9%Ni钢板的焊条电弧焊工艺方法
【技术领域】
[0001]本发明属于9%Ni钢板焊接的技术领域，尤其涉及一种9%Ni钢板的焊条电弧焊工艺方法。
【背景技术】
[0002]天然气的运输和储存是在液态下进行的，它在-165°C时为液态。随着我国能源战略布局的调整，液化天然气(LNG)将成为我国越来越重要的能源。为了能在低温下运输和储存液化天然气，需要使用9%Ni钢(低温钢)作为贮罐材料。
[0003]9%Ni钢是镍含量为9%的低碳钢，具有良好的低温韧性和断裂韧性，在LNG和液氮等领域广泛使用。该钢种由于其自身的特性，在焊接过程中容易出现冷裂纹、热裂纹、磁偏吹和低温韧性下降的问题，且对设备的依赖度高，现场施工时实现较困难。因此，除了需要相应的专用焊材外，还需要对层间温度、焊道数量、焊接速度等参数进行探讨。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供9%Ni钢板的焊条电弧焊工艺方法，选择最佳的焊条、焊接工艺参数和焊接顺序，制定合理的操作规则，避免焊前预热和碳弧气刨清根，保证9%Ni钢板的焊接质量，能够满足其工艺性和使用性要求。
[0005]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:9%Ni钢板的焊条电弧焊工艺方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0006](A)材料准备，焊机选用交流电焊机，焊条选用镍基焊条ENiCrFe-9，直径为3.2mm，焊前进行烘干处理，烘干后置于保温桶中随用随取；
[0007](B)焊前准备，两块需要焊接的9%Ni钢板单边开对应的单边坡口，并留有钝边厚度，两块需要对接焊接的9%Ni钢板组对点焊装配时保留间隙，形成“X”型坡口，焊前将坡口表面及附近20?30mm范围的铁锈、油污、毛刺用磨光机、锉刀清理干净，露出金属光泽；
[0008](C)焊接钢板，焊接时先焊接大坡口的一面，焊接3?5层后，根据工件变形情况翻面清根，将小坡口的一面一次性焊满，再翻面将大坡口一次焊满。
[0009]按上述方案，所述步骤(A)中焊条烘干温度为300°C?350°C，烘干时长为一小时，保温桶中的焊条超过四小时不用，应重新进行烘干，烘干次数不超过三次。
[0010]按上述方案，所述步骤(B)中每块9%Ni钢板单边采用半自动火焰切割机开l/3t和2/3t(t为板厚)的单边坡口，留有的钝边厚度为O?2mm，所述“X”型坡口间隙为I?2mm，角度为55?60°。
[0011]按上述方案，所述步骤(C)中采用横焊焊接，横焊打底层时，焊接电流为103?115A，电弧电压为20?24V，焊接速度为9.1?13.4cm/min，横焊填充层和盖面层时，焊接电流为105?120A，电弧电压为20?24V，焊接速度为17.5?26.4cm/min。
[0012]按上述方案，所述步骤(C)中采用立焊焊接，立焊打底层时，焊接电流为84?85A，电弧电压为20?24V，焊接速度为5.1?6.2cm/min，立焊填充层和盖面层时，焊接电流为90?102A，电弧电压为20?24V，焊接速度为5.6?9.0cm/min。
[0013]按上述方案，所述步骤(C)中采用平焊焊接，平焊打底层时，焊接电流为110?120A，电弧电压为20?24V，焊接速度为10.2?14.6cm/min，平焊填充层和盖面层时，焊接电流为115?125A，电弧电压为20?24V，焊接速度为22?26.4cm/min。
[0014]按上述方案，所述步骤(C)中焊接热输入控制在30KJ/cm以下，焊层焊道间温度控制在90°C以下，采用红外测温仪测定。
