国产9ni钢焊接工艺研究

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1、1产9Ni钢焊接工艺研究摘要随着我国清洁能源战略的实施和发展，低成本天然气液化储运工业得以迅速发展，这就对LNG储罐罐体的关键材料镍系低温用9Ni钢及其焊接技术提出了新的课题。为打破这一技术的国外垄断形势，研发和掌握我国自主9Ni钢焊接技术具有积极的现实意义。关键词9Ni钢；低温储罐；焊接技术；低温韧性中图分类号：TG457文献标识码：A文章编号：1671-7597(2014)17-0060-01目前天然气的运输存储主要以液体状态进行，这就需要高压降温至零下162°C，才能实现天然气的液化，液化后的天然气体积约为原体积的1/600，极大方便了运输和存储。为实现液化天然气的存储，LN

2、G贮罐罐体的制造尤为重要，而其中关键材料9Ni钢的焊接最为关键，因此对国产9Ni钢的焊剂工艺研究具有重要的工程意义。1焊接材料选择及焊接试件加工常用LNG贮罐罐体材料为06Ni9钢，其主要化学成分元素为炭、硅、猛、磷、碗、铬、镍、铜、钥、钛、钼、钒等。鉴于06Ni9焊接材料主要依赖国际市场，国内尚处于初级研究阶段，本文选取焊接材料为SpecialMetals公司所产，化成成分与规格与生产中常用材料相同。四种焊接工艺中实用的焊条亦为制造LNG贮罐罐体材料06Ni9钢焊接常用焊条，焊接试件采用机加工。2焊接工艺研究2.1焊接工艺要点及焊缝要求焊接过程中的重要焊接工艺要点有：采取措施防止

3、9Ni钢焊接产生磁偏吹现象；钢厂预定制焊接坡口的定尺钢板；及时砂轮打磨钢板切割边缘；坡口面与母材用丙酮去污；确定焊接环境温度与湿度，去除钢表冷凝水；采用交流电；焊接层间温度小于150°C，热输入控制在0.5〜3.0kJAim;对于焊接工艺中焊缝的质量要求有：百分百PTI、PTII级合格；焊缝直线度确保＜2mm;焊缝不能突变〈90°过度角；焊缝高低差＜1.5mm;咬边深度＜0.3mm;多道焊缝表面堆叠相交处凹深度^1mmo2.2手工鸽极氩弧焊根据工件厚度确定接头与破口形式，工件厚度为9mm〜14腿时，沿板材对接边开V形坡口，角度a=60°；工件厚度为22mm时，沿边开X形坡口，角度a

4、=75°〜80°，坡口深度为11mm。在进行手工鸽极氩弧焊前对板材进行清理，去除板材上的氧化物与油污，确保焊接接头质量。焊接电源采用直流正接，负极接钨棒，正极接工件。预变形量的设定：9mm厚度为10〜13mm,14mm厚度为15〜18mm，22mm厚度为18〜20mm。焊丝直径选择为2mm，焊接电压为9-10V，电流在90〜139A区间。14mm厚度06Ni9手工锡极氩弧焊主要焊接工艺参数为：根焊电流90A、电压9V、焊速6cm/min、热输入量8.1kJ/cm；填充焊道电流110A、电压10V、焊速5.12cm/min、热输入量12.89kJ人m;盖面焊接电流115A、电压10V

5、、焊速4.83cm/min、热输入量14.29kJ/cmo2.3埋弧自动焊焊接准备阶段，在确定好焊接产品规格后，合理选择焊丝及焊接规范，检查焊接所用的设备及材料状况，以确保焊接能够顺利进行，用砂轮机打磨工件至光洁金属，工件焊接边缘需平直，装配间隙＜1mm，且均匀，高低差＜0.5mm。14mm厚度工件开K形坡口，角度a=45°，钝边0〜1mm。焊丝直径1.6mm，且光洁无油，焊接电流300A，焊接电压37V。焊接焊剂需150〜200°C温度下烘烤2小时，焊接电流采用直流正接。在进行反面焊接前需用砂轮机扣槽，具体焊接工艺参数如下：根焊电流290A、电压26V、焊速64cm/min、热输

6、入量7.69kJ/cm；填充焊道电流300A、电压26V、焊速70cm/min、热输入量6.69kJ/cm；盖面焊接电流300A、电压26V、焊速75cm/min、热输入量6.24kJ/cm。确定电压稳定在预定范围内后开始焊接，根据指针与焊缝对中变化实时调整电压与电流，及时更换导电嘴。在焊接过程中，保证焊剂时刻全部覆盖焊缝进行保护，避免焊接过程出现焊接缺陷。2.4焊条电弧焊焊点牌号和直径的选择依据与焊接钢材的硬度，针对本文所选择的14mm厚度06N19钢材，焊条选择为牌号ENiCrMo-3,直径3.2。14mm厚度工件沿边开V形坡口，角度a=60°。焊接开始前，焊条需在150°C条

7、件下烘烤2小时，另焊接接头及坡口确保清洁，试板保留10〜13mm欲变形量。焊接操作中要注意焊条的烘干与保存，焊接电流与极性确保和焊条直径与型号、焊接位置相对应，14mm厚度工件焊接电流采用直流反接。具体焊接工艺参数如下：根焊电流95A、电压23V、焊速3.87cm/min、热输入量33.9kJ/cm;填充焊道电流115A、电压20V、焊速4.7cm/min、热输入量29.4kJ/cm;盖面焊接电流120A、电压23V、焊速5.13cm/min、热输入量32.3kJ/c