[发明专利]一种7%Ni储罐钢的钢板焊接方法

说明书

本发明公开了一种7％Ni储罐钢的钢板焊接方法，包括以下步骤：(1)坡口加工：对7％Ni储罐钢进行坡口加工；(2)保护气：采用70～75％Ar+25～30％COsubgt;2/subgt;的混合保护气体；(3)组对焊接：按照常规的点焊方式进行组对焊接；(4)打底焊接：焊接前不预热，焊接电流为130～140A，电压为20～21V，焊接速度为14～16cm/min；(5)填充焊接：层间温度控制在100℃以下，焊接电流为150～160A，电压为23～24V，焊接速度为15～16cm/min；(6)盖面焊接；步骤(3)～(6)焊接过程使用的焊丝为符合ENiCrMO3T1‑4标准要求的药芯焊丝，焊材熔敷金属中Ni为62～68wt％，C为0.02～0.05wt％，Mo为6～10wt％，W为1～2wt％；本方法通过对焊材的选择、保护气配比以及焊接工艺的调整，焊接7％镍储罐钢能满足储罐钢建设要求，在‑196℃低温冲击性能良好。

技术领域

本发明涉及一种钢板的焊接方法，特别涉及一种7％Ni钢板的焊接方法。

背景技术

9％Ni钢，是一种低碳调质钢，组织为马氏体加贝氏体，在-196℃下具有优异的冲击韧性，常用于石油天然气储罐用钢。9％Ni钢的核心合金成分为Ni元素，添加量达8.5～9.5％，因Ni元素属贵重金属，全球探明存量有限，开采冶炼成本也很高，所以9％Ni钢售价昂贵。

随着学者深入研究，9％Ni钢在大多数应用场景下富余量较多，而7％Ni钢(主要成分C为0.042～0.073wt％，Si为0.11～0.25wt％，Mn为0.65～0.73wt％，Ni为7.0～7.5wt％)在-196℃的冲击韧性良好，能够应用于大多数工程场景。7Ni相对于9Ni制造成本更加低廉，未来将有广阔的应用前景。

目前7％Ni钢尚未大规模工业化应用，常参考9％Ni钢焊接工艺。传统9％Ni钢焊接方法为手工焊条焊、埋弧焊、氩弧焊(“王宏伟,张剑.低温用9％Ni钢的焊接[J].内蒙古石油化工,2009.”、“郑立娟.大型LNG储罐用9Ni钢焊接工艺与机理研究.哈尔滨工业大学,2010.”)，近年来随着药芯焊丝研发，许多学者进行了9％Ni钢药芯焊接工艺研究(“李宇章.9Ni钢药芯焊接头低温断裂韧性及与微观组织关联的研究[D].2019.”)。

因7％Ni钢与9％Ni钢在成分和工艺上有明显区别，9％Ni和7％Ni钢的工艺、成分不同，并不能因为两者的接头力学性能相同，而生搬硬套同种焊材、同种工艺；焊缝金属的性能由焊材和钢板共同组成，7％Ni钢的钢板含Ni量相对于9％Ni钢低，如两者同种焊材、同种工艺，得到的7％Ni钢的接头性能无法预料能否达到使用需求。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种能满足LNG储罐建造要求要求的7％Ni钢的焊接方法。

技术方案：本发明所述的钢板焊接方法，包括以下步骤：

(1)坡口加工：对7％Ni储罐钢进行坡口加工；

(2)保护气：采用70～75％Ar+25～30％CO₂的混合保护气体；

(3)组对焊接：按照常规的点焊方式进行组对焊接；

(4)打底焊接：焊接前不预热，焊接电流为130～140A，电压为20～21V，焊接速度为14～16cm/min；

(5)填充焊接：层间温度控制在100℃以下，焊接电流为150～160A，电压为23～24V，焊接速度为15～16cm/min；

(6)盖面焊接。

步骤(3)～(6)焊接过程使用的焊丝为符合ENiCrMO3T1-4标准要求的药芯焊丝，焊材熔敷金属中Ni为62～68wt％，C为0.02～0.05wt％，Mo为6～10wt％，W为1～2wt％。