[发明专利]极低温钢的焊接接头及用于制造该焊接接头的焊接材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种极低温钢的焊接接头及用于制造该焊接接头的焊接材料。更为具体地，涉及助焊剂芯电弧焊焊接材料、埋弧焊焊接材料、气体金属电弧焊焊接材料及利用上述焊接材料制造的焊接接头。

背景技术

由于最近对液化天然气(LNG)的需求暴增，用于运输、保管极低温LNG的运输设备及储存储罐的需求也随之暴增。运输或储存LNG的储罐必须具备在LNG温度即-165℃以下的温度下能够充分承受冲击的结构。为此，作为在极低温度下的冲击韧性高的材料，代表性的有Al、9％Ni钢、不锈钢(以下简称为STS)。

但是，Al的抗张强度比较低，需使用厚的Al板，因此存在焊接性差的问题。

而且，9％Ni钢存在焊接材料(合金625材料：含有50重量％以上的Ni、20重量％以上的Cr)价格高、焊接接头的屈服强度低的问题，而STS存在价格高、热变形率低及无法确保极低温度等问题。

因此，需要开发一种与Ni的价格相比价格低廉、且能够确保焊接性能的作为奥氏体稳定性元素的用于极低温的高Mn基焊接接头。

尤其，为了在-196℃以下的极低温度下确保焊接构造物的稳定性，必须确保具有27J以上的冲击韧性的焊接接头，而且为了制造结构体需要常温下的屈服强度为360Mpa以上的焊接接头。为此，目前使用Ni和Cr的含量高的材料(含有50重量％以上的Ni、20重量％以上的Cr)来形成焊接接头，但是目前还没有开发出少量含有高价合金的焊接材料，而且也没有利用这种材料的焊接接头。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的一个方面提供一种在极低温度环境下也能够保持韧性优异的奥氏体相的同时防止焊接时的高温龟裂，从而具有优异的低温冲击韧性及常温屈服强度的焊接接头。

本发明的另一个方面提供一种能够制造所述焊接接头的焊接材料。

但是，本发明要解决的技术问题并不限定于以上提及的技术问题，本领域的技术人员能够从以下记载的内容清楚地理解其他所要解决的技术问题。

(二)技术方案

本发明提供一种极低温钢的焊接接头，以重量％计，包括：C:0.05～1.30％；Si:0.2～1.8％；Mn:0.4～23％；Cr:0.01～12％；Ni:23～49％；Mo、Co及W元素中的一种以上元素:0.01～10％；Al：0.2％以下；Ti：0.9％以下；Nb和V元素中的一种以上元素：0.9％以下；S和P元素中的一种以上元素：0.035％以下；余量是Fe及其他不可避免的杂质。

而且，本发明提供一种助焊剂芯电弧焊接材料，包括：芯和裹住所述芯的外皮，以重量％计，所述助焊剂芯电弧焊接材料包括：C:0.05～1.30％；Si:0.2～1.8％；Mn：0.5～25％；P和S元素中的一种以上元素：低于0.031％；Ni：25～50％；Al：1.5％以下；TiO₂：3.5～15％；K、Na及Li元素中的一种以上元素：0.01～1.3％；Ti：2.4％以下；Mo、W及Co元素中的一种以上元素：0.001～10％；其余是Fe及其他不可避免的杂质，其中，所述外皮由Ni：35～46重量％、其他杂质：0.05重量％以下、余量是Fe组成。

而且，本发明提供一种埋弧焊接材料及气体金属电弧焊接材料，包括：芯和裹住所述芯的外皮，以重量％计，所述焊接材料包括：C：0.05～1.20％；Si：0.3～1.2％；Mn：3～15％；P和S元素中的一种以上元素：0.03％以下；Ni：25～50％；Al：1.5％以下；余量是Fe及其他不可避免的杂质，其中，所述外皮由Ni：35～46重量％、其他杂质：0.0重量5％以下、余量的Fe组成。

(三)有益效果

根据本发明，可提供一种在极低温环境下冲击韧性优异、在常温下的屈服强度突出的焊接接头。而且，能够提供一种能够制造出所述焊接接头，且包含少量的高价合金，从而成本比较低的助焊剂芯电弧焊接材料、埋弧焊接材料及气体金属电弧焊接材料。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的焊接材料的一副剖视图。

图2是本发明的一个实施例的焊接材料的一副剖视图。

图3是本发明的一个实施例的焊接材料的一副剖视图。

具体实施方式