[0015]按上述方案，所述步骤(C)中翻面清根采用砂轮机打磨，在焊条结尾收弧时填满弧坑，在收弧处作停留。
[0016]本发明的有益效果是:提供一种9%Ni钢板的焊条电弧焊工艺方法，具有焊接效率高、质量好，易于操作的特点，解决了常见的焊接缺陷，选择合适的焊条，能够满足焊接中的工艺性能和使用性能，合理的焊接参数与热输入量，保证焊接接头的质量。
【附图说明】
[0017]图1为本发明一个实施例的“X”型坡口的结构示意图。
[0018]图2为本发明一个实施例的焊接顺序的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
[0020]如图1、图2所示，其中各附图标记为:1为打底焊道，2-4、7、8为填充焊道，5-6、9-11为盖面焊道，12为9%Ni钢板，13为大坡口，14为小坡口，15为钝边。
[0021]鉴于普通不锈钢的焊接工艺不适用于焊接9%Ni钢板，本发明是这样实现的:
[0022]一、焊前准备
[0023]1、焊接设备及焊条的选择
[0024]焊机选用交流电焊机，焊条选用ENiCrFe-9，直径为3.2mm，焊前进行烘干，烘干温度为300°C?350°C，烘干时长为一小时，备保温桶随用随取，烘好的焊条超过四小时不用，应重新进行烘干，烘干次数不超过三次。
[0025]2、制备坡口
[0026]用半自动火焰切割机将9%Ni钢板12开l/3t、2/3t(t为板厚)的单边坡口，并留有钝边15，钝边厚度为O?2mm，焊前将单边坡口表面及附近20?30mm范围的铁锈、油污、毛刺等杂质用磨光机、锉刀清理干净，露出金属光泽。工件焊前无须预热，潮湿天气需加热焊缝二侧母材以去除湿气。
[0027]3、组对点焊装配
[0028]两块需要对接焊接的9%Ni钢板组对点焊装配时保留间隙，形成“X”型坡口，“X”型坡口间隙为I?2mm，角度为55?60°。
[0029]二、工件的焊接
[0030]1、工件的焊接顺序
[0031]焊接顺序如图2所示，焊接时先焊接大坡口13的一面，根据工件变形情况翻面清根，将小坡口 14的一面一次性焊满，之后，再翻面将大坡口一次焊满。如果是厚板焊接，则需要根据变形情况反复翻转。
[0032]2、焊接参数
[0033]采用横焊焊接，横焊打底层时，焊接电流为103?115A，电弧电压为20?24V，焊接速度为9.1?13.4cm/min，横焊填充层和盖面层时，焊接电流为105?120A，电弧电压为20?24V，焊接速度为 17.5~26.4cm/min。
[0034]采用立焊焊接，立焊打底层时，焊接电流为84?85A，电弧电压为20?24V，焊接速度为5.1?6.2cm/min，立焊填充层和盖面层时，焊接电流为90?102A，电弧电压为20?24V，焊接速度为5.6?9.0cm/min。
[0035]采用平焊焊接，平焊打底层时，焊接电流为110?120A，电弧电压为20?24V，焊接速度为10.2?14.6cm/min，平焊填充层和盖面层时，焊接电流为115?125A，电弧电压为20?24V，焊接速度为22?26.4cm/min。
[0036]焊接热输入控制在30KJ/cm以下，焊层焊道间温度控制在90°C以下，采用红外测温仪测定。
[0037]3、焊缝清根
[0038]坡口反面的清根宜采用砂轮机打磨，严禁使用碳弧气刨。
[0039]4、操作要点
[0040]操作过程中不能任意打弧，更不能在坡口外边打弧，在试件表面上避免打弧擦伤；在焊条结尾收弧时一定要填满弧坑，在收弧处多停留一会，避免产生弧坑裂纹;焊接过程中采用窄焊道，多层多道焊，焊接时焊条不宜摆动;打底焊采用穿透法焊接，背面清根后要有合理的坡口形状，避免出现窄而深的坡口。
【主权项】
