ICS 25.220.20 A 29 苏州工业园区激光产业创新联盟协会团体标准 T/ LASERJS 001-2020 泵、阀门密封面激光熔覆技术要求 Technical requirements for laser cladding for pump and valve sealing surface 2020-04-20 发布 2020-05-01 实施 苏州工业园区激光产业创新联盟协会 发布 全国团体标准信息平台 T/LASERJS 001-2020 目次 前言 1范围 2规范性引用文件 3术语 4激光熔覆材料 5工艺评定 6激光熔覆工艺 6.1激光熔覆基面（工艺平台）尺寸 6.2对焊件要求 6.3焊前预热 6.4焊前检查 6.5激光熔覆过渡层 6.6激光熔覆过程 6.7熔覆后热处理 7质量检验 8缺陷修复 图 1激光熔覆基面形状尺寸 图 2缺陷清除的尺寸要求 表 1烘干温度 表 2激光熔覆基面尺寸 表 3基本材料预热温度 表 4密封面激光熔覆高度和宽度 附录 泵、阀门密封面激光熔覆用合金粉末 附表1 合金粉末的化学成分及硬度 附表2 合金粉末的松装密度和流动性 全国团体标准信息平台 T/LASERJS 001-2020 前言 本标准按照 GB/T 1.1—2009 给出的规则起草。 本标准由浙江久恒光电科技有限公司提出。 本标准负责起草单位：浙江久恒光电科技有限公司、瑞安市激光应用工程示范中心有限公司、 江苏省激光产业技术创新战略联盟 本标准主要起草人：吴旭浩，王爱华，吴斌，颜伟清。 全国团体标准信息平台 T/LASERJS 001-2020 泵、阀门密封面激光熔覆技术要求 1范围 本标准规定了泵、阀门密封面激光熔覆设备、熔覆材料、熔覆工艺、工艺评定、质量检验、缺陷修复等方面的要求。 本标准适用于碳素钢、合金钢、不锈钢等通用、电站、石油化工用泵、阀门密封面激光熔覆钴基、镍基、铁基及金属陶瓷涂层的制造与检验。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本 文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 22652 阀门密封面堆焊工艺评定 JB/T 3168.2 喷焊合金粉末 硬度、粒度测定 JB/T 3168.3 喷焊合金粉末 化学成分分析方法 3术语 GB/T 19866,GB/T19867.4 界定的术语和定义适用于本文件。 激光熔覆：激光熔覆亦称激光包覆或激光熔敷，指在基材表面以不同的填料方式添加被选择的涂 层材料，利用高能密度（104～106W/cm2）的激光束使之与基材表面极薄层同时熔凝，并快速凝固后形 成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等特性的工艺方法。 稀释率：激光熔覆层被母材金属的稀释程度，用下述表达式来计算： 式中， η为稀释率，A1 激光熔覆层横断面上母材熔化的面积，A2 为激光熔覆层横断面上熔覆层 的面积。 4激光熔覆材料 4.1激光熔覆合金粉末（以下简称粉末）材料的化学成分、粒度、硬度等均应符合 JB/T 3168.2～ 3168.3或附录 A的有关规定。 4.2选用附录 A之外的粉末材料， 由供需双方协商确定。但其检验方法按 JB/T 3168.2～ 3168.3 或附 录A的有关规定。 4.3粉末使用前应进行烘干，烘干时堆积厚度应小于 5 mm。烘干温度按表 1 的规定。 表1 烘干温度 粉种 烘干温度 ℃ 保温时间 h 钴基 镍基100～150 铁基 80～1200.5～1.5 全国团体标准信息平台 T/LASERJS 001-2020 4.4烘干的粉末在空气中放置超过 4 h 后再使用时应重新烘干。 5工艺评定 5.1激光熔覆工艺评定按 GB/T 22652 的规定。凡属下列情况之一者，必须进行工艺评定： a）初次使用的粉末品种； b）初次使用的基体材料； c）新的产品结构； d）多层堆焊变更为单层堆焊，或反之。 5.2通过工艺评定验证下列工艺参数的正确性： a) 焊接过程的规范性； b）焊前预热温度及保温时间； c）激光熔覆层最小厚度、过渡层最小厚度； d）焊后热处理温度、保温时间； e）稀释率的控制要求； f）必要时修正激光熔覆基面的形状及尺寸。 5.3工艺评定结果的评价应符合 GB/T 22652 的规定。 工艺评定报告（PQR）和评定合格的工艺评定指导书（WPS）应归档， 并据以制定或修订生产现场的 工艺卡。 