等离子粉末堆焊技术在石化工业的应用中国农业机械化科学研究院表面工程技术研究所 汪瑞军 黄小鸥[摘要] 本文采用等离子堆焊工艺方法，对石油、化工行业中关键零部件堆焊 Ni 基、Co 基材料，以达到表面改性目的。试验表明，这一工艺方法对提高材料耐磨、耐腐蚀及高温性能，延长使用寿命，节省贵重材料，降低产品成本具有实际意义。关键词：等离子 堆焊 合金粉末 石油 化工1. 前言 采用堆焊方法将高合金粉末材料堆焊在普通材料上，以提高材料耐磨损、耐腐蚀及高温性能，延长使用寿命，同时节省贵重材料，降低产品的成本。这一方法已在石油、化工行业中得到应用。 本文针对石化工业中，生产设备工况条件的三高（即高腐蚀、高磨损及高温），采用等离子粉末堆焊工艺，将 Ni 基或 Co 基高合金材料堆焊在设备零配件密封面上，达到提高设备使用寿命的目的。2. 试验工艺及设备2.1 试验设备等离子粉末堆焊是将等离子弧作为热源，以一定成分合金粉末作为填充金属的特种堆焊工艺。其较高的生产率，美观的成型以及堆焊过程易于实现机械化及自动化，使这一工艺得到较快的发展 [1]。图 1 是等离子粉末堆焊工艺原理图[2]。图 1 等离子粉末堆焊工艺原理图 2 钨极氩弧焊和等离子粉末堆焊的比较 图 2 是等离子粉末堆焊工艺与熔化极惰性气体保护焊及喷涂工艺在几个性能上的比较[2]。与电弧焊及熔化极惰性气体保护焊相比，采用等离子粉末堆焊工艺，基体材料和堆焊材料之间形成融合界面，结合强度高；堆焊层组织致密，耐蚀及耐磨性好；基体材料与堆焊材料的稀释减少，材料特性无变化；气孔、氧化物、夹渣等缺陷几乎没有；利用粉末作为堆焊材料可提高合金设计的选择性，特别是能够顺利堆焊难熔材料，如 WC 材料等。图 3 是等离子粉末堆焊与气焊的微观组织照片比较（×400）[3]。图 3 PPW 焊与气焊的微观组织（×400）本试验采用德国 Hettiger 公司与日本 Daido 公司合作生产的等离子粉末堆焊设备 PTA—200。如图 4 所示。其额定工作电流为 5～200A，暂载率为 50%，焊接气氛为 Ar 气，内藏焊枪冷却水循环装置。送粉器为振动式，具有送粉均匀，调节简便，适应各种粉末运送等特点，其送粉量为 0～30g/min，料斗容量 3Kg，适用粉末粒度80～325（筛）号。针对不同的工作条件，该设备配备两种堆焊枪（装卸型 HP150H 枪和机装枪）。图 4 PTA—200 等离子粉末堆焊设备2.2 离子气及送粉气等离子粉末堆焊工艺的离子气及送粉...
VIP
