[发明专利]VLGC船用碳锰低温钢及其焊接方法

说明书

本发明公开了一种VLGC船用碳锰低温钢及其焊接方法。属于新材料连接技术领域，用于超大型液化气运输船的液货舱及其周围的船体结构的连接。本发明针对于特定化学成分、不同厚度规格的VLGC船用碳锰低温钢，焊接方法采用药芯焊丝二氧化碳气保焊，并根据不同的板厚焊接前后的准备工序。本发明全面覆盖了VLGC船用碳锰低温钢的2G位置的常用厚度规格，本发明实用性强，用于VLGC船用碳锰低温钢焊接，具有良好的焊接接头的实际性能。

技术领域

本发明属于钢铁新材料连接技术领域，涉及了一种VLGC船用碳锰低温钢及其焊接方法。

背景技术

VLGC(Very Large Gas Carrier)，全称超大型液化气体运输船，是国际上公认的设计及建造技术难度最大的船型，以高技术、高难度、高附加值的“三高”著称，主要运输以丙烷和丁烷为主要成份的液化石油气或混合气，包含丙烯、丁烯及其他化工产品，用于船体结构中的液舱和次屏蔽两部分结构。VLGC船用碳锰低温钢的化学成分简单，主要有C、Mn两种合金元素组成，依靠TMCP工艺来保障性能，缺少细晶强化元素，焊接难度大，需要根据不同的板厚制定不同的焊接工艺，满足-60°下的低温冲击韧性。应用环境为-60℃的低温，焊缝及热影响区易出现低温脆性，焊接接头的冲击韧性难以保证，降低结构的整体性能，所以制定合理的焊接工艺方法对VLGC船用碳锰低温钢至关重要。

为了满足VLGC船用碳锰低温钢在船舶建造过程中的实际需求，针对不同厚度的VLGC船用碳锰低温钢在焊接方法上进行了研究。国内外现有船用钢板的焊接方法没有涉及VLGC船用碳锰低温钢，VLGC船用碳锰低温钢用于超大液化气体船的结构符合船舶的发展方向，涉及到的焊接方法确是保障船舶建造质量的关键技术需要进行的探索和研究。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供了VLGC船用碳锰低温钢的焊接方法，解决了不同厚度规格VLGC船用碳锰低温钢焊接问题，焊接接头力学性能优异。

技术方案：本发明所述的VLGC船用碳锰低温钢的焊接方法；

VLGC船用碳锰低温钢的化学成分百分比为：C：0.075～0.095，Mn：1.50～1.58，Si：0.15～0.25，P：≤0.012，S：≤0.0030，Al：0.035～0.075，Ti：0.005～0.015，余量为Fe及附带杂质；

焊接接头形式采用对接，焊接位置为2G，开非对称V型坡口，坡口角度为上侧为25±4°，下侧为15±4°；焊接方法采用药芯二氧化碳气体保护半自动焊；

对于不同厚度的VLGC船用碳锰低温钢，设计了有不同的焊前、焊后工序，以及不同的焊接参数。

进一步的，使用的焊接材料：采用的药芯焊丝牌号为Supercored81-k2，φ为1.2mm，陶瓷衬垫材料为JN-401-3D；

进一步的，坡口形式采用非对称V型，坡口角度为上侧为25±4°，下侧为15±4°，留6±2mm间隙，背面采用陶瓷衬垫；当板厚8≤t≤30mm的板子对接焊时，焊前不需要预热，焊后不需要热处理；采用二氧化碳气体保护半自动焊，工艺参数包含：焊接电流160～240A，焊接电压22～27V，焊接速度12～42cm/min，层间温度＜150℃；

当板厚30＜t≤34时，焊前需要预热，预热温度≥80℃，层间温度小＜150℃，焊后后热(250±20℃)，保温2小时后缓冷；设计焊道层数为11层，焊接工艺参数包括：焊接电流190～240A，焊接电压24～27V，焊接速度14～42cm/min，层间温度＜150℃。