本发明涉及一种阀门密封面熔覆堆焊方法及堆焊工装，尤其涉及一种核级小口径阀门密封面自动堆焊方法及堆焊工装。
背景技术：
1、现有的各类密封性能要求较高的高温、高压阀门密封面均采用钴基硬质合金(stellite)堆焊，由于等离子粉末堆焊的堆焊枪体积较大，对于直径小于50mm的小口径阀门的大深径比的深孔和小孔无法实现自动堆焊。而核电厂核岛内所使用的手动截止阀多为从dn8～dn50的小口径关闭类阀门。小口径核级截止阀阀体中腔空间小，因焊枪头干涉而无法采用等离子弧焊(paw)、自动氩弧焊(gtaw-a)等焊接方法施焊。
2、目前阀门的小口径阀座、小口径阀门的阀体、套筒深孔堆焊普遍采用的常规手工电弧焊、手工氩弧焊等堆焊工艺，劳动强度大、生产效率低，且堆焊层质量受操作工人为因素影响大。上述常规焊接方法线能量大，堆焊合金层易受母材稀释，从而造成堆焊层的硬度值、耐腐蚀性能、高温力学性能等设计指标不稳定。主要存在如下问题：
3、1、一般钴基硬质合金的堆焊，母材在焊前都需经300-350℃的预热处理，经预热后的小口径阀体、套筒等阀门零件不便于焊工近距离深入施焊，焊接时容易灼伤焊工，从而造成焊接质量不稳定。
4、2、由于密封面堆焊工艺不稳定，而造成的阀门产品上的硬质合金密封面开裂、气孔等缺陷，在核级项目上不允许补焊，从而直接造成阀门铸锻件的报废。
5、3、利用手工电弧焊盲焊进行小通径截止阀的深孔堆焊作业时，统计数据结果显示，普通焊工的平均焊接合格率不到85％；因焊接质量而造成的阀体报废率约达8％。
6、现有专利文献cn112045290a提供的用于小口径阀门熔覆堆焊的堆焊头及堆焊装置，采用多层套管结构的堆焊头，减小堆焊头的尺寸，使其适用于小口径阀门。不但结构相对较为复杂，而且粉末堆焊存在如下缺点：
7、1、热变形：堆焊过程中发生的高温容易导致金属的热变形，影响使用寿命。
8、2、产生应力：堆焊后，金属产生了应力，容易导致扭曲、裂纹等缺陷。
9、3、对设备和技术要求较高：堆焊需要用到高温和高能量热源，因此对设备和技术要求较高。焊接过程中基材容易产生变形，需要对焊接前后的尺寸进行严格控制。
10、因此，对核级小口径阀门密封面自动堆焊方法的研究一直是本领域的关注热点，并在持续改进。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种核级小口径阀门密封面自动堆焊方法及堆焊工装，不但能够高效实现小孔、深孔自动堆焊；堆焊熔覆速度快，稀释率低；而且焊缝组织致密，结合强度高。
2、本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种核级小口径阀门密封面自动堆焊方法，所述堆焊方法采用热丝钨极氩弧焊法，包括如下步骤：s1、将待焊阀门安装到工作转台上，将送丝装置中的焊丝和送丝加热电源电气相连；s2、先不送焊丝控制工作转台至少旋转一周，进行第一次空熔，使得待堆焊密封面预热到预设温度；同时采用送丝加热电源对焊丝进行预热；s3、确定第一堆焊层的焊接时间和所需的焊丝，再控制工作转台在焊接时间内旋转一周，同时送丝装置在焊接时间内完成所需焊丝的自动推送，完成第一堆焊层的焊接；焊接时经预热的焊丝与熔池接触，以持续导通预热电流；s4、待第一堆焊层的层间温度小于预设温度后，继续焊接第二堆焊层；所述第二堆焊层的焊接过程与第一堆焊层的焊接过程相同。
3、进一步地，所述焊丝直径为0.8～1.2mm，所述焊丝的加热电流为焊接电流的40％～60％。
4、进一步地，所述焊丝外设置有陶瓷导向套，所述陶瓷导向套为金属陶瓷导向套，所述金属陶瓷导向套端部形成导电嘴；所述陶瓷导向套及焊丝垂直设置，施焊时焊枪头的钨电极向着施焊位置倾斜。
5、进一步地，堆焊时以待焊阀门的下端面进行定位，并采用角度可调节的焊枪头控制钨电极的倾斜角度；侧面堆焊时，焊丝与待焊阀门的侧壁平行，焊枪头的转动角度为45-90度；端面堆焊时，焊丝与待焊阀门的端面垂直，焊枪头的转动角度为0-45度。
6、进一步地，对孔径在30mm-50mm的小孔进行侧面堆焊时，所述第一堆焊层和第二堆焊层的厚度为2.5-3.0mm；对深度与内径比例范围在10：1-20:1且内径在30mm-50mm的深孔的端面堆焊时，所述第一堆焊层和第二堆焊层的厚度为5.0-6.0mm。
7、进一步地，所述步骤s2中第一次空熔时的焊接电流为正常焊接电流的40％～60％；第一次空熔时采用角度可调节的焊枪头，并通过控制焊枪头中钨电极的倾斜角度对待堆焊密封面进行预热。
8、进一步地，所述步骤s2中的预设温度为250-300℃；所述步骤s4中的预设温度为150℃。
