工件立即放入干燥和热的沙箱内或草木灰中缓冷,以避免裂纹。
KFL堆焊焊条
相当于AWS型号
牌号
StelliteNo.21
熔敷金属主要成分(%)
型号
/
C
Cr
Ni
Mo
W
其他元素总量
合金系
Co-Cr-Mo-C
0.2
27
2.8
5
/
堆焊金属的机械性能
参考价格
生产厂家
堆焊两层HRC26
冷作硬化硬度HRC45
规格
Φ(mm)
单价
(元/吨)
说
明
合金化机理:
低碳,用Mo、Ni、等强化的Co-Cr合金,具有优良的高温强度和热稳定性。
但其耐磨性稍差。
用
途
用于各种热磨具的堆焊;
堆焊层具有耐粘着磨损和耐气蚀磨损的性能;
用作各种液体阀门阀座及水轮机叶片的堆焊材料。
注
意
事
项
1、焊前,焊条需经150℃烘烤I小时。
2、根据工件的大小和母材种类,需经300-600℃预热。
宜采用小电流、短弧焊接。
3、为了在堆焊过程中尽量减小
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- 1012 阀门 焊接 材料 标准