三杆蝶阀阀体焊接工艺生产实践

        1.概述
        三杆蝶阀是一种密封型蝶阀，适用于冶金、化工、电力等行业，安装在空气、可燃气体管路中，起切断气体介质作用。以下是为某公司1006m3高炉制造的DN900三杆蝶阀阀体（见图1），该工件采用Q235A钢板焊接结构，焊后经退火去除焊接应力，再进行机械加工。因此对焊接要求较高，笔者根据实际生产总结如下，供参考借鉴。

图1 三杆蝶阀阀体

        （1）设计参数该阀体的相关参数如表1所示。

表1 设计参数

        （2）技术要求①本阀体焊接技术规范要求应符合YB/T036.11。②根据GB/T13927对本阀体进行强度试验和气密封性试验。③焊缝全部为连续焊缝，所采用焊条为E4303，密封面堆焊A102。④焊缝高度应不小于相关件最薄钢板厚度。⑤本阀体焊后应进行消除应力处理。
        2.焊接工艺流程及焊前准备
        焊接工艺流程为焊前准备工作→焊接→外观检查→气密性试验。以下为焊前准备。
        （1）焊件检验
        检查阀体组对件的几何尺寸是否符合图样设计要求。①检查焊接填充材料（焊条或焊丝）是否与图样设计相符。②检查焊接设备是否与焊接技术工艺参数相符。③清除焊接处的毛刺、油、水、锈等污物，使焊接处呈现金属光泽。
        （2）焊接材料
        本阀体焊接所用的焊条为E4303（J422），焊接材料进厂必须凭质量合格证明书入库，J422焊条一般不烘干施焊，但库存时间超过一年必须烘干施焊，烘干温度100℃，时间为1h。
        （3）设备选择
        焊接设备的选取如表2所示。

表2 焊接设备

        3.焊接工艺
        （1）焊接方法：焊条电弧焊。
        （2）接头形式：角接头（管板插入式，见图2）。

图2

        （3）焊接位置：水平。
        （4）焊接参数（见表3）：角接接头可采用多层焊法或多层多道焊法。多层焊时，第一层焊道应选择直径较细的焊条。运条方法，应视间隙大小而定。间隙小时，可采用直线形运条方法；间隙较大时，可采用直线往复形运条方法。

表3 焊接参数

        焊接顺序为焊完第一层后，将焊道相对位置的焊道，用同样的焊接方法施焊，阀体所有焊道第一层应全部焊完后，先清除其熔渣，然后用大直径焊条和较大的焊接电流进行第二层焊接，运条方法采用直线形，以及幅度较小的月牙形和锯齿形，并采用短弧焊接。
        为了保证焊接质量和防止变形，应使层与层之间的焊接方向相反，焊缝接头也相应错开。
        多层多道焊的焊接方法与多层焊相似，所不同的是每层焊缝由数道窄焊缝并列组成，焊接时应使用直线运条法。
        4.外观检查
        角焊缝的外观成形目视应与母材圆滑过渡，光滑美观，不得有气孔、夹渣、咬边等焊接缺陷。
        5.阀体密封面堆焊
        （1）堆焊方法
        焊条电弧焊；堆焊基面为凹形；堆焊位置：平放；堆焊电源：交直流两用。堆焊参数如表4所示。

表4 堆焊参数

        （2）堆焊工艺
        堆焊前应清除焊道内的毛刺、油、水、锈等污物；引弧与一般焊条电弧焊操作一样，只是在起弧处做好标记，以利多层焊的最后一层圆滑搭接，从而保证堆焊的平整度，堆焊层数为3～5。运条同时存在三个基本动作：即直线动作、横向摆动动作及焊条送进动作。在操作时，应根据熔池形状与大小的变化，灵活地调整动作，使三者很好地协调，将熔池控制在所需的形状与大小范围内，并使运条动作有利于熔渣的浮出。
        运条横向摆动时，应使两侧停留时间稍长些以保证堆焊层高度、宽度一致。收弧时，要注意应填满弧坑，然后将焊条逐渐抬高，慢慢拉断电弧。对一些易产生火口裂纹的材料，应将电弧的熄弧处引出焊道，以保证堆焊质量。
        堆焊外观检验不应有焊接缺陷。阀体整体焊完后进行退火，消除其内应力。
        6.气密性试验
        阀体加工后与阀板组装成形，进行气密性试验，将气密性试验工装按工艺标准规定封闭好，然后向三杆蝶阀内充1.1MPa压缩空气，5min后压降满足GB/T13927规定。