9、进一步地，所述核级小口径阀门的母材为奥氏体不锈钢，堆焊材料的化学成分按重量百分比计为：碳0.9～1.4％；锰0～1.0％；硅0～2.0％；铬20.0～25.0％；镍9.0～11.0％；钼1.0～3.0％；铁0～9.0％；钨3.0～6.0％；钛1.0～3.0％；钒1.0～3.0％；余量为钴及不可避免的杂质。
10、本发明为解决上述技术问题而还提供一种用于实现上述核级小口径阀门密封面自动堆焊方法的堆焊工装，其中，包括氩弧焊枪、送丝装置、送丝加热电源和工作转台，所述工作转台由伺服电机驱动并配备伺服立柱和伺服横梁；所述送丝装置出来的焊丝与氩弧焊枪在垂直方向平行布置，且所述送丝装置出来的焊丝与送丝加热电源电气相连；所述氩弧焊枪上设有可旋转的焊枪头，使得施焊时焊枪头中的钨极向着施焊位置倾斜，所述工作转台上设置有自定心三爪卡盘，所述工作转台每旋转一圈，所述伺服横梁可按照预设的速度和步距提升一次。
11、进一步地，所述焊枪头的转动角度为0-90°，所述焊枪头中的钨极外包覆有u形水冷槽。
12、本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的核级小口径阀门密封面自动堆焊方法及堆焊工装，具有如下优点：(1)堆焊熔覆合金层与工件基体呈冶金结合，结合强度高；(2)可实现小孔、深孔自动堆焊；(3)堆焊熔覆速度快，低稀释率；(4)堆焊层组织致密，成型美观；(5)可在锈蚀及油污的金属零件表面不经复杂的前处理工艺，直接进行表面熔覆堆焊；(6)堆焊过程易实现机械化、自动化；(7)与其他自动焊接设备相比设备构造简单，节能易操作，维修维护容易。
1.一种核级小口径阀门密封面自动堆焊方法，其特征在于，所述堆焊方法采用热丝钨极氩弧焊法，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的核级小口径阀门密封面自动堆焊方法，其特征在于，所述焊丝直径为0.8～1.2mm，所述焊丝的加热电流为焊接电流的40％～60％。
3.如权利要求1所述的核级小口径阀门密封面自动堆焊方法，其特征在于，所述焊丝外设置有陶瓷导向套，所述陶瓷导向套为金属陶瓷导向套，所述金属陶瓷导向套端部形成导电嘴；所述陶瓷导向套及焊丝垂直设置，施焊时焊枪头的钨电极向着施焊位置倾斜。
4.如权利要求3所述的核级小口径阀门密封面自动堆焊方法，其特征在于，堆焊时以待焊阀门的下端面进行定位，并采用角度可调节的焊枪头控制钨电极的倾斜角度；侧面堆焊时，焊丝与待焊阀门的侧壁平行，焊枪头的转动角度为45-90度；端面堆焊时，焊丝与待焊阀门的端面垂直，焊枪头的转动角度为0-45度。
5.如权利要求3所述的核级小口径阀门密封面自动堆焊方法，其特征在于，对孔径在30mm-50mm的小孔进行侧面堆焊时，所述第一堆焊层和第二堆焊层的厚度为2.5-3.0mm；对深度与内径比例范围在10：1-20:1且内径在30mm-50mm的深孔的端面堆焊时，所述第一堆焊层和第二堆焊层的厚度为5.0-6.0mm。
6.如权利要求1所述的核级小口径阀门密封面自动堆焊方法，其特征在于，所述步骤s2中第一次空熔时的焊接电流为正常焊接电流的40％～60％；第一次空熔时采用角度可调节的焊枪头，并通过控制焊枪头中钨电极的倾斜角度对待堆焊密封面进行预热。
7.如权利要求1所述的核级小口径阀门密封面自动堆焊方法，其特征在于，所述步骤s2中的预设温度为250-300℃；所述步骤s4中的预设温度为150℃。
8.如权利要求1所述的核级小口径阀门密封面自动堆焊方法，其特征在于，所述核级小口径阀门的母材为奥氏体不锈钢，堆焊材料的化学成分按重量百分比计为：碳0.9～1.4％；锰0～1.0％；硅0～2.0％；铬20.0～25.0％；镍9.0～11.0％；钼1.0～3.0％；铁0～9.0％；钨3.0～6.0％；钛1.0～3.0％；钒1.0～3.0％；余量为钴及不可避免的杂质。
9.一种用于实现如权利要求1-8任一项所述的核级小口径阀门密封面自动堆焊方法的堆焊工装，其特征在于，包括氩弧焊枪、送丝装置、送丝加热电源和工作转台，所述工作转台由伺服电机驱动并配备伺服立柱和伺服横梁；所述送丝装置出来的焊丝与氩弧焊枪在垂直方向平行布置，且所述送丝装置出来的焊丝与送丝加热电源电气相连；所述氩弧焊枪上设有可旋转的焊枪头，使得施焊时焊枪头中的钨极向着施焊位置倾斜，所述工作转台上设置有自定心三爪卡盘，所述工作转台每旋转一圈，所述伺服横梁可按照预设的速度和步距提升一次。
10.如权利要求9所述的堆焊工装，其特征在于，所述焊枪头的转动角度为0-90°，所述焊枪头中的钨极外包覆有u形水冷槽。
