[发明专利]用于X7Ni9钢与S30408钢相焊的焊条电弧焊方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁焊接领域，尤其是涉及一种用于低温高强调质钢X7Ni9钢与S30408奥氏体不锈钢异种钢相焊的焊条电弧焊方法。

背景技术

X7Ni9是一种低温镍钢，具有良好的高强低温性能，是建造大型低温储罐，如液化天然气(LNG)储罐的首选材料，X7Ni9钢板通常调质态交货。当LNG储罐的零部件采用奥氏体不锈钢制造时，工程应用提出了X7Ni9与S30408奥氏体不锈钢焊接的要求。

X7Ni9和S30408在－196℃时均有良好的低温性能，选用铁镍基焊材或奥氏体不锈钢焊材作为X7Ni9和S30408之间接头的填充材料时，均需要求焊缝金属具有较好的强度和低温韧性与之匹配。异种钢焊接接头需兼顾两侧不同母材的特性，而异种钢受两种材料的化学成分、热膨胀系数、合金元素尤其是碳元素的扩散影响，其接头组织更复杂，不同母材的差异性使得异种钢的焊接较同种钢的焊接具有更大的难度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种能保证低温高强度异种钢焊接接头质量的用于X7Ni9钢与S30408钢相焊的焊条电弧焊方法。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：

用于X7Ni9与S30408钢相焊的焊条电弧焊方法，该方法包括以下步骤：

1)焊条电弧焊坡口采用V形坡口或X型坡口；所采用的焊条型号为

ENiCrFe-9，符合ASW5.11，其成分如下：C≤0.15％，Si≤0.8％，1.0％≤Mn≤4.5％，P≤0.020％，S≤0.015％，Fe≤12.0％，Cu≤0.5％，Ni≥55.0％，12.0％≤Cr≤17.0％，0.5％≤Nb≤3.0％，2.5％≤Mo≤5.5％，W≤1.5％，其他未规定的元素总量≤0.5％；Ni起奥氏体化的作用，同时对提高焊缝韧性起关键的作用；Mo、Cr的作用提高强度，但其含量过高会降低焊接性。

2)X7Ni9与S30408钢板焊前不需预热，需要用火焰或其它加热方式除去焊缝两侧的水份，使焊缝两侧焊前处于干燥状态。

3)采用交流电源，焊接工艺参数为：第一道打底焊接电流90～120A，电弧电压19～22V，填充焊焊接电流120～140A，电弧电压22～26V，焊接速度8～22cm/min，打底焊焊接热输入量6～12KJ/cm，填充焊焊接热输入量为16～28KJ/cm，焊条烘焙制度为250℃×0.5h；

4)保持层间温度小于90℃，第一层打底焊完后，焊缝打磨干净后进行渗透检测细微裂纹，并采用打磨方法消除后再进行填充焊接；

5)一侧焊接完后，背面需进行气刨清，清根打磨，同样进行渗透检测细微裂纹，并进行打磨消除。

上述方案中，所采用的焊条的熔敷金属的力学性能：屈服强度R_P0.2≥360MPa；抗拉强度R_m≥650MPa；延伸率A≥18％；-196℃冲击功：Akv≥60J。

上述方案中，所述X7Ni9钢板的化学组份及质量百分比满足以下条件：C≤0.08％，0.10％≤Si≤0.35％，0.30％≤Mn≤0.80％，P≤0.008％，S≤0.005％，8.50％≤Ni≤10.0％，Als≥0.015％，V≤0.010％，Cu≤0.05％，Cr≤0.10％，Mo≤0.50％，N≤0.012％，Nb≤0.10％，余量为Fe及不可避免的杂质。

上述方案中，所述X7Ni9钢板的力学性能满足：屈服强度R_el≥590MPa，抗拉强度R_m：680～820MPa，延伸率A≥18％，-196℃横向冲击功Akv≥80J。

上述方案中，所述S30408钢板的化学组份及质量百分比满足以下条件：C≤0.08％，Si≤0.75％，Mn≤2.00％，P≤0.035％，S≤0.20％，Ni：8.00～10.50％，Cr：18.00～20.00％，N≤0.10％。

上述方案中，所述S30408钢力学性能满足：屈服强度R_p0.2≥205MPa，抗拉强度R_m≥520MPa，延伸率A≥40％，HV≤210。

上述方案中，所述焊条电弧焊方法采用多层多道焊接，层间温度控制在不超过90℃。

与现有技术相比，本发明取得的技术效果是：