[发明专利]304L奥氏体不锈钢MIG焊的焊接方法

说明书

本发明公开了一种304L奥氏体不锈钢MIG焊的焊接方法，包括以下步骤：对304L母材制备坡口，并去除坡口两侧水分，将需焊接的304L母材进行组对装配后，采用钨极氩弧焊进行点固焊；采用双面钨极氩弧焊进行打底焊接，焊丝采用ER316L；采用MIG焊进行填充层和盖面层的焊接；对焊接后的304L奥氏体不锈钢焊接接头进行热处理，热处理温度为550~590℃，保温时间为1~2h。本发明提出的304L奥氏体不锈钢MIG焊的焊接方法，可提高304L奥氏体不锈钢MIG焊焊接接头的低温韧性。

技术领域

本发明涉及焊接工艺技术领域，尤其涉及一种304L奥氏体不锈钢MIG焊的焊接方法。

背景技术

304L奥氏体不锈钢具有较高的强度和优良的低温韧性和塑形，同时由于碳含量低，具有优良的耐腐蚀性，常常被用做低温用钢，如国内生产的深冷低温液体储运容器，使用温度通常为-196~-183℃，主体母材通常为18-8型奥氏体不锈钢。

目前，304L奥氏体不锈钢压力容器产品主要采用焊条电弧焊进行焊接，MIG焊应用相对较少，这是由于MIG焊熔深小，而304L奥氏体不锈钢再结晶温度约为900℃，高于碳钢200℃左右，焊接过程中容易产生细微的未熔合缺陷，从而降低焊接接头的-196℃低温韧性。而MIG焊由于具有效率高、焊接变形小、焊材利用率高等优点，近年来在压力容器上的应力也越来越多。

对于304L奥氏体不锈钢来说，能够有效消除焊接应力的热处理温度为500℃以上，而这个温度范围恰好处于304L奥氏体不锈钢的晶间腐蚀敏感区，因此压力容器标准既不规定对304L奥氏体不锈钢进行热处理，也不反对。NB/T 47014标准中规定奥氏体不锈钢-196℃低温冲击功必须≥31J，与304L奥氏体不锈钢匹配的焊丝为ER308L，其熔敷金属-196℃冲击功大概在30J左右，如果经过去应力热处理，则会降低焊接接头的-196℃低温韧性，其-196℃冲击功会小于31J。

一般使用304L奥氏体不锈钢制作的压力容器产品没有热处理要求，焊接接头-196℃冲击功要求也不高，有些产品甚至对于冲击功没有要求。然而对于一些军工产品，如大型低温风洞，要求焊接接头在热处理后-196℃低温冲击功到达50J以上甚至更高，采用传统的MIG焊焊接工艺远远不能满足使用要求。而国内对于这方面的研究成果几乎没有。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种304L奥氏体不锈钢MIG焊的焊接方法，旨在提高304L奥氏体不锈钢MIG焊焊接接头的低温韧性。

为实现上述目的，本发明提供一种304L奥氏体不锈钢MIG焊的焊接方法，包括以下步骤：

对304L母材制备坡口，并去除坡口两侧水分，将需焊接的304L母材进行组对装配后，采用钨极氩弧焊进行点固焊；

采用双面钨极氩弧焊进行打底焊接，焊丝采用ER316L，焊丝化学成分符合GB/T 29713标准，其中Cr元素含量控制在18%~19%，Ni元素含量控制在13%~14%；

采用MIG焊进行填充层和盖面层的焊接；

对焊接后的304L奥氏体不锈钢焊接接头进行热处理，热处理温度为550~590℃，保温时间为1~2h。

优选地，去除坡口两侧水分时，采用氧乙炔中性焰对304L母材坡口两侧预设范围进行加热以去除水分。

优选地，采用双面钨极氩弧焊进行打底焊接时，两名焊工针对同一坡口根部同一时间同一速度焊接，正面坡口由一名焊工采用填丝焊，同时由另外一名焊工在坡口背面进行不填丝重熔。