1.9%Ni钢板的焊条电弧焊工艺方法，其特征在于，包括如下步骤: (A)材料准备，焊机选用交流电焊机，焊条选用镍基焊条ENiCrFe-9，直径为3.2mm，焊前进行烘干处理，烘干后置于保温桶中随用随取； (B)焊前准备，两块需要焊接的9%Ni钢板单边开对应的单边坡口，并留有钝边厚度，两块需要对接焊接的9%Ni钢板组对点焊装配时保留间隙，形成“X”型坡口，焊前将坡口表面及附近20?30mm范围的铁锈、油污、毛刺用磨光机、锉刀清理干净，露出金属光泽； (C)焊接钢板，焊接时先焊接大坡口的一面，焊接3?5层后，根据工件变形情况翻面清根，将小坡口的一面一次性焊满，再翻面将大坡口 一次焊满。2.根据权利要求1所述的9%Ni钢板的焊条电弧焊工艺方法，其特征在于，所述步骤(A)中焊条烘干温度为300°C?350°C，烘干时长为一小时，保温桶中的焊条超过四小时不用，应重新进行烘干，烘干次数不超过三次。3.根据权利要求1所述的9%Ni钢板的焊条电弧焊工艺方法，其特征在于，所述步骤(B)中每块9%Ni钢板单边采用半自动火焰切割机开l/3t和2/3t(t为板厚)的单边坡口，留有的钝边厚度为O?2_，所述“X”型坡口间隙为I?2_，角度为55?60°。4.根据权利要求1所述的9%Ni钢板的焊条电弧焊工艺方法，其特征在于，所述步骤(C)中采用横焊焊接，横焊打底层时，焊接电流为103?115A，电弧电压为20?24V，焊接速度为9.1?13.4?11/1^11，横焊填充层和盖面层时，焊接电流为105?12(^，电弧电压为20?24￥，焊接速度为17.5?26.4cm/min05.根据权利要求1所述的9%Ni钢板的焊条电弧焊工艺方法，其特征在于，所述步骤(C)中采用立焊焊接，立焊打底层时，焊接电流为84?85A，电弧电压为20?24V，焊接速度为5.1?6.2cm/min，立焊填充层和盖面层时，焊接电流为90?102A，电弧电压为20?24V，焊接速度为5.6 ?9.0cm/min。6.根据权利要求1所述的9%Ni钢板的焊条电弧焊工艺方法，其特征在于，所述步骤(C)中采用平焊焊接，平焊打底层时，焊接电流为110?120A，电弧电压为20?24V，焊接速度为10.2?14.6011/1^11，平焊填充层和盖面层时，焊接电流为115?1254，电弧电压为20?24￥，焊接速度为22?26.4cm/min07.根据权利要求4或5或6所述的9%Ni钢板的焊条电弧焊工艺方法，其特征在于，所述步骤(C)中焊接热输入控制在30KJ/cm以下，焊层焊道间温度控制在90°C以下，采用红外测温仪测定。8.根据权利要求1所述的9%Ni钢板的焊条电弧焊工艺方法，其特征在于，所述步骤(C)中翻面清根采用砂轮机打磨，在焊条结尾收弧时填满弧坑，在收弧处作停留。
【专利摘要】本发明提出一种9％Ni钢板的焊条电弧焊工艺方法。该工艺方法的特征在于，焊机选用交流电焊机，焊条选用镍基焊条ENiCrFe-9，直径为3.2mm，焊前进行烘干处理，烘干后置于保温桶中随用随取；将两块需要焊接的9％Ni钢板单边开对应的单边坡口，并留有钝边厚度，两块需要对接焊接的9％Ni钢板组对点焊装配时保留间隙，形成“X”型坡口，焊前将坡口表面及附近20～30mm范围的铁锈、油污、毛刺用磨光机、锉刀清理干净，露出金属光泽；焊接时先焊接大坡口的一面，焊接3～5层后，根据工件变形情况翻面清根，将小坡口的一面一次性焊满，再翻面将大坡口一次焊满。本发明优化了焊接工艺，便于施工现场实现。
【IPC分类】B23K9/23, B23K9/235
【公开号】CN105643067
【申请号】
【发明人】闵晓峰, 白晓良, 莫芝林, 唐谱洪, 张舟
【申请人】武汉一冶钢结构有限责任公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月30日