球阀阀体的要求和焊接工艺

某球阀阀体的结构由分体式改为一体式，其技术难点在于焊接工艺。现将该阀体的焊接工艺介绍如下。

    1 阀体的技术要求

    （1）焊缝焊接完后阀体无变形，包括上下轴口法兰（45钢）。

    （2）阀体的受热面积不能过宽且温度不能过高，否则会破坏阀体内的密封装置。

    （3）不能出现焊瘤。

    （4）保证受压在10MPa以上。

    2 焊缝结构

    根据以上技术要求，确定该焊缝为不焊透焊缝。因此要求焊缝的对接形式既能保证装配又能保证不焊透。经过试验，最后确定的焊缝形式如图1。

    3 阀体的材料

    因为该阀体为ZG15Ⅱ，故在加工前对阀体的化学成分进行了化验，化验结果与铸造时的化验结果一致，符合设计要求。ZG15Ⅱ的化学元素含量和机械性能见表1、表2。

    4 装配

    利用油压机改装翻转胎通过图1定位，并在周围两半部分用螺栓紧固，调整进行密封性试验，球体外部与阀体间达到设计要求。

    5 焊接工艺

    考虑到阀体的技术要求，最终选择了MAG的CO2焊机。

    焊接材料选用ER50-6（Ø1.0）焊丝
    根据焊接材料的等强度原则，所选ER50-6（Ø1.0）焊丝满足于ZG15Ⅱ的要求。
    保护气体采用82%Ar+18%CO2混合气体。

    5.1 定位焊

    由于铸钢与45钢的淬硬倾向严重，故在定位焊前需对其进行预热，采用氧-乙炔焰对焊缝两侧各2倍于板厚的范围内均匀加热至75~100℃（偏向45钢侧），以不影响密封装置为准，用远红外线测温仪测量。在焊接前将焊缝两侧表面20mm范围内的氧化皮及锈蚀用角向磨光机打磨出金属光泽。在焊缝两侧距边缘50mm处打定位点6处，并用卡尺测量其两点间的距离，以便测量其收缩量。

    5.2 封底焊

    因考虑到ZG15Ⅱ材料的刚性大、塑性差的特点，故在选择焊接规范上应采取小的焊接参数，即小的焊接热输入。在保证焊缝质量的前提下，尽量提高焊接速度，减少熔合比，在变形方面采取多层多道分6段对称施焊的方法，注意每焊一层用卡尺测量定位点，对收缩量进行控制，直至焊完。除第一道和最后一道以外，其它各道之间采用锤击方法进行消除应力处理。