6激光熔覆工艺要求 6.1激光熔覆基面（工艺平台）尺寸 6.1.1 根据泵、阀门密封面的不同要求， 激光熔覆基面推荐加工成图 1 所示三种中的任一种形状（也可 以是平面），其尺寸见表 2。 图1 激光熔覆基面形状尺寸 6.1.2应用机械切削方法加工激光熔覆基面，所有过渡处均应为圆角平缓过渡。 表2 激光熔覆基面尺寸 单位为毫米 密封面设计宽度 B b h α R ≤10 B＋（2～3） 1.5～2.0 ＞10 B＋（3～4）0.6-2.0 45°～60° 2.0～3.0 注：α也可为 90° 6.2对焊件要求 6.2.1不得有裂纹、气孔、缩孔、疏松等缺陷。 全国团体标准信息平台 T/LASERJS 001-2020 6.2.2应清除油污、飞边、锈迹及其他杂物。 6.3焊前预热 6.3.1激光熔覆铁基、钴基粉末，当所选粉种及基体材料有预热要求时 ，则需预热。 6.3.2激光熔覆镍基粉末，公称尺寸大于 DN50 的碳钢焊件均需预热。 6.3.3预热温度根据基体材料而定。批量激光熔覆的零件应在炉中预热。常用基体材料的预热温度见 表 3， 结构刚性大的工件预热温度取上限。 6.3.4预热保温时间根据工件大小及形状而定。 表3 基本材料预热温度 焊前预热温度℃ 焊后热处理温度℃ 基体材料钴基镍基 铁基 钴基镍基 铁基时间冷却 方式 25 35250-300 500-550 40 310-350 550-600 WCB 250-350-- 500-600200-250 WC6 400-500 350-400 550-600 250-300 WC9 400-550 350-450 550-600 250-300 CF3 CF8 CF3M CF8M300-400 250-350 430-480a250-300 12CrMo 15CrMo400-500 400-500 550-600 250-300 12Cr5Mo 350-400 350-400 550-600 250-300 12Cr1MoV 15Cr1MoV400-500 400-500 550-600 250-300 12Cr13 20Cr13400-500 350-450 550-600 250-300 06Cr19Ni10 12Cr18Ni9 06Cr18Ni11Ti300-350 250-300 430-480a250-300焊前预热时间： H=T/30 式中： H——预热时间 ，单位 为小时（h）； T——基材厚度 ，单位 为毫米（mm）。 焊后热处理保温时间 ： H=T/25 式中： H——保温时间 ，单位 为小时（h）； T——基材厚度 ，单位 为毫米（mm）。缓冷 a为避免奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀倾向，推荐采用 430℃ ～480℃， 保温 6h 的去应力热处理。 6.4焊前检查 焊前应检查防护装置，确保安全可靠时才能进行操作。 6.5激光熔覆过渡层 6.5.1在基材为 Cr-Mo 型合金钢的情况下 ，公称尺寸大于 DN150 时，推荐采用激光熔覆过渡层。 6.5.2 过渡层材料应选用防止裂纹产生及改善接头性能的合金材料。 6.5.3 过渡层厚度应不小于 0.6 mm。 6.6激光熔覆过程 6.6.1严格按经工艺评定合格所提出的工艺规范进行。 6.6.2 激光熔覆不应在灰尘严重、湿度 大于 84%的环境下进行。 6.6.3 激光熔覆过程中，铁基、钴基、镍基层间温度分别不得低于 100℃、200℃、300℃，必要时层间 需再次加热。 全国团体标准信息平台 T/LASERJS 001-2020 6.6.4 激光熔覆高度及宽度应保证密封面加工后符合设计要求，其值应符合表 4 的规定。 6.7焊后热处理 6.7.1激光熔覆后工件应立即装入热处理炉中，按表 3 的规定进行去应力热处理。 6.7.2使用铁基粉末，当所选粉种及基体材料有热处理要求时， 则需进行相应热处理。 6.7.3使用钴基、镍基粉末激光熔覆的碳素钢工件，公称尺寸不大于 DN25，可不进行去应力热处理。 表4 密封面激光熔覆高度和宽度 单位为毫米 公称尺寸 DN密封面激光熔覆高度 ≥密封面激光熔覆宽度 ≥ ≤150 H＋（0.6～1.2） B＋（2～3） ＞150 H＋（1～1.5） B＋（3～4） 注：H——设计高度；B——设计宽度。 7质量检验 7.1焊后用目视或 5～10 倍放大镜检查， 激光熔覆层表面及侧面不得有裂纹、气孔、缩孔、疏松和未 熔合等缺陷。 7.2检测