[发明专利]适用于LNG储罐的高锰奥氏体钢的全自动焊接工艺

说明书

本发明涉及一种适用于LNG储罐的高锰奥氏体钢的全自动焊接工艺。技术方案是，用高锰奥氏体钢熔化极惰性气体保护焊打底、全自动埋弧焊填充和全自动埋弧焊盖面。所述保护焊打底：焊接电流140～150A，电弧电压18～19V，焊接速度400～600mm/min；气体流量15～20mL/min；打底焊接2～4道。全自动埋弧焊填充：焊接电流400～460A，电弧电压29～33V，焊接速度450～550mm/min，全自动埋弧焊填充10～30道。全自动埋弧焊盖面：焊接电流360～400A：电弧电压25～28V，焊接速度360～400mm/min。全自动埋弧焊盖面3～4道。本发明能自动高效焊接，能焊接平焊位置的长直缝、综合力学性能好、焊接LNG罐的根部无需脱渣、焊缝背面成型良好和焊缝背面的焊接质量优异。

技术领域

本发明属于高锰奥氏体钢的全自动焊接工艺领域。具体涉及一种适用于LNG储罐的高锰奥氏体钢的全自动焊接工艺。

背景技术

随着LNG清洁能源的快速发展，LNG燃料罐、运输罐及陆地大型储罐的需求量将在未来几年乃至十几年呈现出急剧增长的态势。高锰奥氏体钢以其优良的综合力学性能和超低温韧性，以及显著的经济性，是未来LNG储罐建造的优选材料。

LNG罐所用高锰奥氏体钢板的厚度大多在7～30mm范围内，通常采用电弧焊方式连接成罐体结构。罐体设计和建造时，包含了环缝、纵缝等焊缝形式，也涉及到平焊、横焊、立焊及仰焊等焊接位置需要不同的焊接工艺来完成。现有技术中提供了高锰奥氏体钢的焊接材料，如：《一种用于超低温高锰钢手工电弧焊接的低氢型焊条》(CN 201910008172.6)专利技术，公开了一种手工电弧焊焊条；《一种用于极低温奥氏体高锰钢焊接的熔化极实心焊丝》(CN202010762465.6)专利技术，公开了一种熔化极实心焊丝；《焊接超低温高锰钢用的埋弧焊焊剂、焊丝及制备方法》(CN 201910013942.6)专利技术，公开一种埋弧焊焊剂、焊丝及制备方法。但迄今为止，未有建造LNG储罐相应的焊接工艺技术公开。

目前，高锰奥氏体钢焊接材料选用与高锰奥氏体钢一致的成分体系，为同种材料焊接，保证熔合线位置不会产生淬硬组织和第二相析出，从而保证焊接接头良好的冲击韧性。然而高锰奥氏体焊缝金属为高合金含量的金属且为全奥氏体组织，具有粘性大、熔池延展性差、热膨胀系数大、高温电阻系数高等物理性能，当采用以上现有高锰奥氏体钢焊接材料进行焊接时，焊缝根部脱渣性不佳，容易形成夹渣、气孔等焊接缺陷；根部脱渣困难也引起背面焊缝成型差的问题；同时，耗时的手工清渣工序降低了自动化程度、提高了建造成本。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，目的是提供一种工艺简单、焊接材料用量少、建造工时短、能自动高效焊接的适用于LNG储罐的高锰奥氏体钢的全自动焊接工艺，采用该焊接工艺能焊接平焊位置的长直缝、综合力学性能能满足高锰奥氏体钢制LNG储罐的技术要求、焊接LNG罐的根部不需要脱渣、焊缝背面成型良好和焊缝背面的焊接质量优异。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

所述适用于LNG储罐的高锰奥氏体钢的全自动焊接工艺，是采用高锰奥氏体钢熔化极惰性气体保护焊打底、全自动埋弧焊填充和全自动埋弧焊盖面。

所述高锰奥氏体钢熔化极惰性气体保护焊打底，所采用的熔化极惰性气体保护焊焊丝的成分体系为：C为0.4～0.5wt％，Mn为22～25wt％，Cr为3～4wt％，Ni为2～3wt％，Si≤01wt％，(Nb+V+Cu+Al)为0.1～0.4wt％，S≤0.001wt％，P≤0.002wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。

所述熔化极惰性气体保护焊的焊丝直径为1.0mm，焊丝干伸长为6～13mm。

高锰奥氏体钢熔化极惰性气体保护焊打底的焊接工艺参数为：焊接电流为140～150A，电弧电压为18～19V，焊接速度为400～600mm/min；保护气体为100％的氩气，所述氩气的纯度为99.95％，气体流量为15～20mL/min。